戍天九思：中国打开探月天花板，月壤制水惊到了美国

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　　据8月23日新华社报道，我国研究团队发现，嫦娥五号月壤可以通过高温氧化还原反应方法生产水，这有望为未来月球科研站及空间站的建设提供重要设计依据。该成果相关论文于8月22日发表于国际学术期刊《创新》。

　　中国发明月壤制水新方法

　　虽然此前科学家在月壤矿物中发现了有少量水，但含水量极其稀少，仅在0.0001%~0.02%之间，难以直接提取利用。

　　中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所等科研团队，经过3年的深入研究和反复验证发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存了大量氢。在加热至高温后，氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应，生成单质铁和大量水。当温度升高至1000℃以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。

　　研究团队通过实验技术分析确认，每克月壤大约可以产生51至76毫克的水。以此计算，1吨月壤将可以产生约51~76千克水，相当于100多瓶500毫升的瓶装水，基本可以满足50人一天的饮水量。

　　中国月壤制水新方法在月球上容易实现吗？

　　科研团队通过对不同月球矿物的进一步研究，还发现月壤钛铁矿加热后，可以同步生成大量单质铁和水蒸气气泡，是名副其实的月球“蓄水池”。钛铁矿的含氢量最高，大约是斜长石的3.5倍、是月壤玻璃的10倍。说明月壤制水的方法具有普适性。

　　在月球上，可以通过凹面镜或菲涅尔透镜聚焦太阳光加热月壤实现。众所周知，地球表面太阳能能量密度为140瓦/平方米，月球表面太阳能能量密度为1300瓦/平方米。也就是说，月球表面的太阳能密度是地球表面的9倍，月球表面月昼温度高达127℃，使用凹面镜或菲涅尔透镜很容易达到1000度以上温度。

　　▲淘宝上一个直径50厘米的菲涅尔透镜价格300元，据说可产生500、600度的高温。

　　毫无疑问，水是月球科研站和未来星际旅行中保障人类生存的关键资源。中国发明月壤制水打开了探月和星际旅行的天花板，这将是人类探月近70年来最伟大、影响最深远的太空发明技术，让世界惊叹，更让美国人深感落后！

　　美国国家航空航天局（NASA）局长比尔·纳尔逊在接受美国国家公共电台采访时表示，月球上发现的水可用于制造火箭燃料，为进一步探索火星和其他太空目的地提供宝贵的动力。“纳尔逊此前还多次对中国太空计划的快速发展以及中国可能主导月球上资源最丰富的地区发出警告。”

　　为什么发明月壤制水的是中国人而不是美国人？

　　笔者认为，发明月壤制水，需要必不可少的三大条件：一要有月壤样本，二要有世界顶尖级的科研团队，三要有非常好的运气。

　　虽然美国在上个世纪六七十年代阿波罗计划中就先后带回了大量的月壤，但受当时科研技术、认知水平和实验条件的限制，时过境迁，阴差阳错，美国科研团队在研究月球制水上并没有大的突破，而且美国人的研究课题比较宽泛。

　　2020年12月17日，中国嫦娥五号成功从月球上带回月壤样品后，为科学家研究提供了物质基础。更重要的是，近年来中国化学研究整体水平突飞猛进。2019年中国自然指数化学榜第一次超越美国，中国成为“化学第一大国”，此后，连续5年霸榜，中国坐稳了“化学第一大国”交椅。从2022年开始，中国自然指数连续2年超越美国，中国成为名符其实的科技强国。2023年11月，中国科研团队通过“小来化学机器人”，利用火星陨石成功创制出实用的产氧电催化剂。尤其是中国科研团队围绕建设月球科研站这一重大现实需求展开，课题比较集中，这可能也是中国能够发明月壤制水的一个重要原因。

　　当然，科学发现有时也有一定的偶然性，中国科学家也是在高温加热月壤时意外发现了制水的方法，这里也有运气的因素。但是，运气只会留给有准备的人。