我國嫦娥五號月壤研究又有新發(fā)現——中國科學院寧波材料所、中國科學院物理所等單位組成的科研團隊，經過3年的深入研究和反復驗證，發(fā)現了一種全新的利用月壤大量生產水的方法，有望為未來月球科研站及空間站的建設提供重要設計依據。
水是建設月球科研站及未來開展月球星際旅行，保障人類生存的關鍵資源，探尋水資源是月球探測的首要任務之一�？茖W家之前主要關注月球上自然態(tài)水資源的分布情況，前期研究結果表明，月壤玻璃、斜長石、橄欖石和輝石等多種月壤礦物中含有少量水，但這些礦物的含水量僅在0.0001%-0.02%之間，極其稀少，難以在月球原位提取利用。因此，研究探測新的月球水資源及其開采策略，無疑是未來探月工程的重點內容。
1噸月壤有望生產超50千克的水
經過深入研究和反復驗證，科研人員發(fā)現，月壤礦物由于太陽風億萬年的輻照，儲存了大量氫。在加熱至高溫后，氫將與礦物中的鐵氧化物發(fā)生氧化還原反應，生成單質鐵和大量水。當溫度升高至1000℃以上時，月壤將會熔化，反應生成的水將以水蒸氣的方式釋放出來。
經過多種實驗技術分析，研究團隊確認，1克月壤中大約可以產生51-76毫克水。以此計算，1噸月壤將可以產生約51-76千克水，相當于100多瓶500毫升的瓶裝水，基本可以滿足50人一天的飲水量。
科研團隊通過對不同月球礦物的進一步研究，還發(fā)現月壤鈦鐵礦加熱后，可以同步生成大量單質鐵和水蒸氣氣泡，是名副其實的月球“蓄水池”。
月壤加熱過程中水和單質鐵的形成過程以及各種主要礦物的含水量對比
基于多項研究結果，科研團隊提出一種具有可行性的月球水資源原位開采與利用策略——
首先通過凹面鏡或菲涅爾透鏡聚焦太陽光加熱月壤至熔融。加熱過程中，月壤將會與太陽風中注入的氫反應生成水、單質鐵和陶瓷玻璃。
產生的水蒸氣被冷凝為液態(tài)水，收集并儲存在水箱中，可以滿足月球上人類與各種動植物的飲水需要。
通過電分解水可以產生氧氣和氫氣，氧氣可以供人類呼吸，氫氣可以作為能源使用。
鐵可以用于制造永磁和軟磁材料，為電力電子器件提供原材料，也可用作建筑材料。
熔融的月壤也可以用來制作具有榫卯結構的磚塊，用于建造月球基地建筑。
專家表示，該策略將為未來月球科研站以及空間站建設提供重要的設計依據，并有望在后續(xù)的嫦娥探月任務中發(fā)射驗證性設備以完成進一步確認。
通過加熱月壤收集月球水的原位開采與利用策略示意圖
