這把電弧做的弓，能否射中月球采礦的未來？

簡介：月球上的”發(fā)光”弧線有可能給月球采礦帶來美好的前景。

研究人員提出了一種新的月球采礦技術(shù)，稱為“燒蝕弧采礦”。這張圖片顯示了2021年3月夜空的滿月（三月的滿月被稱為“蠕蟲月”）（圖片來源:星夜）

在月球表面發(fā)射的“閃電”弧能讓我們同時從月球表面開采金屬和水嗎？

多年來，“月球采礦”的概念引起了科學(xué)家、航天機構(gòu)和企業(yè)家的興趣。我們的巖石衛(wèi)星擁有寶貴的資源，如水和金屬，這些資源對未來載人任務(wù)至關(guān)重要，可以為我們提供水，而這些水可以轉(zhuǎn)化為火箭燃料和其他有價值的材料。科學(xué)家們熱衷于研究這些資源，商業(yè)部門也對月球采礦表示了興趣。美國政府甚至在2020年出臺了一項支持月球采礦的政策。

成噸的水冰

德克薩斯州的埃爾帕索大學(xué)航空航天中心機械工程助理教授阿米莉亞·格雷格領(lǐng)導(dǎo)的一項新技術(shù)，叫做“燒蝕弧采礦”，可以將所有的水、金屬和其他資源全部從月球表面中一次提取出來，改進了舊的月球采礦概念和方法。

這項技術(shù)將使用一個電弧，就像“把閃電放在月球表面?！?/p>

“燒蝕弧采礦”的可視化效果，這是一個可以同時在月球上開采水和金屬的概念。（圖片來源：阿米莉亞·格雷格）

這項技術(shù)最近被選為美國宇航局先進概念研究所（NIAC）第一階段研究員項目的一部分，該項目“通過創(chuàng)造突破，培養(yǎng)可以改變未來NASA任務(wù)的有遠見的想法——從根本上說是更好的或是全新的航空航天概念——來改變未來的NASA任務(wù)，同時讓美國的創(chuàng)新者和企業(yè)家成為旅程中的合作伙伴”。

在這項技術(shù)中，通過兩個電極的電弧將凍結(jié)的水用升華的方式提取到月球表土或表面物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為水蒸氣。它還可以從月球物質(zhì)中提取金屬等其他物質(zhì)。然后，電弧將水（或金屬等其他材料）分解成電離粒子。

然后，電場引導(dǎo)這些電離粒子進入捕獲室。因此，這項技術(shù)將一舉從月球表土中吸取資源并收集起來供日后使用。

通過NIAC項目，格雷格和她的團隊將深入研究這一概念，在實驗室環(huán)境中對其進行測試，并開發(fā)基于該概念的技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)每年可開采和收集約22000磅（10000公斤）的水，以及其他資源。

以前的月球采礦概念使用“熱燒蝕”，將凍結(jié)在月球表土中的水加熱，以水蒸氣的形式排出，然后再將其捕獲。然而，由于大氣層和月球一樣薄，“水蒸氣只是向各個方向擴散，你無法真正告訴它該往哪個方向走，”格雷格告訴Space.com。熱燒蝕也不允許同時提取多種類型的資源，就像燒蝕電弧采礦一樣。

月球的永久陰影區(qū)

但格雷格解釋說，如果你用電弧將這些水電離，“你可以把它們精確地（粒子）推到你想讓它們?nèi)サ牡胤?。你可以把它們通過這些虛擬的電磁場匯集到一個小的收集區(qū)，你可以收集更多的從月球上提取出來的水?！?/p>

燒蝕電弧采礦的主要挑戰(zhàn)是，在月球勉強存在的大氣層中產(chǎn)生電弧需要相當(dāng)大的功率。

另一個挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一個可以自主工作的機器人系統(tǒng)，沒有參與這一項目的帕拉貢航空航天公司的首席工程師巴里·W·芬格告訴Space.com關(guān)于月球采礦的總體前景。這是“因為我們會有一段時間讓大量的人在月球表面工作，”他補充道。

格雷格和她的團隊在實驗室里對這一概念進行了測試，并最終設(shè)計了一個原型，以測試在太空中的實際應(yīng)用。與此同時，地球上的對話仍在繼續(xù)，不僅是關(guān)于我們?nèi)绾卫迷虑蚝突鹦堑鹊氐馁Y源，還包括我們應(yīng)該如何利用這些資源。

格雷格說：“至少在我的領(lǐng)域內(nèi)，我們正在考慮開采月球，不一定是為了商業(yè)利益，而是為了幫助將來建立人類月球定居點。

格雷格接著補充說，如果不能收集月球上的水和其他資源，“不可能有月球定居點”?！坝捎谠虑蚴峭ㄍ鹦堑闹匾T戶，我們很可能在未來的火星上建立人類定居點?！?/p>

來自彗星的水

月球兩極的物質(zhì)

盡管如此，許多人仍然擔(dān)心，在從月球等地球以外的目的地獲取資源的過程中，我們的物種正在掠奪和污染不屬于我們的世界。這就是為什么1967年的《外層空間條約》還在繼續(xù)發(fā)展，它有助于指導(dǎo)空間機構(gòu)和公司如何利用空間資源。

芬格說：“你可以環(huán)顧地球，在地球上我們作為地球的管理者還沒有做得很好”。然而，他補充說，月球已經(jīng)被輻射和撞擊轟炸了這么長時間，對生命來說是如此的不適宜，以至于說我們不應(yīng)該像對待地球那樣對待月球的論點對他來說沒有多大分量?！霸诓痪玫膶恚艺J(rèn)為這不是一個問題。”

BY: Chelsea Gohd

FY: fuuin

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