人類每日都在消耗地球上的能源,而隨著對能源的不斷開採和使用,地球環境也隨之發生改變,氣候異常、空氣質量下降、水汙染、冰川消融等現象愈發頻繁。自然已經對人類敲響了警鐘,如何應對能源匱乏已成為亟待解決的世界難題。好在,隨著宇宙航天技術不斷髮展,人類擁有了尋找能源的另一種途徑——太空。而月球,離地球最近,且蘊含豐富的資源,其表面上沒有大氣層干擾,加上良好的溫和氣候讓礦物質得到完好無損的保護。
那麼,月球上都有哪些值得開發利用的能源呢?
一、礦物資源
研究發現,月殼由多種主要元素組成,包括:鈾、釷、鉀、氧、矽、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。月球有豐富的礦藏,稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球塵土中20%的成分是矽,月球還富有稀土元素。值得一提的是,月球還有豐富的水資源。
月球上的岩石主要有三種類型,第一種是富含鐵、鈦的月海玄武岩;第二種是斜長巖,富含鉀、稀土和磷等,主要分佈在月球高地;第三種主要是由0.1-1毫米的岩屑顆粒組成的角礫岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物,其中6種礦物是地球沒有的。
二、氦-3
氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作為能源時不會產生輻射,不會為環境帶來危害。利用氘和氦-3進行的氦聚變可作為核電站的能源,這種聚變不產生中子,安全無汙染,是容易控制的核聚變,不僅可用於地面核電站,而且特別適合宇宙航行。
據悉,月球土壤中氦3的含量估計超過70萬噸。從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。從目前的分析看,由於月球的氦-3蘊藏量大,對於未來能源比較緊缺的地球來說,無疑是雪中送炭。許多航天大國已將獲取氦-3作為開發月球的重要目標之一。
根據科學家的實驗資料,80噸的氦-3物質所釋放的能量相當於人類從古至今所用能量的歷史總和,所以100噸氦-3就能滿足全世界上萬年的能源需求,一旦開採成功,地球的能源將轉型步入一個嶄新的新階段。
三、太陽能
射向地球的太陽能,約有1/3被地球的大氣反射到太空中,剩下不到2/3還要遭受地球大氣的散射和吸收等,能夠到達地球表面的只是一小部分;而月球環境與地球差異較大,月球的表面沒有大氣,太陽輻射可以長驅直入,每年到達月球範圍內的太Sunny輻射能量大約為12萬億千瓦,這相當於目前地球上一年消耗能源總能了的2.5萬倍。
假設在月球上使用目前光電轉化率為20%的太陽能發電裝置,則每平方米太陽能電池每小時可發電2.7千瓦時,若採用1000平方米的電池,則每小時可產生2700千瓦時的電能。隨著人類空間轉換裝置技術和地面接收技術的發展與完善,還可以用微波傳輸太陽能。科學家認為,理論上可以在月球表面鋪設大量太陽能電池板,從而獲得豐富的太陽能,提供源源不斷的能源供給。
對於目前人類所掌握的技術水平來說,月球和宇宙環境尚未完全掌握瞭解,因此在開發利用月球資源時還存在許多難題。不過,研究的腳步從未止步,如中國已經派出嫦娥系列著陸器對月球進行勘探,相信在不遠的未來,月球上的資源可以為人類所用,同時地球的清潔能源開發利用亦可再上一個臺階。
人類每日都在消耗地球上的能源,而隨著對能源的不斷開採和使用,地球環境也隨之發生改變,氣候異常、空氣質量下降、水汙染、冰川消融等現象愈發頻繁。自然已經對人類敲響了警鐘,如何應對能源匱乏已成為亟待解決的世界難題。好在,隨著宇宙航天技術不斷髮展,人類擁有了尋找能源的另一種途徑——太空。而月球,離地球最近,且蘊含豐富的資源,其表面上沒有大氣層干擾,加上良好的溫和氣候讓礦物質得到完好無損的保護。
那麼,月球上都有哪些值得開發利用的能源呢?
一、礦物資源
研究發現,月殼由多種主要元素組成,包括:鈾、釷、鉀、氧、矽、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。月球有豐富的礦藏,稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球塵土中20%的成分是矽,月球還富有稀土元素。值得一提的是,月球還有豐富的水資源。
月球上的岩石主要有三種類型,第一種是富含鐵、鈦的月海玄武岩;第二種是斜長巖,富含鉀、稀土和磷等,主要分佈在月球高地;第三種主要是由0.1-1毫米的岩屑顆粒組成的角礫岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物,其中6種礦物是地球沒有的。
二、氦-3
氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作為能源時不會產生輻射,不會為環境帶來危害。利用氘和氦-3進行的氦聚變可作為核電站的能源,這種聚變不產生中子,安全無汙染,是容易控制的核聚變,不僅可用於地面核電站,而且特別適合宇宙航行。
據悉,月球土壤中氦3的含量估計超過70萬噸。從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。從目前的分析看,由於月球的氦-3蘊藏量大,對於未來能源比較緊缺的地球來說,無疑是雪中送炭。許多航天大國已將獲取氦-3作為開發月球的重要目標之一。
根據科學家的實驗資料,80噸的氦-3物質所釋放的能量相當於人類從古至今所用能量的歷史總和,所以100噸氦-3就能滿足全世界上萬年的能源需求,一旦開採成功,地球的能源將轉型步入一個嶄新的新階段。
三、太陽能
射向地球的太陽能,約有1/3被地球的大氣反射到太空中,剩下不到2/3還要遭受地球大氣的散射和吸收等,能夠到達地球表面的只是一小部分;而月球環境與地球差異較大,月球的表面沒有大氣,太陽輻射可以長驅直入,每年到達月球範圍內的太Sunny輻射能量大約為12萬億千瓦,這相當於目前地球上一年消耗能源總能了的2.5萬倍。
假設在月球上使用目前光電轉化率為20%的太陽能發電裝置,則每平方米太陽能電池每小時可發電2.7千瓦時,若採用1000平方米的電池,則每小時可產生2700千瓦時的電能。隨著人類空間轉換裝置技術和地面接收技術的發展與完善,還可以用微波傳輸太陽能。科學家認為,理論上可以在月球表面鋪設大量太陽能電池板,從而獲得豐富的太陽能,提供源源不斷的能源供給。
對於目前人類所掌握的技術水平來說,月球和宇宙環境尚未完全掌握瞭解,因此在開發利用月球資源時還存在許多難題。不過,研究的腳步從未止步,如中國已經派出嫦娥系列著陸器對月球進行勘探,相信在不遠的未來,月球上的資源可以為人類所用,同時地球的清潔能源開發利用亦可再上一個臺階。