为移居外太空打前站科学家探索在月球和火星上制造氧气
作为地球唯一的天然卫星，阴晴圆缺皆可见的月球，无论是在神话传说还是现实生活中，一直对人类有着难以忽视的影响力。而随着科技的进步，人们探索外太空的步伐，也从月球上迈出了第一步。因此也不难理解，科学家们选择以月球环境为条件，实验在外太空制造氧气。 近日，英国《自然·通讯》杂志发表的一篇化学研究论文报告称，用电分解水，在月球和火星上获得的氧相较于地球更少。不过这并不是一个坏消息，反而有助于我们了解，如何使用有限资源创造条件实现外层空间定居。 欧洲空间研究与技术中心的科学家在实验中发现，与月球和火星相似的重力条件下，氧产量比在地球上减少了11%。研究人员还发现他们可以推断高重力数据以匹配低重力飞行数据，他们认为这是首次使用成本较低、高重力的设置实现对低重力结果的模拟。 移居太空，氧气先行 想要移居太空，首先要解决的一个重要前提，就是氧气。目前我们的宇航员在空间站中所需的氧气来源，通常是电解水氧气发生器和预先携带的高压氧气瓶。但是如果想要大规模长期生存，从所在星球就地取材才是更合适的办法之一。而相较其他星球来说，近在咫尺的月球无疑是最佳实验对象。 美国阿波罗计划和2020年我国嫦娥五号带回来的月壤，经科学研究发现存在大量含氧的化合物。2020美国“索菲娅”天文观测台观测证实月球的向阳面上存在水。这两项研究成果，无疑为在月球制氧提供了必要条件。据嫦娥五号月球样品研究成果相关论文，月壤中的氧元素质量可占总质量的41%~45%，以月球表面十米的月壤计算，产生的氧气量可以让地球上所有约80亿人使用近十万年的时间。 常用制氧方法 电解水制氧：电解水本身并不复杂，但是人类还不能完全确定月球上水冰的数量、分布和存在状态，此外水冰存在的区域温度极低，甚至有可能低于 -200 ℃，无疑为制氧工程带来巨大挑战。 月壤制氧：目前较为主流的方法有还原法、热裂分解法以及氟处理方法。还原法：利用氢气的还原性将矿物中的金属元素置换出来，并且生成水，然后再把水电解制备出氧气。同样的原理，也可以利用碳进行还原，然后再 分解二氧化碳制氧。热裂分解法：通过2000℃以上的高温，让月壤发生热裂解直接产生氧气。氟处理：硅酸盐氟化制备氧气，同样需要比较高的温度。 总结 本次发表的论文，研究团队探索了不同重力环境对利用电分解水(称为电解)的影响。或许在未来人类定居月球或火星时，需考虑消耗更多能源来生产可供呼吸的空气。
