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月球开采哪些国家可以

发布时间: 2021-01-09 15:04:16

『壹』 月球能源的开发设想是什么

在地球上,由于人口越来越多,能源危机也日益严重。因此,有人提出了把月球建成能源基地的设想。这种能源基地不但能为人类的月球基地提供动力,还可以为地球人谋福利。

20世纪80年代初,曾有一批美国科学家提出了一个月球采矿方案。他们建议先把重约60吨的自动化机械设备送上月球,其中包括一台小型电磁采矿设备,一台能从月球上开采出来的矿石中加工提炼出硅的设备,一台能把硅制造、装配成太阳能电池的设备,还有一台能生产更多上述自动化设备的“母机”。这台“母机”可以利用太阳能电池提供的能源和采矿机械提供的原料,制造出第二代、第三代采矿机械和太阳能电池,扩大再生产。据他们估算,实现这一计划约需要50亿美元,是“阿波罗”登月计划的1/5。

开发月球的设想在利用月球能源的问题上,科学家们一致认为,未来月球探测与研究将重点朝向4个目标:①月球能源的全球分布与利用方案研究;②月球矿产资源的全球分布和利用方案研究;③月球特殊空间环境资源(超高真空、无大气活动、无磁场、地质构造稳定、弱重力、无污染)的开发利用;④建立月球基地的优选位置、建设方案与实施研究。

科学家们还认为,世界各国应该联合起来,在最近二三十年内联合建立永久性月球基地,开发和利用月球,为人类的可持续发展服务。

月球是人类共同的财富,探索宇宙是人类共同的愿望,它将为全人类带来幸福。正如第二个登上月球的美国航天员奥尔德林所说:“对于那些在悠悠转动的地球上仰望夜空的人,月亮都匀洒银光,绝不厚此薄彼。因此,我们希望,太空探索的成果也将由大家分享,从而给整个人类带来和谐的影响。”

开发月球太阳能资源射向地球的太阳能,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;月球则不同,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。

科学家设想在月球上建立一个极其巨大的太阳能光伏电池阵,由它来聚集大量的阳光发电,然后将产生的电能以微波形式传输到地球上。为了解决微波束发散角比较大,地面的接收天线难以接收的问题,可以使用微波激射技术(微波激射又称脉冲,它的波束不发散)。

月球上的一个白天和黑天各持续时间约为地球上的2个星期。为了持续供电,可以在月球上每隔经度120度各建一个太阳能电站,或者在月球的正面和背面各建一个太阳能电站,然后联结成网,就可以保证整个电网连续、稳定地发电。

硅是制造太阳能电池阵的主要材料,月球上硅储量丰富,又具超真空、低重力的环境,能生产出高质量的硅光伏电池。

月球太阳能电站建设需要的其他材料,如铝、钛、铁、钨、铜等,都能从月球上提取,但加工生产装置需要从地球送到月球。

开采氦-3

什么是氦

我们先简单地了解一下:在地球自然界,存在着3氦(氦-3)和4氦(氦-4)两种同位素。4氦的原子核有2个质子和2个中子,称为玻色子;而3氦只有1个中子,称为费米子。20世纪30年代末期,卡皮查发现4氦的超流动性。朗道从理论上解释了这种现象,他认为当温度在绝对温度2.17开时,4氦原子发生玻色爱因斯坦凝聚,成为超流体,而像3氦这样的费米子即使在最低能量下也不能发生凝聚,所以不可能发生超流动现象。金属的超导理论(BcS理论)的提出,使得人们认为在极低温度下3氦也可能会形成超流体。但是人们一直未能在实验上发现3氦的超流动性。20世纪70年代,戴维·李领导的康奈尔低温小组首次发现了3氦的超流动性,不久,其他的研究小组也证实了他们的发现。

3氦超流体的发现在天体物理学上有着奇特的应用。人们使用相变产生的3氦超流体来验证关于在宇宙中如何形成所谓宇宙弦的理论。研究小组用中微子引起的核反应局部快速加热超流体3氦,当它们重新冷却后,会形成一些涡旋球。这些涡旋球就相当于宇宙弦。这个结果虽然不能作为宇宙弦存在的证据,但是可以认为是对3氦液体涡旋形成的理论的验证。3氦超流体的发现不仅对凝聚态物理的研究起了推动作用,而且在此发现过程中所使用的磁共振的方法,开创了用磁共振技术进行断层检验的先河,今天磁共振断层检验已发展成为医疗诊断的普遍手段。

