月球上制造水、氧气和燃料不再是科幻场景。2025年7月16日,香大(深圳)王璐博士团队在《自然·天文学》发表突破成果:利用嫦娥五号月壤样本开发的太阳能反应器,成功实现原位资源利用(ISRU),为月球基地建设扫清一大障碍。
钛铁矿催化的“月球炼金术”
月球土壤富含钛铁矿(FeTiO₃),这种黑色矿物在太阳光照射下可释放结晶水。王璐团队设计的双腔体反应器,通过聚光镜将太阳辐射聚焦至2000℃,首先提取月壤中的水蒸气,随后利用钛铁矿作为催化剂,促使二氧化碳(来自宇航员呼吸)与水反应生成一氧化碳、氢气和氧气。“整个过程无需外部能源输入,仅靠太阳能驱动。”王璐解释道,“实验室条件下,1公斤月壤可产出500毫升水、200升氧气及足够支撑3人日需求的燃料。”
技术攻坚
月球昼夜温差达300℃,且无大气层保护,对设备可靠性提出严苛要求。团队采用碳化硅陶瓷涂层保护反应器内壁,同时开发自清洁系统:利用静电吸附原理去除月尘,确保光学元件透光率维持在90%以上。澳大利亚悉尼大学专家Haihui Joy Jiang评价:“这项技术巧妙利用月壤自身特性,解决了长期驻月任务中最棘手的资源补给问题。”
商业化路径渐明
据国内航天部门透露,该装置已进入工程化验证阶段,计划搭载2028年嫦娥七号任务进行实地测试。若试验成功,未来月球基地将实现“就地取材”,大幅降低地月物流成本。某商业航天创始人表示:“原位资源利用技术成熟后,月球旅游、氦-3开采等产业将迎来上升期。”
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