月土氧气大赛

新闻:今年5月19日,美国太空总署宣布月土氧气大赛(Moon Regolith Oxygen Challenge),奖金25万美金,颁发给第一个从月土中榨出5公斤呼吸用氧气的团队。

当然,所谓「月土」不是太空人从月球上带回来的尘土,而是美国亚历桑纳州的一种玄武岩碎屑堆积层,成分与阿波罗十四号登月小艇降落地点的地面尘土很接近。

尘土的主成分不外硅、铁、钙、镁的氧化物,从尘土中榨出氧气的技术,对将来在月球基地中居住的人极为重要。

解说:这个比赛,其实是美国太空总署向美国民众宣示,美国已经再度把登陆月球当作国家目标。

但是这一次登月与上一次登月最大的不同,就是上一次是摸着石头过河,而这一次可以利用上一次登月的经验。科学家与工程师回顾当年阿波罗登月计画,学到了许多教训,第一个教训就是:必须设法对付月球地面的尘土。

那些尘土妨碍太空人活动,例如阿姆斯壮差点滑跤,而且尘土会迷了太空人的眼睛,因为那些尘土中有腐蚀性的微粒,太空衣、登月艇、甚至阿波罗母船都遭到污染。太空衣事实上用了3次就不能再使用了,而月球尘土还会伤害各种机器零件与电路,特别是光学仪器,例如透镜。

因此,美国太空总署早就约集科学家与工程师研究这个问题。过去的进展不大,理由在于经费缩减,现在这个理由已经不存在,因为去年小布希总统已经宣布重新登月的计画,经费不成问题。

过去进展不大的另一个理由,在于太空人带回来的月球岩石、尘土并不多,合计只有380公斤。月球尘土以肉眼来看,没什么特别的地方,不过是深灰色的尘土罢了,似乎夏威夷的海滩就有。但是月球的尘土的确是另一个世界的东西,我们这个世界没有。以显微镜观察月球尘土,它的成分包括玄武岩碎片、火山熔岩玻璃、锐利的破玻璃,以及玻璃与岩屑黏合起来的东西。这些成分是月球表面过去40亿年遭受流星轰击的产物。

大的流星会造成陨石坑,而月球表面的尘土是极为微小的流星造成的。那些微小的流星不可能在地球表面留下同样的尘土,因为它们的体积实在太小,一进入大气层就迅速燃烧消失,甚至不会引起我们的注意。

因此月球尘土的成分与地球上的很不一样。例如月球尘土中有微小的铁的颗粒,因为月球表面没有水,而地球表面有大量的水,即使纯铁出现,也立即氧化了。难怪地球表面从来没有发现纯铁颗粒。(按,月球尘土中的氧化铁合计占五分之一。地球上的岩石,以火成岩中铁含量最高,特别是玄武岩。)

现在美国科学家都用人造月尘土做研究,配方是以美国亚历桑纳州一处玄武岩碎屑形成的堆积地层为基础,配上其他的岩石屑,再研磨过。製造成本1公吨约1千美元。

研究月球尘土,除了要找出预防它们的危害之道,还要找出利用它们的办法。例如把其中的氧气榨出来,像这次大赛的目标。此外,还有其他的利用方式,例如月球尘土中有铁,以家用微波炉就可以把月尘土加热到高温,例如1,200度,月尘土中的玻璃用不着那么高的温度就会熔化,因此使用微波炉就可以由月尘土製造玻璃。这个点子的妙用在于,要是能在月球表面人类活动的区域铺下一层玻璃,就能避免尘土飞扬。

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