氦-3神奇在哪里

氦-3是氦的同位素。含有2个质子和1个中子。它有着许多特殊的特性。当氦-3和氦-4以一定的比例相混合后,通过稀释制冷理论,温度可以降低到接近绝对零度。在温度达到2.18开以下的时候,液体状态的氦-3还出现“超流”现象,即没有黏滞性,它甚至可以从盛放的杯子中“爬”出去。然而,当前氦-3最被人重视的原因还是它作为能源的潜力。氦-3可以和氢的同位素氘发生核聚变反应,但是与一般的核聚变反应不同,氦-3在聚变过程中不产生中子,所以放射性小,而且反应过程易于控制,既环保又安全。

开发利用氦-3

开发利用月球土壤中的氦-3,将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。

从20世纪90年代开始,人类掀起了新一轮的探月高潮,在这次探月高潮中,氦-3成为世人共同的目标。但是,月球氦-3的形成和分布特征、储量和应用,仍是月球科学研究中亟待解决的问题,只有通过大量的探测和重返月球野外实地考察,才能获得较为满意的回答。

1.氦-3的形成机理

月球表面的土壤是由岩石碎屑、粉末、角砾岩、玻璃珠组成的,其结构松散且相当软。月海区的土壤一般厚4~5米,高地的土壤较厚,但也不超过10米。月球土壤的粒度变化范围很宽,大的几厘米,小的只有一毫米或微米级,这些细土一般称为月尘。月球土壤中细小的角砾岩及玻璃珠,约占70%,小颗粒状玄武岩及辉长岩约占13%。惰性气体在月球玄武岩和高地角砾岩中含量极低,大气中就更低,几乎为零。然而,月壤和角砾岩中氢气元素则相当丰富。这是由于太阳风的注入,太阳风实际上是太阳不断向外喷射出的稳定的粒子流。1965年“维那3”号火箭对太阳风的化学组成进行了直接测定,结果显示,太阳风粒子主要是由氢离子组成的,其次是氦离子。由于外来物体对月球表面撞击,使月壤物质混杂,在探达数十米的范围内存在着这氢气元素。太阳离子注入物体表面的深度,通常小于0.2微米。因此,这些元素在月壤最细颗粒中含量最高,大部分注入气体的粒子堆积粘合成月壤角砾岩或黎聚在玻璃珠的内部。氦大部分集中在小于50微米的富含钛铁矿的月壤中。

2.氦-3的利用前景

月球上的氦-3所能产生的电能,相当于1985年美国发电量的4万倍,考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本,氦-3的能源偿还比估计可达1∶250。这个偿还比和铀—235生产核燃料(1∶20)及地球上煤矿开采(偿还比约1∶16)相比,是相当有利的。

此外,从月壤中提取1吨氦-3,还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳。这些副产品对维持月球永久基地来说,也是必需的。俄罗斯科学家加利莫夫认为,每年人类只需发射2~3艘载重10吨的宇宙飞船,即可从月球上运回大量氦-3,供全人类作为替代能源使用1年,而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一。据加利莫夫介绍,如果人类目前就开始着手实施从月球开采氦-3的计划,大约三四十年后,人类就能实现月球氦-3的实地开采并将其运回地面,该计划总的费用将在2500万~3000万美元。

有人提出,可不可以不将氦-3运回地球,而是直接在月球上建立核能源基地,通过电能传输到静止轨道上的中断卫星,再传送到位于地球的接收站,然后分配到各个地区,供用户使用呢?科学家们预测,在月球上建立核电站并保持其正常工作,难度要比从月球上运回原料氦-3在地球上发电大得多。

“嫦娥1”号卫星搭载的探月仪器探测月球土壤厚度与元素含量是该探测卫星工作的重要内容。氦-3作为最有潜力的新能源,也是我国探卫星获取其资源信息的重要内容。

开发月球矿物宝藏

科学家们已经提出了多种月球基地的采矿方案,包括借鉴地球采矿技术和采矿设备,计算机控制的遥控操作采矿系统等。月球采矿将分阶段实现:第一阶段首先进行勘探和采矿的试验性研究;第二阶段建设采矿所需的基础设施,例如从地球上将勘探、施工和采矿设备部件运送到月球基地上进行装配,建设采矿场,并开展小规模作业:在第三阶段将扩大采矿作业;第四阶段将建成先进的月球采矿基地,采矿人员将在控制室中遥控机器人进行较大规模的开采。

目前,美国在研讨未来月球冶金工业的建设方案。估计到2025年左右,月球上就会出现第一批冶金厂。生产各种金属制件和液氧,供建设月球基地、太阳能电站、空间站以及其他航天器的需要。

