每吨191亿元!嫦娥五号带回的罕见物质,100吨足够全球人类用1年

最近社交平台流传着一句话:“尊敬的新能源车主,是我之前说话太大声了”。这句话是如何流行起来的呢?该言论出现的原因是油价的不断上涨,那些要加油的汽车车主们纷纷表示已经开不起“油车”了,还不如转为使用新能源电车来得划算。

 

你今天加油了吗?

 

即使世界上所有的汽车都变为了新能源汽车石油也不会消失在人类社会中。这样下去,地球能源还能被使用多久?其他星球是否存在可以被人类利用的资源?嫦娥五号带回的东西是什么?据说这种罕见物质每吨价值191亿元,它为何会这么值钱?据专家估计,100吨这种物质足够全球人类用1年,事实真的是这样吗?

 

 

探索的星球

 

 

如果要把宇宙中的其他星球与地球的亲密关系排个序,那么月球一定排在前列。生活在地球上的生物,所能感受到的最主要星球就是太阳和月亮,一个在白天发光,一个在夜晚反光。

 

每晚抬头几乎都能看见月球

 

在人类还未真正探索太空之前,人们对于月亮有着非常多美好的想象。比如我国嫦娥奔月的神话传说,就把月亮描绘成了一座清冷的宫殿。随着科学技术的不断发展,人们开始意识到神话中的月亮并不存在。为了更好地认识和了解宇宙,人们决定先从与地球最近的月球开始探索

 

 

一方面是人类本身就对月亮有着特殊的情感连接,另一方面月球距离最近也更容易让探测器发射成功,于是探测器接二连三被送往了月球。虽然有很多都“夭折”了,但那些幸存下来的探测器也为人类传回了许多有价值的信息。月球也是人类唯一登陆过的其他星球。

 

美国阿波罗11号成功登录月球后的留影

 

嫦娥五号的发射

 

 

嫦娥五号便是我国为了深入研究月球的形成和演化而发射的探测器。它的任务是我国探月工程中难度最大的一次任务,实现了中国首次月球无人采样并返回

 

 

2020年11月24日嫦娥五号搭乘着长征五号遥五运载火箭,在文昌航天发射场发射升空并成功进入预定轨道。12月1日晚,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度的吕姆克山脉以北地区,并传回着陆影像图。

 

嫦娥五号在月球模拟图

 

成功着陆之后,嫦娥五号便开始对月球土壤和岩石的采样,这也是它的主要工作内容。16天之后,嫦娥五号返回器便携带着采集到的月球样品回到了地球。

 

 

带回的物质

 

 

此次嫦娥五号带回的月球样本中,人们发现了一种十分罕见的物质,确切地说是在地球上十分罕见的物质,它就是-3

 

 

氦-3是一种无色无味的气体,它没有毒也不会燃烧,但是它却可以和氢的同位素发生核聚变。核聚变有多强的能量想必不用多说,人类目前还未掌握可控的核聚变方式,只是利用核裂变进行了一些发电的应用。

 

月球上令人疯狂的资源——氦-3

 

这是因为相比核裂变来说,核聚变的反应过程更加难以控制,很容易产生严重的后果。可如果利用氦-3与氢的同位素发生核聚变的反应,就能够较为稳定且可控制,并且反应过程的放射性也很小

 

 

值得一提的是,氦-3这种元素在地球上储量大约只有几百公斤。虽然无论从哪个层面来说,这点储备量都没法做成什么大事,但它的能力有目共睹,且应用前景十分广泛,再加上物以稀为贵,所以它的价格甚至达到了每吨191亿元

 

氦-3就是“烧钱”的存在

 

目前人类社会还是主要使用的石油等化石能源。虽然曾经一直有石油枯竭论的说法,但最新的探测数据表明,地球现有的石油储备还够人类使用3000年左右。地球上的资源一直都比其他星球要更为丰富,不然也不会有这么多生命存在还形成了人类文明。那么为什么氦-3这种元素偏偏地球就这么少呢

 

 

