我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗?

2022年09月13日15:20:30 科学 1818

月壤虽然不含有机物,无法种菜,但在9月9日,我国自嫦娥五号成功从月球采样返回之后,又宣布了一个重大消息,中核集团首次成功获得嫦五月壤中的未来聚变能源资源—氦-3含量及提取参数条件,为我国月球资源评价和开发提供了基础科学数据。而在此前,核工业北京地质研究院的科学家们,也在分给他们研究的月球样本中,发现了氦3的踪迹。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

时间就快进到要去月球上采矿的程度了?

有种观点认为嫦娥五号降落在风暴洋吕姆克山以北地区的天船基地,就是直奔月球的氦3资源富集区,而预计在2023年或者2024年发射的嫦娥七号,准备着陆的月球南极地区,也是含氦3较多的区域。美国之所以急着重返月球,就是为了和我们争夺氦3富集区,这也是近些年各国纷纷展开探月和登月计划的真正原因和动力,而我国已明确规划了在2035年建立月球基地,并实现可控核聚变初步商用化。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

美国着急重返月球是为了抢氦3富集区?

说到氦3,这是一个非常理想的核聚变材料,纯氦-3融合热核反应只会产生带正电的质子,没有中子产生,这也就意味着使用氦-3作为能源时不会产生无法屏障的辐射,不会给环境带来危害。同时,氦-3聚变释放出的能量也是所有核聚变反应中最大的,非常适合作为未来航天器的动力来源。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

我国核聚变实验装置EAST

而我们所能接触到的氦3,主要来源于太阳风中的高能粒子,不同的是地球由于有磁场和厚厚的大气层,所以将太阳风中的高能粒子都挡在外面了。而月球、水星由于没有磁场和大气层,太阳风中的高能粒子能够直接轰击它的表面,所携带的氦3自然也就留存在它们的土壤中了。根据各国月球探测的结果,月球上的氦3含量估计约100万吨以上,而水星的氦-3资源,预计为月球的9倍左右。当然,以人类目前的航天科技,水星太远,那么月球就是最为理想的氦3开采目标了。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

氦3主要来源于太阳风中的高能粒子

不过,开采月球上的氦3看起来很美好,非常激动人心,但理论和现实还有很远的距离。首先,氦3聚变条件相当苛刻,属于第三代核聚变技术,现在人类连第一代核聚变,也就是氘-氚核聚变都没有完全掌握,距离需要大规模开采氦3还为时尚早。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

核聚变反应堆

而如果人类掌握了第三代核聚变技术,需要大规模开采氦3时,太阳系内的星际旅行已经成为家常便饭,到时候可以去氦3资源更丰富的水星,或者直接吸取太阳的能量,为何还要盯着月球不放?另外,掌握第三代核聚变技术之后,直接等氚衰变就行,而氚本身用锂在中子轰击下制取,也可以获得氦3,也比去月球上开采方便多了。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

月球采矿变成了月球刮土

其次,由于月球上的氦3是太阳风中的高能粒子直接轰击月壤而留存下来的,这意味在月球上开采氦3,需要大量刮取月壤的表面,根据印度航天专家的测算,月壤表层的氦3浓度大约为2-15PPB,也就是2/1,000,000,000到15/1,000,000,000,一堆零的背后,代表着非常稀少,也就是需要刮取数十吨月壤,才能提取几十克氦3,耗费如此巨大的成本,获得的只是“鸡肋”,如何能够实现利润,让地月经济圈有利可图?

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

即使能采,也要考虑成本和利润

如此看来,怪不得有观点质疑去月球采集氦3的说法,只是各国航天界为人类持续探月和登月而“编造”出来的理由。不过,月球上可不只有氦3,通过分析嫦娥五号取回的月壤样品,我国科学家还发现了其他4种月球上独有,或者在地球上分布非常稀有的矿物,比如钛矿,通过嫦娥五号带回来的标本,科学家们预计整个月球上的钛矿储量超过100万亿吨,而钛在地球上的储量只有20亿吨。除此之外,月球上还有其他100多种金属矿产资源,只要能够抵消开采和运输的巨大成本,还是大有可为的。

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

我为祖国献氦3,月球挖矿可能只是鸡肋,地月经济圈靠谱吗? - 天天要闻

科学分类资讯推荐

我国近海将有5~7级风 - 天天要闻

我国近海将有5~7级风

一、近海海域天气实况 5月10日14时至11日02时,东海北部海域出现了5~6级、阵风7级的西北风,东海南部海域、台湾海峡、南海北部海域、北部湾出现了5~6级、阵风7级的东北风或偏北风。 ....
这位活到117岁的超级老人去世后,科学家发现她的基因强得可怕 - 天天要闻

这位活到117岁的超级老人去世后,科学家发现她的基因强得可怕

图片来源:Unsplash《环球科学》杂志迎来了自己的播客节目欢迎订阅《环球科学》播客,每月更新一次,听科学家与我们编辑一同探讨形形色色的科学问题。在最新一期节目中,我们有幸邀请到了《环球科学》多次合作的译者、两位专业的心理咨询师,跟我们聊了聊青春期可以培养的能力和更好地理解青少年的视角。撰文|clefable审...
我国科学家实现基于主动光学强度干涉的合成孔径成像 - 天天要闻

我国科学家实现基于主动光学强度干涉的合成孔径成像

来源:央视新闻客户端记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强、徐飞虎等人联合美国麻省理工学院、中国科学院西安光学精密机械研究所等单位,首次提出并实验验证了主动光学强度干涉技术合成孔径技术,实现了对1.36公里外毫米级目标的高分辨成像。
发现罕见“幽灵之花” 贵州植物家族再添新成员 - 天天要闻

发现罕见“幽灵之花” 贵州植物家族再添新成员

来源:央视网央视网消息近日,在贵州省林业局组织开展的全省野生兰科植物监测过程中,科研人员首次发现贵州植物新纪录属——杜鹃花科假沙晶兰属,以及隶属该属的两个贵州新纪录物种——浙江假沙晶兰和球果假沙晶兰,它们因独特的外观和神秘的生长习性被称为“
科学之美丨来看宇宙中最精密的“生物计算机” - 天天要闻

科学之美丨来看宇宙中最精密的“生物计算机”

水、脂肪和蛋白质,三种平平无奇的物质,为何能承载人类的智慧与情感?大脑的功耗相当于一个14瓦灯泡,为何能实现强大的认知能力?人类如何用科技对抗大脑深处血管上的“微型炸弹”?在2024年“科技跨年秀”——总台“科晚”的舞台上,特别呈现了《科学之美》的演讲和舞蹈。为了呈现更多维度震撼人心的科学之美,总台社教节...
流浪太空53载 苏联“宇宙-482”探测器坠回印度洋 - 天天要闻

流浪太空53载 苏联“宇宙-482”探测器坠回印度洋

据央视新闻消息,据俄新社10日消息,苏联于1972年3月发射的“宇宙-482”自动探测器近日已坠入雅加达以西的印度洋海域。该探测器原计划飞往金星,由于助推器故障,未能脱离地球轨道。随着时间推移,探测器的高度越来越低,最终坠回大气层。该装置直径约一米,重量不到500公斤。(总台记者 程谟)编辑 毛天宇...