月球是人類發(fā)射探測器最多的地外天體，同時(shí)也是目前人類足跡所到達(dá)過的最遠(yuǎn)天體，通過50多年的觀測和研究，科學(xué)家們不但較為深入地了解到了月球的地形地貌、大氣和磁場等自然環(huán)境特征，同時(shí)也通過采集的月球土壤，分析出了月球表面巖石和土壤的變化機(jī)制，從而推測出月球的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律，這些為今后建造月球基地、以月球?yàn)樘彘_展深空探測打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
如果要將月球作為人類探索太空的“中轉(zhuǎn)站”，在月球上建造永久研究基地是必要的環(huán)節(jié)，而在月球上建造基地，就必須保障能夠支撐人類長期生存的基本要素，比如適宜的溫度、可以飲用的水資源、可以呼吸的氧氣以及充足的燃料。
適宜的溫度比較好辦，既可以通過挖掘的方式在月球地下建造“溫暖”的房屋，也可以使用燃料或者利用太陽能的方式提供能量轉(zhuǎn)化途徑。而剩下的幾個(gè)必備要素，如果僅靠從地球向月球運(yùn)輸，那么無疑成本會非常巨大，建造周期會非常漫長，而且還不可持續(xù)。
所以，科學(xué)家們近年來，一直都在嘗試?yán)迷虑虮旧淼淖匀粭l件，來實(shí)現(xiàn)能源和物質(zhì)供給的方法。
我國科學(xué)家的最新突破
近日，我國科學(xué)家在這方面有了嶄新和重大的研究突破。南京大學(xué)的研究人員在《焦耳》雜志上，發(fā)布了一項(xiàng)研究成果，通過深入分析嫦娥五號帶回土壤成分的分析，發(fā)現(xiàn)里面含有較多的鐵和鈦化合物，并且驗(yàn)證了通過這些化合物和太陽光、二氧化碳來制造氧氣、水和燃料的可行性，這項(xiàng)成果對于下一步的月球深入探測、載人登月以及未來建造月球基地，無疑打了一針“強(qiáng)心劑”。
目前，全世界從月球上帶回土壤的國家只有3個(gè)，即前蘇聯(lián)帶回了300克左右；美國通過阿波羅計(jì)劃分批次共帶回381公斤，1978年時(shí)贈送給我國1克；我國通過嫦娥五號取回月壤1.731公斤。我國取回的這些月壤，其中一部分目前已經(jīng)進(jìn)行了4次分發(fā)，來支持相關(guān)科研機(jī)構(gòu)開展研究，目前在月壤成分、月壤形成機(jī)制等方面均取得了令人十分鼓舞的研究成果。
值得一提的是，前不久，我國科學(xué)家公布了月球土壤中含有較多水分和氦3的研究成果，得出了每噸月壤的含水量為120克、月球上氦3儲量高達(dá)100萬噸以上的結(jié)論。假如能夠?qū)υ虑蛲寥肋M(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)利用，不但能解決水源供給問題，而且可控核聚變技術(shù)能夠進(jìn)一步突破的話，僅使用幾噸的氦3，就能支撐我國能源消費(fèi)1年左右的需求，這更加堅(jiān)定了我們深入開展月球探測的信心。
當(dāng)然，從短期來看，對月球進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)的技術(shù)條件還不具備，所以現(xiàn)在包括我國在內(nèi)的世界各國科學(xué)家，都在極力開展月球土壤的相關(guān)資源分布、儲量、提取和合成等方面的研究，我國南京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正是基于這方面的背景，重點(diǎn)從利用月球土壤，來合成支撐今后月球探測的基本物資和能量需求的角度開展了一系列分析和研究。
我國科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)月壤中含有較為豐富的鐵和鈦化合物后，通過太陽光的照射，可以作用將水分解為氧氣和氫氣的高效催化劑。通過這種反應(yīng)，產(chǎn)生的氧氣可以供航天員呼吸使用，產(chǎn)生的氫氣在月壤催化劑、航天員呼出二氧化碳的作用下還能生成甲烷等碳?xì)浠衔?，這類碳?xì)浠衔镉帜茏鳛榛鸺剂系闹饕煞帧?br>
我國科學(xué)家將這種利用月球本土的資源，來獲得氧氣和燃料的過程稱為“地外光合作用”，如果這項(xiàng)成果能夠得到廣泛應(yīng)用的話，那么就能大大減少從地球運(yùn)送到月球的物資和能源總量，而且還不需要額外的能量輸入，具有理想的可持續(xù)性，有很大的幾率成為未來人類在月球上長期工作和生活的一種策略。
“地外光合作用”的實(shí)現(xiàn)意義重大
從目前看，人類在地外天體上所進(jìn)行的一些“地外生存策略”，還不能完全脫離地球能源資源供給的瓶頸，比如美國毅力號火星車，攜帶了一種儀器，可以利用火星上的二氧化碳來制造氧氣，但是這種儀器依靠的是從地球上帶去的核電池供電的。
而我國科學(xué)家的新研究成果，可以使用月球上的資源和太陽光進(jìn)行發(fā)電，繼而維持著整個(gè)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，不需要從地球上運(yùn)送能源。后續(xù)，我國的研究團(tuán)隊(duì)還將進(jìn)一步在太空中，測試這種“地外光合作用”系統(tǒng)的性能，從而為未來我國載人航天特別是月球基地建造提供支撐、拓展選擇自由性。
這種在地外天體上實(shí)現(xiàn)的資源、能源自給自足模式，是世界各國未來在太空探索方面的重點(diǎn)突破領(lǐng)域，誰最先取得突破，那么誰就能在深空探測上占得先機(jī)，我國科學(xué)家的這一發(fā)現(xiàn)，無疑走在了世界的前列，中國月球基地建造未來可期！
