作者:秋凌 来源:新浪科技 发布时间:2009-9-30 12:14:44
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美科学家拟用微波设备从月球表面提取液态水

 
北京时间9月30日消息,据《新科学家》杂志报道,美印两国月球探测器日前发现了月球表面有水的最新证据,这不仅有助于维持登月宇航员的生存所需,还可以推动载人火星探测任务。在这种情况下,如何从月表提取液态水便成了一个十分现实的问题。美宇航局正在开发的一种微波设备有望实现这一目标。
 
印度“月船一号”和美宇航局“卡西尼”号和“深度撞击”等三个月球探测器发现了吸收某种波长的红外光的迹象,这表明要么是水要么是羟基的存在。羟基是一种由一个氢原子和一个氧原子构成的分子。在南北两极发现的水的信号比较低纬度发现的水信号更强烈。
 
太阳风质子(氢离子)与月球土壤中的氧原子结合,会不断产生这些分子。彗星撞击还可能给月球带来水。由彗星或太阳风产生的水会随时间慢慢扩散至月球南北两极的永久阴影带,科学家最近测量发现这些地带比冥王星的温度还低。美国布朗大学天文学家卡尔·佩特斯(Carle Pieters)说:“一旦月球上有了水,终有一天会显露出来。”佩特斯领导的一个美宇航局研究小组为印度“月船一号”开发了很多测量仪器。
 
佩特斯在接受《新科学家》杂志采访时表示,迄今为止,月表的水量并不多,打个比方,棒球场那么大的一片月球土壤,可能仅有“一杯水”。不过,如果可以获取到这些水,宇航员便有了在月球上生存所需的饮用水,同时还能从中分离出氧和氢,用以制造返回地球所需的燃料。
 
这将大大降低航天发射成本,因为在从地球上发射航天器时,可以少加装一些燃料。在月球上生产的火箭燃料甚至可以帮助我们实施载人火星探测任务。鉴于月球引力更小,从月球表面实施火星发射任务,要比从地球上实施这种任务消耗更少的能量。位于得克萨斯州休斯敦的月球与行星研究所的研究人员保罗·斯普斯蒂说:“这将彻底改变航天飞行模式。这就好比在太空建造一条横跨大陆的铁路。”
 
我们如何才能获取以极少的水冰形式封存于月球土壤中的水呢?根据美宇航局马歇尔太空飞行中心的埃德温·伊斯里奇(Edwin Ethridge)和阿拉巴马大学的威廉姆·卡乌勒(William Kaukler)的研究成果,一种微波装置可以做到这一点,他们早在2006年就提出了这项技术。他们使用普通的微波炉对模拟月球土壤进行处理,将土壤温度冷却至零下150摄氏度。
 
接着,他们将土壤保持在真空状态下,模拟月球条件,结果发现,使用微波将土壤加热至零下50摄氏度,便会出现水冰升华现象,即从固态直接转变为水汽。这样,原本散布于土壤高压微孔中的水汽便进入到低压真空管内。在月球上,这些水汽可通过置于月球土壤上方的金属盘进行收集。据卡乌勒介绍,升华出来的水汽作为霜冻浓结于金属盘上,然后,“你可以将金属盘上的霜冻收集起来。”
 
在高温条件下烘焙和处理干燥月球土壤也可能会释放出氧原子和氢原子,用以制造火箭燃料或其他的用途。不过,斯普蒂斯指出,这种方法耗费的时间和精力是从月球的水资源中提取氧原子和氢原子的百倍左右,“然而,随着科学技术的不断发展,这一切会变得更简单、更划算和更快速。”
 
 
 
 
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