月球资源开发利用的进展与展望

中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官,后续将建立国际月球科研站,并进一步规划建立月球基地。月球探测任务由探测勘察进入到开发利用新阶段,月面资源的勘查、开发和利用是未来月球探测的重点任务。总结了月球资源开发利用方面的国内外重要进展,涉及月球资源勘探、水冰等挥发分分析、月球矿物冶炼与材料制备、月面建造与月壤3D打印等四个方面。同时,月球资源开发利用面临极端月面环境、独特月壤理化特性、全流程无人自主控制等重大挑战,为解决这些问题,提出了未来月球资源开发利用的重点任务和研究思路,可为后续科学研究和工程任务实施提供参考。

面向月球资源利用的嫦娥五号月球样品研究总结会顺利召开

2023年6月2日,中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室在京组织召开了“面向月球资源利用的嫦娥五号月球样品研究总结会”。邹志刚院士、汪卫华院士、杨孟飞院士出席本次会议,中国航天科技集团有限公司研发部,中国空间技术研究院陈泓总工程师、研发部相关领导,以及来自松山湖材料实验室、中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所、南京大学等合作研究单位的研究人员代表参加会议。

月球资源探测信息的管理与可视化探讨

在中国未来的月球探测计划中,可能获取的月球表层数据包括地形、地貌、岩层、土壤、资源、环境以及各种相关的结构、物质成分数据。这些数据既有空间数据,也有属性数据。为了实现月球资源探测工作信息化,可以借鉴"数字地球"的理念并采用"多S"结合与集成化技术,对所获取的海量月球表层数据进行一体化存贮管理,构建一个"数字月球"并实现其空间数据和属性数据之间的双向查询检索,以及对表层复杂结构信息分析的可视化。

论月球资源和航天月球探测

月球有珍贵的信息资源 ,丰盛的物质资源 ,奇特的环境资源和高远的位置资源。月球是航天深空探测的重点天体。长久以来的天文观察和最近 4 5年来的航天探测 ,已使人类对月球的面目有了相当多的认识。

基于3层B/S结构的月球资源数据库系统的设计与实现

基于 ３层 Ｂ／Ｓ结构，采用 Ｗｅｂ技术，在 Ｉｎｔｒａｎｅｔ环境下设计并开发了月球资源数据库系统．该系统实现了月球资源信息的管理，具有高效、使用方便、运行稳定可靠等特点，并具有良好的可扩充性和可维护性．

下一步能否利用月球资源

下一步能否利用月球资源人类对能源的需求一直在不断增长。为了增加能源储备或更好地控制能源使用，一些工业化国家已试图控制甚至减少能源消耗。第三世界国家由于要加深工业化程度，其能源消耗注定要增加。因此下一个世纪全球对能源的需求还将处于增长的趋势。２１世纪人...

为月球资源就地应用的LiOH电解制氧技术分析和实验观察

目的提出了一种利用月球矿物资源进行现场制氧的锂还原-LiOH电解循环技术路线。方法以金属锂作为还原剂,将月球矿物中的氧转移到锂化合物中,锂化合物与还原产物分离并转化为LiOH,电解熔融LiOH获得氧、水和金属锂,收集氧气,水和金属锂再循环使用。结果化学热力学数据分析表明采用该技术路线可以从月球的所有主要矿物中获得氧气,尤其是钛铁矿中的氧可以全部获得利用。结论利用锂离子固体电解质,可以在500～600℃下实现LiOH电解,获得氧、水和金属锂。

月球表面或建造大型发电站利用月球资源

科学家设想了多种在月球上建设外星工厂的情景．其目的就是利用月球上的资源，这些资源包括庞大的金属矿产资源、水资源以及大量的热能资源。其中，热能资源来自太阳的光照，月球表面只有极为微量的稀有气体，近似于真空环境。如果在月球表面建造太阳能发电站，就可以获得大量的太阳能。来自西班牙加泰罗尼亚理工大学的科学家还提出了一种方案，使用大型反射镜和斯特拉发动机打造一个大型月球发电站。这个计划也被称为镜子系统，通过对月球表面土壤的加热来获得能量。

利用月球资源 发展核电事业——一个崭新的核聚变发电方案

利用氚—氦—3核聚变发电 目前,世界上正在研制中的核聚变反应堆都是以氢的两种同位素氘和氚作燃料。在非常高的温度下,氘和氚会发生聚变反应,反应时产生的强大中子流能将反应堆罩内的水加热,产生蒸汽,驱动涡轮发电机发电。这样的聚变装置,虽然可以解决未来的能源问题,但它本身还存在有许多缺点。首先。

国际月球科研站资源利用发展路线战略构想

以中国倡导的国际月球科研站总体架构和创新发展需求为依据,对月球环境、位置和物质3类广义资源的内涵概念进行了梳理和界定,对资源利用活动及高价值利用方法进行了分类研究,对月球资源利用关键技术问题以及工程实施准则进行了剖析,提出了近-中-远三期月球资源综合利用的发展目标和发展路线构想。本文的研究成果,可为相关任务论证设计和有针对性的科学技术预先研究提供参考。

