новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ученые достают образцы лунного грунта Чанъэ-5 из бардачка. Слева направо: младший научный сотрудник Сюй Вэй, аспирант Чэнь Сяо, научный сотрудник Ван Цзюньцян, научный сотрудник Хо Цзюньтао и доктор Чэнь Госинь.

Китайские ученые предложили новый метод получения большого количества воды на Луне, который, как ожидается, послужит важной проектной основой для строительства будущих лунных научно-исследовательских станций и космических станций.

Днем 22 августа по пекинскому времени соответствующая статья была опубликована в Интернете в международном академическом журнале «Инновация». Название: «Массовое производство воды из лунного ильменита посредством реакции с эндогенным водородом».

Исследование было проведено исследовательской группой магнитоэлектрических функциональных свойств аморфных сплавов Института технологии материалов и инженерии Нинбо Китайской академии наук (далее именуемого «Институт материалов Нинбо») в сотрудничестве с Институтом физики Китайской академии наук. наук (далее именуемый «Институт физики») и эксперимент Цянь Сюэсэня Пятой академии аэрокосмических наук. Он был завершен научно-исследовательскими группами, включая лабораторию, Лабораторию материалов озера Суншань, Харбинский технологический институт и Нанкинский университет.

В вышеупомянутой статье предложен новый метод получения воды на основе высокотемпературных окислительно-восстановительных реакций путем изучения содержания водорода в различных минералах лунного грунта Чанъэ-5.

С помощью анализа с помощью различных экспериментальных методов, таких как электронная микроскопия высокого разрешения и спектроскопия потерь энергии электронов, исследовательская группа подтвердила, что примерно 51-76 мг воды (т.е. 5,1%-7,6%) может быть произведено в 1 грамме лунного грунта.

Посчитайте это,Одна тонна лунного грунта сможет производить около 51-76 килограммов воды, что эквивалентно более чем 100 бутылкам бутилированной воды по 500 мл, что в основном может удовлетворить ежедневное потребление питьевой воды 50 человек.

Вода является ключевым ресурсом для строительства лунных научно-исследовательских станций и будущих межзвездных путешествий на Луну, обеспечивая выживание человечества.

После трех лет углубленных исследований и повторных проверок исследователи обнаружили, что минералы лунной почвы накопили большое количество водорода из-за сотен миллионов лет облучения солнечным ветром. После нагревания до высоких температур водород вступает в окислительно-восстановительную реакцию с оксидами железа в минерале с образованием элементарного железа и большого количества воды.

При нагревании до температуры выше 1000°C лунный грунт расплавится, а образовавшаяся в результате реакции вода выделится в виде водяного пара.

Компьютерное моделирование показывает, что в лунном реголите-ильмените есть наноскопические поры, которые могут поглощать и хранить большое количество атомов водорода из солнечного ветра. Каждая молекула ильменита (FeTiO3) может поглощать 4 атома водорода, что делает его настоящим лунным «резервуаром».

В ходе экспериментов исследователи также обнаружили, что электронное облучение может снизить температуру реакции между водородом и оксидом железа, а температуру производства воды можно снизить с 600°C до 200°C.

Процесс образования воды и элементарного железа в процессе нагрева лунного грунта и сравнение содержания воды в различных основных минералах. А. Изменение валентного состояния элементов железа в лунном грунте в процессе нагревания. Б. Сравнение содержания водорода основных минералов лунного грунта. На иллюстрации показано общее взвешенное содержание водорода с учетом содержания минералов в лунном грунте. лунный грунт; C. Нагревание ильменита в лунном грунте. Последнее изображение, полученное с помощью трансмиссионного электронного микроскопа; D и E представляют собой увеличенные изображения пузырьков воды и элементарного железа во время процесса нагревания лунного реголита ильменита, и эти два изображения связаны между собой.

Основываясь на вышеупомянутых результатах исследования, научно-исследовательская группа предложила реальную стратегию добычи и использования лунных водных ресурсов на месте: (1) Во-первых, сфокусировать солнечный свет через вогнутое зеркало или линзу Френеля, чтобы нагреть лунный грунт до тех пор, пока он не расплавится. В процессе нагрева лунный грунт будет реагировать с водородом, впрыскиваемым солнечным ветром, с образованием воды, элементарного железа и керамического стекла. (2) Образующийся водяной пар конденсируется в воду, собирается и хранится в резервуаре для воды, который может удовлетворить потребности в питьевой воде людей, а также различных животных и растений на Луне. (3) Кислород и водород могут быть получены путем электролитического разложения воды. Люди могут дышать кислородом, а водород можно использовать в качестве энергии. (4) Железо можно использовать для изготовления постоянных магнитов и магнитомягких материалов, в качестве сырья для силовых электронных устройств, а также в качестве строительных материалов. (5) Расплавленный лунный грунт также можно превратить вКирпичи пазово-шиповой конструкции, используемые при строительстве зданий лунных баз.Эта стратегия обеспечит важную основу для проектирования будущих лунных научно-исследовательских станций и космических станций, и ожидается, что в ходе последующей миссии по исследованию Луны в Чанъэ будет запущено проверочное оборудование для завершения дальнейшего подтверждения.

Схема: стратегия добычи и использования на месте для сбора лунной воды путем нагрева лунного грунта.

Исследователи Хо Цзюньтао и Ван Цзюньцян из Института материалов Нинбо и научный сотрудник Бай Хайян из Института физики являются авторами вышеупомянутой исследовательской работы, аспирантами Чэнь Сяо и Ян Шию, доктором Чэнь Госинь и младшим научным сотрудником. Сюй Вэй из Института материалов Нинбо является соавтором статьи. Институт материалов Нинбо является соавтором первого отдела завершения и первого отдела связи.