这就要提到太阳了,太阳之所以能发光发热,是因为它每时每刻都在进行核聚变反应。而氦-3就存在于太阳发出的太阳风中,没有大量进入到地球,是因为被地球的大气层给阻挡了。

 

太阳本身就是一个巨大的核反应堆

 

从这一点来看,如果地球真的有大量的氦-3物质,那估计也不会有生命存在了,毕竟太阳风的危害不容小觑,地球的大气层本身就是地球生物的大保护罩。而科学家们之所以能在月球样本中发现氦-3元素,也是因为月球的大气层十分稀薄,阻挡不了太阳风的侵袭。久而久之,月球自然也就积累了大量的氦-3元素

 

地球大气层

 

据专家估计,月球上储存的氦-3元素大概有110万吨左右。如果利用氦-3元素发生核聚变反应,那么100吨的氦-3所转化成的电能,可以供全人类使用一年。可想而知,如果人类将月球上的氦-3元素完全利用起来,会对人类社会起到多大的推动作用,而且木星和水星等天体也同样存在大量的氦-3元素可以开采。

 

 

应用瓶颈

 

 

不过月球上的氦-3并不是以气体的形式存在的。从嫦娥五号带回的月球样本就可以看出,它需要二次提取才能实现。可是氦-3的提取过程十分困难,要先将月球土壤加热到一定程度,一般是700摄氏度以上,然后再进行一系列的分离操作。显然这个过程是无法依靠月球上的任何一个探测器来做到的,将全部的月球土壤带回地球也是不现实的事情

 

美国宇航员采集月球土壤样本

 

研究表明,提取1克氦-3至少需要150吨月球土壤。

 

 

虽然月球上的氦-3储量十分可观,但这样的提取条件和难度确实也让科学家们感到十分为难。目前只能继续利用现有的月球样本进行提取,若以后真要想使用月球上的氦-3元素,可能只有将科学家送往月球进行提取实验才可以了。

 

 

其实人类在月球上所探测到的资源并不只有氦-3,也被认为是可以被利用的资源之一。据估计,月球上钛的储量超过100万亿吨,这比地球上的钛储量要多出5万倍

 

钛由格雷戈尔于1791年发现,是一种银白色的过渡金属

 

钛是一种十分优秀的金属资源,有很好的抗腐蚀性,航海和航天领域经常会用到这种材料。航天和航海事业上的科技水平,在一定程度上反映了人类现阶段整体的科技水平,可想而知钛材料有着多么重要的地位和作用。

 

 

月球样本

 

 

嫦娥五号带回来的月球土壤样本重约1731克,世界各国的科学家都对其十分感兴趣。明明在人类探索月球的历史上,曾经有国家带回过月球的土壤样本,为什么这次嫦娥五号带回来的样本还这么受欢迎呢

 

月球土壤样本

 

第一批月球岩石样本是由美国发射的阿波罗11号带回地球的,从1969年到1972年12月,美国一共成功发射了6艘阿波罗号飞船,总共带回月球标本382千克。NASA将其中最重的一块样本保存在了约翰逊航天中心,编号15556。

 

 

作为第一个登上月球并取回标本的国家,美国利用月球样本与许多国家建立了友好关系。它将月球土壤样本分成1克1克的,然后在访问其它国家时,将其作为礼物送给该国。无论对哪个国家的科学家来说,它都是十分珍贵的研究对象

 

阿波罗11号带回的月球石块

 

我国也获得了1克月球土壤样本,并很好地利用了它,一部分被切割,用来供科学家研究,一部分被送到了博物馆中展览。嫦娥五号带回的月球土壤样本明明只有1700多克,怎么包括NASA在内的各个航天局都表示想要获得这批样本的土壤呢?

 

 

这是因为嫦娥五号带回的样本有更重要的研究价值,科学家认为月球的火山活动一直到12亿年前才停止,他们想要知道月球的那段时间究竟发生了什么。而想要研究某一时间段的历史,就必须找到那阶段的土壤或岩石。嫦娥五号取回的月球样本正是在月球正面的西北部采集的,那里的土壤比美国阿波罗计划中取回的岩石样本更适合用于研究