月球開采哪些國家可以
『壹』 月球能源的開發設想是什麼
在地球上,由於人口越來越多,能源危機也日益嚴重。因此,有人提出了把月球建成能源基地的設想。這種能源基地不但能為人類的月球基地提供動力,還可以為地球人謀福利。
20世紀80年代初,曾有一批美國科學家提出了一個月球采礦方案。他們建議先把重約60噸的自動化機械設備送上月球,其中包括一台小型電磁采礦設備,一台能從月球上開采出來的礦石中加工提煉出硅的設備,一台能把硅製造、裝配成太陽能電池的設備,還有一台能生產更多上述自動化設備的「母機」。這台「母機」可以利用太陽能電池提供的能源和采礦機械提供的原料,製造出第二代、第三代采礦機械和太陽能電池,擴大再生產。據他們估算,實現這一計劃約需要50億美元,是「阿波羅」登月計劃的1/5。
開發月球的設想在利用月球能源的問題上,科學家們一致認為,未來月球探測與研究將重點朝向4個目標:①月球能源的全球分布與利用方案研究;②月球礦產資源的全球分布和利用方案研究;③月球特殊空間環境資源(超高真空、無大氣活動、無磁場、地質構造穩定、弱重力、無污染)的開發利用;④建立月球基地的優選位置、建設方案與實施研究。
科學家們還認為,世界各國應該聯合起來,在最近二三十年內聯合建立永久性月球基地,開發和利用月球,為人類的可持續發展服務。
月球是人類共同的財富,探索宇宙是人類共同的願望,它將為全人類帶來幸福。正如第二個登上月球的美國航天員奧爾德林所說:「對於那些在悠悠轉動的地球上仰望夜空的人,月亮都勻灑銀光,絕不厚此薄彼。因此,我們希望,太空探索的成果也將由大家分享,從而給整個人類帶來和諧的影響。」
開發月球太陽能資源射向地球的太陽能,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;月球則不同,表面沒有大氣,太陽輻射可以長驅直入,每年到達月球范圍內的太陽光輻射能量,大約為12萬億千瓦。
科學家設想在月球上建立一個極其巨大的太陽能光伏電池陣,由它來聚集大量的陽光發電,然後將產生的電能以微波形式傳輸到地球上。為了解決微波束發散角比較大,地面的接收天線難以接收的問題,可以使用微波激射技術(微波激射又稱脈沖,它的波束不發散)。
月球上的一個白天和黑天各持續時間約為地球上的2個星期。為了持續供電,可以在月球上每隔經度120度各建一個太陽能電站,或者在月球的正面和背面各建一個太陽能電站,然後聯結成網,就可以保證整個電網連續、穩定地發電。
硅是製造太陽能電池陣的主要材料,月球上硅儲量豐富,又具超真空、低重力的環境,能生產出高質量的硅光伏電池。
月球太陽能電站建設需要的其他材料,如鋁、鈦、鐵、鎢、銅等,都能從月球上提取,但加工生產裝置需要從地球送到月球。
開采氦-3
什麼是氦
我們先簡單地了解一下:在地球自然界,存在著3氦(氦-3)和4氦(氦-4)兩種同位素。4氦的原子核有2個質子和2個中子,稱為玻色子;而3氦只有1個中子,稱為費米子。20世紀30年代末期,卡皮查發現4氦的超流動性。朗道從理論上解釋了這種現象,他認為當溫度在絕對溫度2.17開時,4氦原子發生玻色愛因斯坦凝聚,成為超流體,而像3氦這樣的費米子即使在最低能量下也不能發生凝聚,所以不可能發生超流動現象。金屬的超導理論(BcS理論)的提出,使得人們認為在極低溫度下3氦也可能會形成超流體。但是人們一直未能在實驗上發現3氦的超流動性。20世紀70年代,戴維·李領導的康奈爾低溫小組首次發現了3氦的超流動性,不久,其他的研究小組也證實了他們的發現。
3氦超流體的發現在天體物理學上有著奇特的應用。人們使用相變產生的3氦超流體來驗證關於在宇宙中如何形成所謂宇宙弦的理論。研究小組用中微子引起的核反應局部快速加熱超流體3氦,當它們重新冷卻後,會形成一些渦旋球。這些渦旋球就相當於宇宙弦。這個結果雖然不能作為宇宙弦存在的證據,但是可以認為是對3氦液體渦旋形成的理論的驗證。3氦超流體的發現不僅對凝聚態物理的研究起了推動作用,而且在此發現過程中所使用的磁共振的方法,開創了用磁共振技術進行斷層檢驗的先河,今天磁共振斷層檢驗已發展成為醫療診斷的普遍手段。
