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嫦娥下次应该到哪里去挖土?
送交者: 王文清[♂★★★棋圣★★★♂] 于 2020-12-25 17:09 已读 4909 次 5 赞  

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嫦娥五号任务是“探月工程”的第六次任务,2020年11月24日,中国用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器,并将其送入预定轨道,经过7天的航行和轨道转移,12月1日,嫦娥五号在月球正面预选着陆区着陆 。然后在月面采用钻具钻取和机械臂表取两种模式挖了一天土。12月3日,嫦娥五号上升器将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。整个过程完美,没出毛病,成功从月球表面采到1731克岩土。实现中国首次月球无人采样返回,助力深化月球成因和演化历史等科学研究。 6park.com

不过从月球上挖土,美国苏联都干过,1969年7月24日,美国阿波罗11号飞船成功着陆地球,给人类带回21.55公斤月球样品。紧接着阿波罗12号、阿波罗14号、阿波罗15号、阿波罗16号、阿波罗17号连续成功着陆月球,分别带回了五批月球样品,样品重量分别约为34.30公斤,42.80公斤,76.70公斤,94.30公斤,110.40公斤,总计约380公斤。苏联也发射了他们的登月火箭,1970年9月12日,苏联第六次尝试发射采样探测器,月球16号终于到达月球并取回101克月球土壤样品。因此嫦娥5号取回来的月球土壤岩石虽然有价值,但价值有限,很大程度只是说明美国能中国也能之类的象征意义。

                 月球16号采样探测器

那么下次去太空挖土,中国应该到哪里挖呢?火星也被美国登上去了,虽然没把土挖回来,但也做了现场分析,连水都找到了,去火星表面挖土也没什么意思。从美苏带回来的土样分析,月球表面的土的成分主要是氧(42%)、硅(21%)、铁(13%)、钙(8%)、铝(7%)、镁(6%)、其它(3%)。这些东西都是大陆货,地球表面的土里都有,除了拿来研究一下外,没什么经济价值。要找有经济价值的地方去挖,先要了解行星的结构。比如地球,分地壳、地幔、外核、内核四层,由于重力的作用,比较轻的元素如氧硅铁钙铝镁这些东西集中在地壳里,地幔也主要是铁镁的硅酸盐,价值也不是太高。地核则不同,外核是由铁镍硅等物质构成的熔融态或近于液态的物质组成。内核则主要是铁镍为主的重金属组成。显然一颗行星,有价值的东西在内核里面。问题是地球内核温度高达六千多度,压力高达360万大气压。这样的温度压力,现在人类的技术还是没法到地核内部去挖矿,就算用威力最大的氢弹去炸,也不过在地壳上炸个小坑而已,根本深入不到地核里去。除非地球火山活动,自己从地下喷出重物质。不过人做不到不等于大自然做不到,宇宙中有一种方法可以把经济价值高的行星星核轰出来,那就是行星碰撞。

太阳系现有八大行星,不过根据计算,在木星和火星之间,还有一颗大行星。1766年,德国有一位名叫约翰·提丢斯(Johann Daniel Titius)的中学教师,把下面的数列:

(0+4)/10=0.4;(3+4)/10=0.7;(6+4)/10=1.0;(12+4)/10=1.6;(24+4)/10=2.8;(48+4)/10=5.2;(96+4)/10=10→(3*2ⁿ+4)/10

令提丢斯惊奇的是,他发现这个数列的每一项与当时已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太阳的距离比例(地球到太阳的距离定为1个单位)有着一定的联系。提丢斯的朋友,天文学家波得深知这一发现的重要意义,就于1772年公布了提丢斯的这一发现,这串数从此引起了科学家的极大重视;并被称为提丢斯——波得定律即太阳系行星与太阳的平均距离.当时,人们还没有发现天王星、海王星,以为土星就是距太阳最远的行星。1781年,英籍德国人赫歇尔在接近19.6的位置上(即数列中的第八项)发现了天王星,从此,人们就对这一定则深信不疑了。根据这一定则,在数列的第五项即2.8的位置上也应该对应一颗行星,但是现在在这颗大行星的轨道上只有一堆碎片,以天文学家们的观察,这个区域内大约聚集了50万颗大小不一致的小行星,这一数字还在逐年增长。这里的小行星大到900多公里小到尘埃,当然直径900多公里的行星已经不能称之为小行星了,已经属于矮行星的行列。小行星带中只有一颗矮行星,那就是谷神星,其它比较大的有三颗,分别是智神星、婚神星和灶神星。这些行星通过长时间的相互碰撞逐渐解体,越来越小,越分越多,形成了大量的碎片,也就是我们观测到的小行星带。显然这颗大行星因为某种原因被撞碎了,有人认为是天外行星冲入太阳系,击中了这颗大行星,将其撞碎。因为时间久远,这颗星破碎的具体原因已经搞不清楚了,不过现在的事实是,那颗星碎了,于是给了人类挖到破碎行星的核心的机会。 6park.com

在距离地球3.7亿公里的小行星带中,有一颗小行星叫灵神星,灵神星是意大利天文学家安尼巴莱·德·加斯帕里斯在1852年3月17日发现的,其实从发现以来并令人瞩目,但随着技术的进步与观测的深入,逐渐发现对于人类来说,灵神星简直就是一个谜,因此在二十世纪末到二十一世纪初,天文学家对它的兴趣大增!  