月球采矿将是个高度自动化的过程,平时无人值守,隔一段时间,航天员对开采设备进行一次检查和维护。月球上的开采设备与地球上的开采设备有许多不同,它们大都是遥控开采机器人,以电力驱动,能承受恶劣的月球环境,采用模块化设计,以便于更换部件和维修。开采机器人能够“一专多能”,除完成“本职工作”外,还能承担一些通用性的任务,如起重、拖运等。由于月球重力加速度只有地球的1/6,与地球质量相同的物体在月面要轻得多,因此月面运输的能耗很低。对于开采量较大的作业,需要使用可移动的处理设备如移动处理厂等,避免大量的原料运输,以提高开采效率。

『贰』 为啥可控核聚变一定要用月球上的氦-3谁有权力开采月球

为太空探索提供资源是一回事,我们每时每刻都需要大量的能源,所以我们需要更多的能源来生产地球,生活找到了更长期清洁有效的能源,并逐渐摆脱了目前有限和严重污染的资源,例如各种化石燃料那样,所以国家都没有权利开采,这个问题有相关的规定。

至于所有权,1967年的《联合国外层空间条约》规定,任何国家都不能拥有外层空间任何天体的所有权,主要是为了防止美国在那些年里乱搞。然而,这个国家是受限制的,但是私人公司不会被阻止使用月球作为他们自己的商业财产。目前,还没有相关规定限制私营公司的开发,这也是美国目前支持私营公司的原因。

『叁』 月球上有什么资源可以开采

氦三来:氦三是几乎不自产生放射性的理想核聚变燃料。它存在于从太阳脱离出来的高能粒子流(太阳风)中。在没有大气的月面,太阳风没有直接降落下来,所以月面的沙子和岩石中含丰富的氦三。如果达到实用,今后几个世纪地球资源问题可能得到解决

『肆』 月球上有什么可开采和利用的资源

对于地球来讲,在太阳系的各大天体中,月球可以说是“近在咫尺”了,区区38万公里的距离,以人类目前的航天科技,只需要几天的时间就可以到达。也正因为这个原因,世界上各个有能力的国家都在酝酿在月球上建立基地的计划。丰富的物质资源可供开采和利用。

通过对月球探测的数据分析,科学家们认为,人类生产生活所需要的所有资源几乎都可以在月球的土壤和岩石中开采。例如铁、铝、锌、硅、钾、磷、钛、镁、锰、铬、稀土……等等矿产资源。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来作为建设基地的高强度材料。

同样的因为少了大气层的干扰,人类对宇宙空间的观测将会变得比地球上容易,这对人类天文学的发展非常有利。还有科学家认为,月球的空间实验室建成之后,人类在中微子、反物质、暗物质、暗能量等研究领域可能会有长足的发展。

我们人类不可能一直都呆在地球上,终有一天我们将会走向星辰大海,建立月球基地、开采月球资源只是其中很小的一步,相信随着人类文明的发展,我们必将拥有更加美好的明天!

『伍』 有人说月球采矿10年内就能实现,有什么依据吗

人类要在月球定居,不可能什么都从地球运过去,因而,首先必须发展太空资源原位利用技术,这是人类在太空中可持续发展的关键,也是人类进一步探索火星和更深入探索太阳系其他星球的踏脚石。当然,从长远来看,若成本足够低,开采太空资源运回地球也是有可能的。

『陆』 在未来谁会有权利开采月球

谁会拥有权力去开采月球呢?月球是离地球比较近的一个星球,也是地球的卫星,可以说跟地球的关系是最密切的,人类进入太空之后第1个登陆的星球也是月球,所以说月球的了解还是比较多的。

等我们的技术真正成熟到可以开发月球资源的时候,可以以较低的成本把这些资源运回地球的时候,我们才会有相应的争论,当然估计有的争论也就是现有的几个大国之间的利益的分配而言,那些小国比如中东非洲的一些他们连自己的温饱问题都没解决呢,他们不会关注那么多月球资源开采的问题,所以这个也是与这个国家的经济发展状况,人民生活水平,政治局面等等有很大关系的。

