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30亿美元一吨!嫦娥五号带回的月球样本,价值高到什么程度?

作者:碎碎念大王

导语

“30亿美元一吨,这不是坑人么,一吨月球土都不止这么点钱!”

在嫦娥五号带回的月球样本宝库陆续开启研究的结果曝光后,人们纷纷在妖妖灵灵的价值上惊呼,好奇心更是日益涌现。

而这批月球样本价值到底有多大?

月球是被许多国家看重的宝库,能为人类文明、财富、发展蒂上极大的助力,而嫦娥五号百克重的样本又带来了怎样的能量?

30亿美元一吨!嫦娥五号带回的月球样本,价值高到什么程度?

一、月球样本价值。

2020年12月17日,嫦娥五号模拟样品库在北京正式揭牌,揭开了这批宝贵的土壤样本的面纱。

目前,这批样本已分为两部分,分别存放在内蒙古科技大学和国家空间科学中心,但这些样本的具体数量却没有透露。

公开的样本有十几克和百克两个规格,而十几克的样本仅仅被用于仪器的校正,所以我们能够看到的进行研究的样本仅仅是百克的样本,这尽管规模很小,但对于国际上的太空科研者们已经是无上的奇宝,更不用说对于我们中国来说了。

目前,这批样本中还没有发现多大的惊喜,但香港大学地球科学系副教授玻汉认为,嫦娥五号的样本对于研究月球的起源、演化和构造都是很重要的。

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他日前在接受采访时表示,我们的月球土壤有三十来亿年的岁数了,通常大的撞击事件都会产生新的熔岩,但新研究表明撞击会产生熔岩的时间非常短,往往不到一百万年,而嫦娥五号带回的土壤样本表明月球上最后一次的大撞击是在一亿年前,这就证明月球的撞击活动很活跃,同时探讨月球上最后一次大型撞击事件也可以为地球的大型撞击事件的研究提供依据。

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此外,月球的样本中也发现频谱中没有出现过的氧化态,这些氧化态的出现可能就是因为太空环境中的辐射、原子氧和阳光的作用将土壤中的二价铁转化为三价铁的结果,这对于研究太阳辐射环境是非常重要的,并且它还能够为计算月球样本中铁和其他物质的相对丰度提供基础。

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玻汉还表示,日后研究土壤样本的优先级也会有改变,将优先研究富含可熔物质的月球样本,这样一来就能够获得月球的初始年龄和形成年龄,并借此更好的研究月球的构造和地质过程。

除此之外,嫦娥五号还带回了两千克的月球岩石样本,这批样本可能会直接被运输回地球上的研究机构进行研究,而这批样本对于研究月球形成过程则更有帮助,将会加深人们对月球演化的理解。

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二、月球样本中发现的“黄金”。

除了含有对于研究月球的重要信息,月球上还蕴藏着可以带动全人类发展的宝贵资源,国科学院紫金山天文台研究人员在对嫦娥五号带回的月球样本进行研究后发现,样本中的氦3含量可能高于科学家们此前的预期。

氦3是一种非常稀少的同位素,地球上的氦3含量非常稀少,因为太阳风中大部分的氦3都已经被吹返入太空,所以地球上的氦3主要是与氦一起存在。

而月球上则不同,在月球上,氦3则会大量地形成质子和中子,形成氦-3同位素,所以月球上的氦3含量非常丰富。

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美国阿波罗17号宇航员在进行第六次月球漫步的时候曾经采集过月球样本,当时采集的样本中氦3的含量仅仅有22.4g,这就为氦3的开采提供了数量单位,目前全球总计拥有的氦3是不到600g,而中国的嫦娥五号已经成功带回了两千克的样本,这也就意味着嫦娥五号还带回了多少数量的氦3。

样本中氦3的成因可以证明月球上真的存在海量的氦3,多亏了月球没有大气层的保护,所以月球表面会受到太阳不断的辐射,这就会将月球表面的物质气化,形成月球大气层,但由于月球逃逸速度小于氦3分子的速度,所以氦3分子也会从月球表面飞出太空,这是月球上形成氦3的过程。

