月球殖民不再是科幻！中國科學家重大突破——從月球土壤中"變"出水和氧氣，成本降低90%，NASA 2040年月球基地計劃迎來關鍵助力。香港中文大學團隊研發(fā)的這項技術，讓人類在月球長期生存成為可能。

從"天價運輸"到"月球煉金術"

"我們從未完全想象過月球土壤所擁有的'魔力'。"研究負責人王璐（Lu Wang）教授表示。團隊開發(fā)的"月球煉金術"徹底改變這一現(xiàn)狀：通過陽光加熱月球土壤中的鈦鐵礦，釋放水分；再通過光熱催化反應，將宇航員呼出的二氧化碳轉化為一氧化碳和氫氣，進而合成燃料和氧氣。

這項"月球資源原位利用"技術整合了兩大關鍵步驟：

1. 水提取：月球風化層（regolith）中的鈦鐵礦在陽光聚焦加熱下釋放結晶水
2. 氣體轉化：引入二氧化碳后，鈦鐵礦作為催化劑，在陽光照射下加速化學反應

"這種一步法整合的設計極大提高了能源效率。"王璐解釋，該系統(tǒng)無需額外攜帶催化劑，直接利用月球土壤即可實現(xiàn)連續(xù)運轉。

國際月球競賽升溫

這項突破正值全球探月熱潮：

• NASA阿爾忒彌斯計劃：2025年前載人重返月球，2040年前建成永久基地，采用3D打印技術利用月球土壤建造棲息地
• 中國探月工程：計劃2030年前實現(xiàn)載人登月，2035年建成月球科研站
• 韓國月球計劃：2040年前發(fā)射月球著陸器，2045年建成"月球經(jīng)濟基地"，包含資源開采和科學實驗設施

月球定居的經(jīng)濟價值日益凸顯。據(jù)測算，僅氦-3同位素資源（可控核聚變?nèi)剂希┚蛢r值百萬億美元級別。而水和氧氣的原位生產(chǎn)，是實現(xiàn)月球資源開發(fā)的基礎。

極端環(huán)境的工程挑戰(zhàn)

盡管前景光明，月球極端環(huán)境仍帶來多重挑戰(zhàn)：

• 溫度波動：白天127℃至夜間-173℃的劇烈變化，需設計熱穩(wěn)定系統(tǒng)
• 宇宙輻射：缺乏磁場保護，需開發(fā)輻射屏蔽材料
• 低重力效應：1/6地球重力可能影響材料性能和人體健康
• 月球塵埃：具有高度磨蝕性，會損壞設備和宇航服

研究團隊已提出解決方案：采用相變材料應對溫差，利用月球土壤堆積作為輻射屏蔽，開發(fā)自清潔表面技術抵抗塵埃侵蝕。

從月球到火星的技術跳板

專家指出，這項技術不僅適用于月球，更將成為火星探索的關鍵。"月球是深空探索的試驗場。"王璐強調(diào)，"如果我們能在月球實現(xiàn)資源自給，火星探索的后勤壓力將大幅減輕。"

NASA火星計劃負責人此前表示，火星定居的首要挑戰(zhàn)同樣是資源原位利用，月球技術的突破將直接加速火星探索時間表。

目前，王璐團隊已申請國際專利，并與多家航天機構洽談合作。如果一切順利，這項"月球魔法"技術有望在2030年前進行在軌驗證，為人類月球村的夢想鋪平道路。