正文 第54章 月球資源的利用(1 / 1)

人們根據月岩樣品及大量有關資料的研究與分析,確定了月球優先生產的產品原則,主要是充分利用月球資源,為擴建月球基地而生產必需的原材料,重點是製氧、金屬冶煉、建築材料的製備等。為了實現這一目的,人們已對月球上的加工廠的生產工藝流程及製備方法進行了多方麵的詳細研究。

科學家很早就開始了月球表麵土壤提取氧的方法研究。他們利用“阿波羅”飛船取回的月球沙土進行實驗,在1000℃的高溫下,將月沙中的鈦鐵礦和氫接觸生成水,再將水通過電解提取氧。研究表明,提取1噸氧,約需70噸的月球表土。考慮到胡球上生產的特殊情況,建議在月球基地建設的同時,應考慮配備一套小型的化學處理設備,利用太陽能作動力,每天大約可製備出100千克的液氧。具體流程是:利用月球岩石在高溫下與甲烷發生反應,生成一氧化碳和氫。在溫度校詆的第二個反應器中,一氧化碳再與更多的氫發生反應,還原成甲烷和水;然後使水冷凝,再電解成氧和氫,把氧儲存起來供使用,而氫則送人係統中再循環使用。據預測,月球製氧設備,最初是為給月麵上的航天員提供氧氣之用,但他們需要的氧氣並不多,一個12人規模的基地,每月也隻需要350千克氧氣。而一套製氧設備連續工作後,可生產出相當數量的氧氣。因此,在月球基地建設時,應同時建造一個永久性的液氧庫,以便供給航天器作為低溫推進劑燃料使用。

十分有意義的是,在製氧過程中,經過化學處理後得到的“礦渣”,卻都成了上等的副產品。這是因為它含有豐富的遊離矽和可供冶煉的金屬氧化物,隻要采用適當的工業方法便可繼續冶煉,煉製出工業上極有使用價值的金屬鈦。科學家們提出的製鈦工藝流程是:將“礦渣”通過機械粉碎、磁選,提取出鈦氧化物,在1273℃高溫下加氫處理,生成氧化鈦,再以硫酸置換出其中的鐵,接著和碳混合,在700℃的溫度下通人氯氣,經過化學反應後生成四氯化鈦,然後在2000℃高溫下加熱,投入鎂以便脫氯,最終得到熔融態的鈦。

鋁的製造方法更為新穎,月麵上的鋁是由稱之為斜長石的複雜結構所組成。科學家經過反複試驗與研究,提出了一套煉鋁的新工藝。具體做法是:將月岩粉碎,在1700℃下加熱熔化,然後在水中冷卻至100℃,製成多質的球,再經粉碎,在其中加入100℃的硫酸,即可浸出鋁。用離心分離法和過濾法除去矽化物後,再將它在900℃的溫度下進行熱解反應,得到氧化鋁和硫酸鈉的混化物。隨後洗去硫酸鈉並進行幹燥,再與碳混合加熱的同時,加入氯氣與之進行反應,生成了氯化鋁,經過電解,獲得最終產品——純鋁。

建築業離不開玻璃,因此在月麵上生產玻璃顯得尤為重要。通常的玻璃由71%~73%的氧化矽,12%~14%的硫酸鋼,12%~14%的氧化鈣組成。月球土壤中含有40%~50%的氧化矽,在月麵上製造玻璃是以氧化矽為主。其精製方法較為簡單,在月球土壤中根據需要加入各種微量添加物,用硫酸溶解出一些無用的成分之後,在1500~1700℃的溫度下熔化,然後經過壓延冷卻,即可製成月球玻璃。

現在月球資源開發利用從研究階段進已人試生產階段。試生產階段規模不大,需要進一步擴大再生產,使月球生產活動逐步走向批量生產的軌道。從上所述,我們可以理解建立月球基地的經濟意義。