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氦3还有着一个巨大的能源价值。

氦3是人类控制核聚变进行核聚变反应的理想材料,其中的氦3和氚可以通过核聚变反应在非常高的温度下结合成氦和一个氦中子,同时释放出非常巨大的能量。

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这就需要一个能够将反应进行起来的高温环境,同时不会将所有的热量全部带走的环境,所以需要将反应进行在等离子体的环境中,而这需要的温度则是非常高的,需要在1.5亿摄氏度以上。

这种能够创造1.5亿摄氏度的环境的,除了核武器外,就只有太阳了,所以人类能够在地球上进行控制核聚变实验就已经是非常了不起的。

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就在将来,如果人类想要将核聚变技术应用于发电上,需要建设一座规模非常大的建筑物,在这座建筑物中对氦3和氚进行核聚变,并从核聚变反应中获得能量。

通过计算发现,控制核聚变可以将能量从氦3的核聚变中获得出来,每克氦3就可以获得5×10^5焦耳的能量,这就相当于一公斤氦3就能获得500亿焦耳的能量,这个能量足够养活三个人上百年了,如此一来,一个月球土壤上的氦3就数千次。

单从月球浅层土壤中这样计算下来,那就有多达110万吨的氦3资源,而这些资源的使用则能为人类文明今后的发展提供更大的动力。

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三、月球资源争夺战。

月球上的氦3资源如此丰富,那为什么不早就有宇航员登上月球采集氦3资源呢?

这是因为控制核聚变技术的难点非常多,首先就是建设大型的可控核聚变实验装置,目前全球上有着非常多国家对核聚变的研究,但是有着实际运行的实验装置的国家是不多的,分别有着美国的“星际之门”实验装置,法国的“国际热核实验堆”,中国还有着“中科院大穿越”装置,这些装置都有着能够维持核聚变反应的高温环境,并且能够进行研究的实验装置。

“中科院大穿越”装置是由中国科学院大连物理化学研究所开展的,浙江大学等单位参与研究的,该装置建设于2018年,总共进行了6次运行,不过运行的时间都非常短,总共才进行了13.49秒,最长一次运行时间是5.75秒。

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但是尽管运行时间不是很长,但是“中科院大穿越”的性能也是非常强的,比华盛顿大学的“C-2U型”实验装置还要强,在2019年发表的研究报告中,称这个实验装置是仅次于韩国的K-STAR实验装置的性能,居全球第二。

大陆在控制核聚变领域的投入非常大,中国目前还在建设由中科院承担研究的“中科院大超环”装置,这个实验装置的性能更加的强,总装置的长度约为160m,最高温度能够达到1.5亿摄氏度,建成后将成为全球最大的可控核聚变实验装置。

可控核聚变技术的研究在全球上都处于非常前沿的状态,虽然还没有研究出能够进行核聚变发电的可控核聚变实验装置,但是这不是不可能的,控制核聚变的前景是非常光明的,一个月球基地就能够将氦3通过核聚变技术转化为能源,这将会为人类的未来提供巨大的能量。

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在控制核聚变技术面前,美国曾有许多计划前去探索月球资源,随着探索项目的逐渐推进,美国也在计划在2024年前往月球建立月球基地,而月球基地的建立也主是为了获取月球上蕴藏的氦3资源,这不得不说是美国一种鸡肋的做法。

美国年前曾有过多次计划前去探索和开发月球的想法,其中不乏想要获取月球资源的计划,但最终都因为实施费用太过庞大,和所获得的利益并不对等,所以这些计划便都未能实现。

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现如今美国又开始了深远计划,这一次美国提出了“月球2024计划”,这可能也是美国在不断的调整战略,开始走向可持续发展的方向,所以在未来月球资源可能会成为太空领域的新热点,各国都会争相前去探索和开发,这也将会引发新一轮未来太空资源争夺的竞赛。

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结语

嫦娥五号带回的月球样本作为一部分的开放,一方面是为了丰富大陆的太空资源库,另一方面也是为了推动全人类了解月球、探索太空的步伐,这也是大陆对于月球资源开发的态度。