氦-3神奇在哪裡
氦-3是氦的同位素。含有2個質子和1個中子。它有著許多特殊的特性。當氦-3和氦-4以一定的比例相混合後,通過稀釋製冷理論,溫度可以降低到接近絕對零度。在溫度達到2.18開以下的時候,液體狀態的氦-3還出現「超流」現象,即沒有黏滯性,它甚至可以從盛放的杯子中「爬」出去。然而,當前氦-3最被人重視的原因還是它作為能源的潛力。氦-3可以和氫的同位素氘發生核聚變反應,但是與一般的核聚變反應不同,氦-3在聚變過程中不產生中子,所以放射性小,而且反應過程易於控制,既環保又安全。
開發利用氦-3
開發利用月球土壤中的氦-3,將是解決人類能源危機的極具潛力的途徑之一。
從20世紀90年代開始,人類掀起了新一輪的探月高潮,在這次探月高潮中,氦-3成為世人共同的目標。但是,月球氦-3的形成和分布特徵、儲量和應用,仍是月球科學研究中亟待解決的問題,只有通過大量的探測和重返月球野外實地考察,才能獲得較為滿意的回答。
1.氦-3的形成機理
月球表面的土壤是由岩石碎屑、粉末、角礫岩、玻璃珠組成的,其結構鬆散且相當軟。月海區的土壤一般厚4~5米,高地的土壤較厚,但也不超過10米。月球土壤的粒度變化范圍很寬,大的幾厘米,小的只有一毫米或微米級,這些細土一般稱為月塵。月球土壤中細小的角礫岩及玻璃珠,約佔70%,小顆粒狀玄武岩及輝長岩約佔13%。惰性氣體在月球玄武岩和高地角礫岩中含量極低,大氣中就更低,幾乎為零。然而,月壤和角礫岩中氫氣元素則相當豐富。這是由於太陽風的注入,太陽風實際上是太陽不斷向外噴射出的穩定的粒子流。1965年「維那3」號火箭對太陽風的化學組成進行了直接測定,結果顯示,太陽風粒子主要是由氫離子組成的,其次是氦離子。由於外來物體對月球表面撞擊,使月壤物質混雜,在探達數十米的范圍內存在著這氫氣元素。太陽離子注入物體表面的深度,通常小於0.2微米。因此,這些元素在月壤最細顆粒中含量最高,大部分注入氣體的粒子堆積粘合成月壤角礫岩或黎聚在玻璃珠的內部。氦大部分集中在小於50微米的富含鈦鐵礦的月壤中。
2.氦-3的利用前景
月球上的氦-3所能產生的電能,相當於1985年美國發電量的4萬倍,考慮到月壤的開采、排氣、同位素分離和運回地球的成本,氦-3的能源償還比估計可達1∶250。這個償還比和鈾—235生產核燃料(1∶20)及地球上煤礦開采(償還比約1∶16)相比,是相當有利的。
此外,從月壤中提取1噸氦-3,還可以得到約6300噸的氫、70噸的氮和1600噸碳。這些副產品對維持月球永久基地來說,也是必需的。俄羅斯科學家加利莫夫認為,每年人類只需發射2~3艘載重10噸的宇宙飛船,即可從月球上運回大量氦-3,供全人類作為替代能源使用1年,而它的運輸費用只相當於目前核能發電的幾十分之一。據加利莫夫介紹,如果人類目前就開始著手實施從月球開采氦-3的計劃,大約三四十年後,人類就能實現月球氦-3的實地開采並將其運回地面,該計劃總的費用將在2500萬~3000萬美元。
有人提出,可不可以不將氦-3運回地球,而是直接在月球上建立核能源基地,通過電能傳輸到靜止軌道上的中斷衛星,再傳送到位於地球的接收站,然後分配到各個地區,供用戶使用呢?科學家們預測,在月球上建立核電站並保持其正常工作,難度要比從月球上運回原料氦-3在地球上發電大得多。
「嫦娥1」號衛星搭載的探月儀器探測月球土壤厚度與元素含量是該探測衛星工作的重要內容。氦-3作為最有潛力的新能源,也是我國探衛星獲取其資源信息的重要內容。
開發月球礦物寶藏
科學家們已經提出了多種月球基地的采礦方案,包括借鑒地球采礦技術和采礦設備,計算機控制的遙控操作采礦系統等。月球采礦將分階段實現:第一階段首先進行勘探和采礦的試驗性研究;第二階段建設采礦所需的基礎設施,例如從地球上將勘探、施工和采礦設備部件運送到月球基地上進行裝配,建設采礦場,並開展小規模作業:在第三階段將擴大采礦作業;第四階段將建成先進的月球采礦基地,采礦人員將在控制室中遙控機器人進行較大規模的開采。