这个两只眼睛一样的巨大撞击坑是灵神星的标记,表面巨大的落差以及整体外观上并不是十分规则,这也许和它的质地与遭受的经历有很大的关系!

比起小行星带中的其它星,灵神星也不算太大,直径只有241公里,但它是太阳系最神秘天体之一,也是独一无二的金属小行星,这颗金属小行星主要成分是铁、镍和一些稀有金属,例如:银和金。从构成分析来看,如此大的直径(241千米)的铁镍质天体,天文学家极度怀疑它原本就是某颗行星的内核,因为某种原因直接将内核暴露在外,这种外力应该不外乎剧烈的撞击,那么原来它应该是什么模样呢?它又有如何的经历?这些都是天文学家迫切想了解的!灵神星的起源是天文学家最好奇的,最大可能推测是形成早期被剧烈撞击,将原行星外壳摧毁,仅仅留下了高强度的金属内核,这在太阳系内是绝无仅有的!如果属实,那么它的来历将为太阳系遥远的过去提供一个时间窗口!

这颗全金属行星上的那些金属也是一笔巨大的财富,光是铁资源价值就高1000亿亿美元,如果拿到这些资源,中国以后就再也不用受制于澳大利亚和巴西了。另一个好奇的具体的成分比例,据当前的推测,灵神星的铁镍占比达到了95%以上,这颗直径241千米的天体都是铁镍质,各位可以想象一下,假如我们要制造恒星级宇宙飞船,除了向这些小行星天体索取资源外其他的方式是无法比拟的!

镍是比铁价值高得多的金属元素,不锈钢和高级合金钢里都少不了镍。更有工业和军事价值的是重元素钯、铂、钨、铼、铱、铀。钯和铂是化工急需的重要元素,用于催化剂。现在新能源氢气车搞不起来,很大程度上卡在缺铂上面,如果普及氢气燃料电池车,那么全地球的铂用上都不够,所以需要到外星采矿。如果能把灵神星上的铂提炼运回地球,那么发展氢气燃料电池车就没问题了。钨和铼则是军工的宝贝,钨是做脱壳穿甲弹的原材料,铼则是提高发动机性能的关键材料,铼是熔点和沸点最高的元素之一。新一代的发动机叶片的耐高温材料都含铼,加入铼会提升镍高温合金的蠕变强度。铼合金一般含有3%至6%的铼。第二代合金的含铼量为3%,曾用在F-16和F-15战机引擎中。第三代单晶体合金的含铼量则有6%,曾用在F-22和F-35引擎中。铼高温合金还用于工业燃气轮机。遗憾的是,铼是地球地壳中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一,因此也需要到太空去开采。

铱的化学性质很稳定。是最耐腐蚀的金属,即使是沸腾的王水,也不能腐蚀,很多高熔点氧化物单晶,是在纯铱制成的坩埚中进行生长的,纯铱,铂铱合金,铱铑合金多用于制作科学仪器, 含10%的铱和与90%的铂的铂铱合金,因膨胀系数极小,用来制造国际标准米尺,世界上的千克原器也曾是由铂铱合金制作的。 6park.com

铀就不用说了,那是做核弹及原子能反应堆里的关键元素。

不久美国宇航局一项最新任务将帮助科学家近距离勘测灵神星。目前,美国宇航局并不计划采集灵神星资源运送至地球,而是计划勘测这颗小行星,希望深入理解行星在早期历史阶段如何层状分离。预计灵神星勘测任务将于2023年10月启动,2025年探测器掠过火星之后,于2030年抵达这颗小行星。探测器将搭载三大仪器:

1、磁力计与多光谱成像仪 前者将测量灵神星的残余磁场,后者将提供高分辨率图像,用于分析灵神星的金属以及硅酸盐比例! 2、伽玛射线和中子光谱仪

测量和绘制灵神星的元素组成以及磁场强弱分布图

3、验证深空激光通讯技术

这是新一代深空高速大容量通讯技术,灵神星探测器将为NASA验证这项技术!未来中国的UNICON深空探测通信中继卫星星座方案也将采用深空激光通讯! 6park.com

在小行星上挖矿后,要运回来其实不难,因为小行星引力很小,不像地球大,需要7.9米/秒的速度才能脱离地球。另外,小行星上没有空气,不会因空气摩擦烧毁飞船。所以只要弄个像航母那样的电磁弹射装置,就能把矿物飞船弹往地球,当然要做得比航母的弹射器大点。中国航天工作者们,不要再搞跟着美苏屁股去月球挖土的事情了,不要再去证明你能我也能。现在到了赶快行动起来,抢先一步,与美国展开太空竞争,先美一步抢占灵神星。下回别挖土了,去挖金子等贵金属和工业军工极缺的稀有金属去吧。

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贴主:王文清于2020_12_25 18:52:26编辑
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