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月球上那些值得开发利用的能源,你都了解吗?

2019-09-16 15:44
元一能源
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一年一度的中秋佳节将至,当我们抬头赏月,享受亲友团聚的欢乐时光时,温习关于月亮的各种趣致传说。不过,月亮上没有嫦娥和玉兔,只有冰冷的砂石土壤,和丰富的能源。

月球上,都有哪些值得开发利用的能源?

人类每日都在消耗地球上的能源,而随着对能源的不断开采和使用,地球环境也随之发生改变,气候异常、空气质量下降、水污染、冰川消融等现象愈发频繁。自然已经对人类敲响了警钟,如何应对能源匮乏已成为亟待解决的世界难题。好在,随着宇宙航天技术不断发展,人类拥有了寻找能源的另一种途径——太空。而月球,离地球最近,且蕴含丰富的资源,其表面上没有大气层干扰,加上良好的温和气候让矿物质得到完好无损的保护。

那么,月球上都有哪些值得开发利用的能源呢?

矿物资源

研究发现,月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。月球有丰富的矿藏,稀有金属的储藏量比地球还多。月球尘土中20%的成分是硅,月球还富有稀土元素。值得一提的是,月球还有丰富的水资源。

月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1-1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。

月球上,都有哪些值得开发利用的能源?

氦-3

氦-3是氦的同位素之一,使用氦-3作为能源时不会产生辐射,不会为环境带来危害。利用氘和氦-3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。

据悉,月球土壤中氦3的含量估计超过70万吨。从月球土壤中每提取一吨氦-3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦-3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦-3作为开发月球的重要目标之一。

根据科学家的实验数据,80吨的氦-3物质所释放的能量相当于人类从古至今所用能量的历史总和,所以100吨氦-3就能满足全世界上万年的能源需求,一旦开采成功,地球的能源将转型步入一个崭新的新阶段。

月球上,都有哪些值得开发利用的能源?

太阳能

射向地球的太阳能,约有1/3被地球的大气反射到太空中,剩下不到2/3还要遭受地球大气的散射和吸收等,能够到达地球表面的只是一小部分;而月球环境与地球差异较大,月球的表面没有大气,太阳辐射可以长驱直入,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,这相当于目前地球上一年消耗能源总能了的2.5万倍。

假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能。科学家认为,理论上可以在月球表面铺设大量太阳能电池板,从而获得丰富的太阳能,提供源源不断的能源供给。

月球上,都有哪些值得开发利用的能源?

对于目前人类所掌握的技术水平来说,月球和宇宙环境尚未完全掌握了解,因此在开发利用月球资源时还存在许多难题。不过,研究的脚步从未止步,如我国已经派出嫦娥系列着陆器对月球进行勘探,相信在不远的未来,月球上的资源可以为人类所用,同时地球的清洁能源开发利用亦可再上一个台阶。

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