目前,美國在研討未來月球冶金工業的建設方案。估計到2025年左右,月球上就會出現第一批冶金廠。生產各種金屬製件和液氧,供建設月球基地、太陽能電站、空間站以及其他航天器的需要。
月球采礦將是個高度自動化的過程,平時無人值守,隔一段時間,航天員對開采設備進行一次檢查和維護。月球上的開采設備與地球上的開采設備有許多不同,它們大都是遙控開采機器人,以電力驅動,能承受惡劣的月球環境,採用模塊化設計,以便於更換部件和維修。開采機器人能夠「一專多能」,除完成「本職工作」外,還能承擔一些通用性的任務,如起重、拖運等。由於月球重力加速度只有地球的1/6,與地球質量相同的物體在月面要輕得多,因此月面運輸的能耗很低。對於開采量較大的作業,需要使用可移動的處理設備如移動處理廠等,避免大量的原料運輸,以提高開采效率。
『貳』 為啥可控核聚變一定要用月球上的氦-3誰有權力開采月球
為太空探索提供資源是一回事,我們每時每刻都需要大量的能源,所以我們需要更多的能源來生產地球,生活找到了更長期清潔有效的能源,並逐漸擺脫了目前有限和嚴重污染的資源,例如各種化石燃料那樣,所以國家都沒有權利開采,這個問題有相關的規定。
至於所有權,1967年的《聯合國外層空間條約》規定,任何國家都不能擁有外層空間任何天體的所有權,主要是為了防止美國在那些年裡亂搞。然而,這個國家是受限制的,但是私人公司不會被阻止使用月球作為他們自己的商業財產。目前,還沒有相關規定限制私營公司的開發,這也是美國目前支持私營公司的原因。
『叄』 月球上有什麼資源可以開采
氦三來:氦三是幾乎不自產生放射性的理想核聚變燃料。它存在於從太陽脫離出來的高能粒子流(太陽風)中。在沒有大氣的月面,太陽風沒有直接降落下來,所以月面的沙子和岩石中含豐富的氦三。如果達到實用,今後幾個世紀地球資源問題可能得到解決
『肆』 月球上有什麼可開采和利用的資源
對於地球來講,在太陽系的各大天體中,月球可以說是「近在咫尺」了,區區38萬公里的距離,以人類目前的航天科技,只需要幾天的時間就可以到達。也正因為這個原因,世界上各個有能力的國家都在醞釀在月球上建立基地的計劃。豐富的物質資源可供開采和利用。
通過對月球探測的數據分析,科學家們認為,人類生產生活所需要的所有資源幾乎都可以在月球的土壤和岩石中開采。例如鐵、鋁、鋅、硅、鉀、磷、鈦、鎂、錳、鉻、稀土……等等礦產資源。另外月球的土壤中含有很多天然玻璃,只需要加工一下就可以用來作為建設基地的高強度材料。
同樣的因為少了大氣層的干擾,人類對宇宙空間的觀測將會變得比地球上容易,這對人類天文學的發展非常有利。還有科學家認為,月球的空間實驗室建成之後,人類在中微子、反物質、暗物質、暗能量等研究領域可能會有長足的發展。
我們人類不可能一直都呆在地球上,終有一天我們將會走向星辰大海,建立月球基地、開采月球資源只是其中很小的一步,相信隨著人類文明的發展,我們必將擁有更加美好的明天!
『伍』 有人說月球采礦10年內就能實現,有什麼依據嗎
人類要在月球定居,不可能什麼都從地球運過去,因而,首先必須發展太空資源原位利用技術,這是人類在太空中可持續發展的關鍵,也是人類進一步探索火星和更深入探索太陽系其他星球的踏腳石。當然,從長遠來看,若成本足夠低,開采太空資源運回地球也是有可能的。
『陸』 在未來誰會有權利開采月球
誰會擁有權力去開采月球呢?月球是離地球比較近的一個星球,也是地球的衛星,可以說跟地球的關系是最密切的,人類進入太空之後第1個登陸的星球也是月球,所以說月球的了解還是比較多的。
等我們的技術真正成熟到可以開發月球資源的時候,可以以較低的成本把這些資源運回地球的時候,我們才會有相應的爭論,當然估計有的爭論也就是現有的幾個大國之間的利益的分配而言,那些小國比如中東非洲的一些他們連自己的溫飽問題都沒解決呢,他們不會關注那麼多月球資源開採的問題,所以這個也是與這個國家的經濟發展狀況,人民生活水平,政治局面等等有很大關系的。
『柒』 中國什麼時候才能夠開采月球資源呢