“载人月球探测月面机器人技术”专刊编者按

2023年,中国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划于2030年前实现中国人首次登陆月球。重返月球、开发月球资源、建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。月面机器人具有环境适应性好、工作时间长和安全性高等特点,可以辅助航天员开展更长时间、更广区域的月面作业。未来,月面机器人将在人机联合作业、月面科学探测、原位资源利用和月面设施建造等任务中发挥重要作用。

月球大规模开发面临的挑战

最近,我国公布了国际月球科研站建设时间表。与此同时,国外正在积极研发货运版和载人版月球着陆器,勘探、开发月球资源也成为目前航天新闻热点。不过,在当前技术水平下,大规模勘探开发月球资源仍需克服一系列难关,未来有必要应用新技术,推动新概念新模式早日落地。如今,航天技术已取得了长足进步,但大部分航天活动仍然处于近地空间,活动边界不超过地球静止轨道。随着人类对地外空间的认知逐渐深入,拓展生存空间、实现可持续发展的需求与日俱增。月球蕴藏着丰富资源,更是人类迈出地月空间的关键“跳板”,因此探月近年来再次成为航天探索的焦点。

月球某些资源的开发利用前景

21世纪月球探测的主要趋势是建立月球基地 ,开发利用月球的矿产资源、能源和特殊环境 ,为人类社会的可持续发展发挥长期而有效的支撑作用 .通过对月海玄武岩中的钛铁矿、克里普岩中的U、Th、REE和月壤中的氦 -3在月面的含量与分布的系统分析 ,月海玄武岩中蕴藏有极丰富的钛铁矿 ,TiO2 总资源量超过 70万亿t,钛铁矿还是月球基地生产水和火箭燃料的主要原料 ;克里普岩是未来月球探测与研究的热点之一 ,其蕴藏有巨量的铀、钍、钾、磷和稀土元素资源 ;月壤长期受到太阳风的照射 ,使其蕴藏有极其丰富的氢、氦、氧、氮等气体资源 ,其中氦 -3的资源量大于 10 0万t,它是一种可供人类社会长期使用的、安全、清洁、高效、廉价的核聚变发电燃料 ,其含量与月壤的化学成分、矿物组分、颗粒大小等有密切的关系 .

基于月痕资源的月球开发新体系构想

针对月球开发目标问题,指出信息时代月球资源开发存在不同于阿波罗时代的新视角,并将月面对人类活动痕迹的长期保留能力定义为月痕资源,设计以月痕资源开发为核心的月球开发新体系,说明其体系运行原理,并对系统商业化的前景和存在问题进行初步定性分析。研究结果表明,在现有技术基础上,月球资源商业化开发存在可行空间,月球经济的兴起可以预期。

月球潜在资源利用对中国能源安全的战略意义

能源安全关系国家安全,寻找清洁、廉价、持续的能源对保证国家能源安全具有重要的战略意义。月球以其丰富的能源和矿产资源,被人们认为是未来能源争夺的焦点。从月球资源种类、分布和中国能源安全现状入手,论述了目前月球资源利用的模式与前景。在此基础上,提出了月球潜在资源利用对于中国能源安全的战略意义:①为未来能源的战略持续提供可能,保障能源安全;②为国家可持续能源利用提供战略选择;③掌握精确的月球能源信息,获得更多空间能源安全的话语权。

利用熔岩管道建设月球农场的初步构想

总结了月球熔岩管道的天然优势和地外农场的研究进展,概括了月球农场建立所涉及的原位资源利用关键技术,梳理了利用熔岩管道建设月球农场的基本思路,并提出了基于月球熔岩管道的月球农场布局规划,总结了月球农场建设所面临的科学难题,为利用熔岩管道建设月球农场的研究提供参考。

月球上那些令人疯狂的资源

月球探测是人类迈向星辰大海的起点。新时期月球探测的重点已经转向开发月球资源,建立月球基地。世界多国在新一轮的月球探测规划中已经将月球资源的开发利用和月球基地的建设列为重要战略目标。美国甚至早在2015年就通过了《商业太空发射竞争法案》,规定美国个人或企业在小行星或月球上发现的任何资源,包括矿物质、水等,所有权和处置权都归发现者。2016年卢森堡出台《太空资源开发和利用法》,中国也于2019年宣布将开辟地月经济区,主要目的都是为了开发利用月球和太空资源。

核聚变与开发月球^3He资源的可行性研究

对开发月球3He资源作为D-3He聚变燃料的核聚变反应堆的经济技术和可行性进行了研究。对太阳风的参数分析与月球表层土中的3He储量作了估计,对开采月球上3He的可行性及D-3He与D-T燃料的聚变能单位电价进行了比较。D-3He聚变在经济上是可行的,它比通常的D-T为燃料的聚变电站更为安全、干净、可靠。

NASA要“象征性”购买月球样品 只为开创太空资源开采与使用权的先例

9月10日,NASA发布询价文件,请求愿前往月球并出售50~500克月岩或月壤样品的公司报价。一旦有公司采到了样品并提供了相关证据,NASA将会取得样品所有权,并向该公司付费。那家公司并不一定要把样品运回地球,可留由NASA在未来一项任务中将其取回。这项交易的主要用意是要为月球资源开采和转让开创先例,而并不是想要实际获得用于科研或其它用途的样品。