第六百九十一章月球开采计划(2)(2/2)
风化层平均厚度在月球海(阴暗区)内为5m,在高地为10m。月球海的形成是大量玄武岩流充满远古环形山,经日风作用形成浅滩的广阔平原。
这些浅滩类似于地球河床,岩层厚达16m,风化层厚仅10cm。月球矿产资源主要是火山岩,小部分是太阳风形成的沉积物,几乎99%的月球物质是由七种元组成,即O、Si、Mg、Fe、Cu、Al和Ti。玄武岩含TiO2的范围为0.5~13%。
月海玄武岩的铁和钛主要赋存于钛铁矿中,玄武岩中钛铁矿占到10~12%,绝大部分高钛月海玄武岩含钛铁矿大于15%。根据阿波罗12号登月探测器所采集的月海玄武岩中钛铁矿的成分特征进行研究,其中钛和铁含量极高。
钛铁矿不仅是铁、钛和氧的主要资源,而且钛铁矿与氢的反应所产生的水(TeTiO3+H2→Fe+TiO2+H2O)将是未来月球获取水的重要途径之一。
至于开采方式,在月球表面进行露天开采,将在材料参数与结构上遇到一系列难题。
在月球表面的超真空与极低温度环境下,除密封和润滑油容易变质外,在疲劳、可延展性、表面摩擦方面会出现问题。
月球采矿设备需有宇宙空间应用的润滑标准,含有挥发成分的密封和润滑油在月球上很快变质,由于低温还会出现疲劳。
微陨石的轰击会损坏暴露表面;由于重力减小,设备的稳定性成为一大问题。
适用于月球采矿的移动式设备如挖掘机、装载机和运输机的质量重心设计必须远低于地球采矿设备。
采用地下开采方法可减少露天开采带来的一些问题,如月球表面太阳辐射作用和超高真空给露采作业带来的危害等。
地下开采玄武岩中的钛铁矿预计其含量较风化土壤高2倍。
在岩石破碎方面凿岩爆破将是基本工艺。
地下开采的另一优点是在采矿作业完成后,可用微波熔化和化学涂层处理采空区,为地下加工厂和月球矿工居住提供安全场所。
因此林浩当初根据对月球环境的最终分析与评价,月球地下采矿可能是更易于接受的采矿方法。
也是正常星际飞船所携带智能化开采设备所使用的开采方式。
但这一过程还需要非常长的时间来提示开采技术水平,否则人类能够彻底拜托对于石油资源的依赖,还要非常长的时间。
直到从月球开采资源的成本逐渐小于地球之后,月球才会迎来大开发时代。
经过2个月左右的开采,第一批蕴含氦-3资源以及其他矿物质、稀有金属的矿物质被送入星际飞船之中。
CNSA以及星空航天这次的合作目的就是测试月球开发氦-3资源的成本能有多高,看目前国内是否能够承担这种规模的开发活动。
更重要的是有了大规模氦-3之后,各种使用氦-3作为原料的可控核聚变反应堆便可以继续进行研究。
目前这样的月球资源开采方式属于一种最初级的方式,按照林浩的想法,在未来的广寒宫月球基地,应该建有资源处理中心,只有将高纯度的氦-3资源送回地球,才是成本最低的方式。