『柒』 中国什么时候才能够开采月球资源呢

楼主,目前中国的登月还没有制定一个具体的时间表,但大致有个时间版段。按照中国权探月工程的3步计划,今年“嫦娥一号”卫星将开始进行绕月飞行;2012年前后,中国的月球车将在月球上实施软着陆;2017年之前,中国研制的机器人将把月球土壤样品采回地球。在探月工程前三步完成的2017年前后,中国将择机载人登月,并与有关国家共建月球基地。 欧阳自远透露,以目前的技术,我们已可把人送到月球上,但只能实现“单程票”,而要让宇航员安全地返回地球,我们要的是“返程票”。预计2020年至2025年,中国将有能力实现载人登月。 值得一提的是,中国探月副总工程师透露目前有关部门正在进行相关论证,有可能使月球探测工程中的第三和第四阶段合并,从而使中国的宇航员最早在2017年踏上月球,实现环绕中国人心中多年的月球之旅的梦想。

『捌』 在未来,谁会有权利去开采月球呢月球上有什么东西

太空采矿目前只是科幻小说或电影里的事情,但也有望在未来成为现实,因为这是人类走向深空的必由之路,就像现在的高速路每段都有服务区一样,太空采矿可以成为人类探索宇宙的中继站,我们的月球肯定会成为首要的目标。那么,月球上富含着哪些珍贵的资源让人类如此向往呢?大量的黄金、钻石或稀有金属矿藏?虽然月球上确实蕴藏着许多有价值的物质,但这些稀有的矿藏还不至于让人类去月球上开采。但有两种物质却引起了人们的极大兴趣,那就是水和氦。

用水作为火箭燃料,或者可作为月球基地的水资源太空旅行是非常昂贵和需要大量资源的项目。从地球发射的火箭需要一次性携带巨量的燃料,以摆脱地球强大的引力,然后到达目的地再返回地球。路程越远、载重越大,需要携带的燃料就越多,燃料越多给火箭增加的重量就越大,这意味着又需要更多的燃料来推动火箭进入深空。将任何物体带入太空都需要大量的燃料。目前人类通过卫星撞击月球南极陨石坑、分析“月船一号”发挥的数据已经发现了月球上存在水冰的“确凿证据”,而且数量惊人。这是一个令人兴奋的发现,有几个原因,特别是在未来人们肯定会在月球上建立基地。这些月球上的水可以用来饮用和种植植物,以保障日常的用水。

开采所有的氦不会导致月球从天上掉下来。采矿作业也不会对月球产生大的影响,即使月球失去其总质量的1%,对其轨道的影响也不大,也不会对地球海洋的潮汐产生影响,我们大可放心。至于所有权,1967年的联合国外层空间条约规定,任何国家都不能拥有外层空间任何天体的所有权,这主要是为了防止美国当年乱搞。然而,限制了国家,但不会阻止私人公司把月球作为他们自己的商业财产。目前并没有相关的规定限制私人公司开采,这也是目前美国扶持私人公司的原因。

『玖』 月球表面上的这些资源对人类有什么意义谁能先开采到

这个数字本身已经让人惊讶了,但是做出这项研究的科学家指出:这还只是乐观的情况。如果温室气体的排放得到了有效的控制,还有望控制到这里。如果全球变暖得不到改善,能源的需求量或将比现在提升60%!

这就非常恐怖了,地球上的资源本就日渐枯竭。如果人类不找到替代品,能源的殆尽将是限制人类发展的最大绊脚石。


当然,这不代表人类就能马上利用这些资源了。首先人类需要相关的设备投放到月球上,然后还需要往返运输,这些对于目前的我们来说还是心有余而力不足的。开采氦-3资源的事,至少要在人类重新登陆月球之后,才有可能实现。

根据目前联合国的规定,太空是全人类的财富,并不会限制哪个国家可以开采、哪个国家不可以开采。因此,尽快开发出相关的技术,把氦-3资源带回地球,对于每一个国家来说,也是未来某个时刻科技竞争的风口浪尖之一。如果能够获得这样宝贵资源的开采能力,对于一个国家来说,无疑是走上世界巅峰的绝好机会!

『拾』 据说月球上有大量的氦3,如果人类能够开采的话,可以解决人类很大部分的能源问题。

月球上发现巨量氦3元素,可解决地球10亿年的能源问题

1996年研究发现了氦-3元素具有超强流动性。回归到探索宇宙方面,氦-3是一种清洁、安全、高效率的核融合发电燃料,正因为其利用价值之大才能显得它的稀有度。

中国月球勘探计划科学家欧阳自远说:地球给予人类资源有限,所以我们必须飞向月球!如今,美国虽有方案解决当今能源问题,但勘探月球还只是个设想并非易事,需要巨大规模殖民航天器和重力悬浮基地的建设能力,寻找氦-3能源还任重而道远呀,以人类现在的实力仅仅发现了面纱而已。

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