樓主,目前中國的登月還沒有制定一個具體的時間表,但大致有個時間版段。按照中國權探月工程的3步計劃,今年「嫦娥一號」衛星將開始進行繞月飛行;2012年前後,中國的月球車將在月球上實施軟著陸;2017年之前,中國研製的機器人將把月球土壤樣品採回地球。在探月工程前三步完成的2017年前後,中國將擇機載人登月,並與有關國家共建月球基地。 歐陽自遠透露,以目前的技術,我們已可把人送到月球上,但只能實現「單程票」,而要讓宇航員安全地返回地球,我們要的是「返程票」。預計2020年至2025年,中國將有能力實現載人登月。 值得一提的是,中國探月副總工程師透露目前有關部門正在進行相關論證,有可能使月球探測工程中的第三和第四階段合並,從而使中國的宇航員最早在2017年踏上月球,實現環繞中國人心中多年的月球之旅的夢想。
『捌』 在未來,誰會有權利去開采月球呢月球上有什麼東西
太空采礦目前只是科幻小說或電影里的事情,但也有望在未來成為現實,因為這是人類走向深空的必由之路,就像現在的高速路每段都有服務區一樣,太空采礦可以成為人類探索宇宙的中繼站,我們的月球肯定會成為首要的目標。那麼,月球上富含著哪些珍貴的資源讓人類如此嚮往呢?大量的黃金、鑽石或稀有金屬礦藏?雖然月球上確實蘊藏著許多有價值的物質,但這些稀有的礦藏還不至於讓人類去月球上開采。但有兩種物質卻引起了人們的極大興趣,那就是水和氦。
用水作為火箭燃料,或者可作為月球基地的水資源太空旅行是非常昂貴和需要大量資源的項目。從地球發射的火箭需要一次性攜帶巨量的燃料,以擺脫地球強大的引力,然後到達目的地再返回地球。路程越遠、載重越大,需要攜帶的燃料就越多,燃料越多給火箭增加的重量就越大,這意味著又需要更多的燃料來推動火箭進入深空。將任何物體帶入太空都需要大量的燃料。目前人類通過衛星撞擊月球南極隕石坑、分析“月船一號”發揮的數據已經發現了月球上存在水冰的“確鑿證據”,而且數量驚人。這是一個令人興奮的發現,有幾個原因,特別是在未來人們肯定會在月球上建立基地。這些月球上的水可以用來飲用和種植植物,以保障日常的用水。
開采所有的氦不會導致月球從天上掉下來。采礦作業也不會對月球產生大的影響,即使月球失去其總質量的1%,對其軌道的影響也不大,也不會對地球海洋的潮汐產生影響,我們大可放心。至於所有權,1967年的聯合國外層空間條約規定,任何國家都不能擁有外層空間任何天體的所有權,這主要是為了防止美國當年亂搞。然而,限制了國家,但不會阻止私人公司把月球作為他們自己的商業財產。目前並沒有相關的規定限制私人公司開采,這也是目前美國扶持私人公司的原因。
『玖』 月球表面上的這些資源對人類有什麼意義誰能先開採到
這個數字本身已經讓人驚訝了,但是做出這項研究的科學家指出:這還只是樂觀的情況。如果溫室氣體的排放得到了有效的控制,還有望控制到這里。如果全球變暖得不到改善,能源的需求量或將比現在提升60%!
這就非常恐怖了,地球上的資源本就日漸枯竭。如果人類不找到替代品,能源的殆盡將是限制人類發展的最大絆腳石。
當然,這不代表人類就能馬上利用這些資源了。首先人類需要相關的設備投放到月球上,然後還需要往返運輸,這些對於目前的我們來說還是心有餘而力不足的。開采氦-3資源的事,至少要在人類重新登陸月球之後,才有可能實現。
根據目前聯合國的規定,太空是全人類的財富,並不會限制哪個國家可以開采、哪個國家不可以開采。因此,盡快開發出相關的技術,把氦-3資源帶回地球,對於每一個國家來說,也是未來某個時刻科技競爭的風口浪尖之一。如果能夠獲得這樣寶貴資源的開采能力,對於一個國家來說,無疑是走上世界巔峰的絕好機會!
『拾』 據說月球上有大量的氦3,如果人類能夠開採的話,可以解決人類很大部分的能源問題。
月球上發現巨量氦3元素,可解決地球10億年的能源問題
1996年研究發現了氦-3元素具有超強流動性。回歸到探索宇宙方面,氦-3是一種清潔、安全、高效率的核融合發電燃料,正因為其利用價值之大才能顯得它的稀有度。
中國月球勘探計劃科學家歐陽自遠說:地球給予人類資源有限,所以我們必須飛向月球!如今,美國雖有方案解決當今能源問題,但勘探月球還只是個設想並非易事,需要巨大規模殖民航天器和重力懸浮基地的建設能力,尋找氦-3能源還任重而道遠呀,以人類現在的實力僅僅發現了面紗而已。