美欲利用微波儀器開采火星地下水
“鳳凰”號(hào)科研組集中精力尋找更多有關(guān)火星氣候和曾經(jīng)是否有水存在的跡象之時(shí),美國(guó)宇航局也一直在研發(fā)火星上采水的新技術(shù)。
北京時(shí)間8月25日消息,據(jù)美國(guó)宇航局太空網(wǎng)報(bào)道,“鳳凰”號(hào)火星登陸器證明火星上有水冰,這一發(fā)現(xiàn)或可能暗示這顆紅色行星支持生命,至少比較適宜人類存在。為此,美國(guó)宇航局科學(xué)家正悄悄地為將來從月球或火星上采集水的探索者開發(fā)了微波束等技術(shù)。
利用微波技術(shù)采水
美國(guó)阿拉巴馬州漢斯維爾美國(guó)宇航局馬歇爾航天中心的材料科學(xué)家艾德文·埃思里奇說:“如果那些地方有個(gè)居留地,那里就需要水,我們不想從地球上將水帶過去?!彼粌H僅只能在地球外作為飲用水,利用合適的儀器甚至可將水分解,為人類任務(wù)提供氧氣和燃料。這種做法能減輕未來前往月球或火星的任務(wù)的裝載量,并降低成本。
埃思里奇將大部分時(shí)間用于“戰(zhàn)神”號(hào)火箭的研發(fā)工作上,他們研發(fā)這種火箭的目的是將美國(guó)宇航局宇航員重新送回月球。因此他將自己的空閑時(shí)間都用在研發(fā)一種微波儀器上,并不令人感到驚奇。這種儀器可向下發(fā)射微波,有助于采集地下水冰。埃思里奇說:“微波的一個(gè)最重要優(yōu)勢(shì)是,它可穿透土壤,如果不能排除挖掘需要,這種方法可將挖掘必要性降到最低?!?/P>
排除挖掘需要還可減少塵埃給宇航員和他們的儀器帶來麻煩的機(jī)會(huì)。微波還能在月球上接近真空的環(huán)境中和超絕緣月球土壤環(huán)境下,更好的發(fā)揮作用。埃思里奇與美國(guó)宇航局馬歇爾航天中心的同事比爾·考克勒爾合作,在模擬月球永久凍土上進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn),他們通過升華(直接將固態(tài)水轉(zhuǎn)變成氣態(tài)),能轉(zhuǎn)移98%的水,并能收集到99%從土壤中提取出來的水。
月球是否有水冰
最近的探索任務(wù)顯示,火星上發(fā)現(xiàn)的水,不管是位于地表還是地下,好像仍然以冰的形式存在。調(diào)節(jié)微波的頻率可讓它們深入到地下更深處,找到任何這種冰凍水庫。
埃思里奇注意到,在按計(jì)劃將要進(jìn)行的月球任務(wù)期間利用水采集技術(shù),“可作為探索存在水的火星和其他地球外天體的一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?!钡侥壳盀橹惯€沒有人在月球上發(fā)現(xiàn)水冰跡象,但是月球人造衛(wèi)星已經(jīng)在它的極區(qū)發(fā)現(xiàn)濃縮在一起的氫,這有力地說明月球上存在尚未開發(fā)的冰。今年早些時(shí)候進(jìn)行的一項(xiàng)研究,也證明“阿波羅”號(hào)宇航員帶回的遠(yuǎn)古月球樣本中存在水。
埃思里奇說:“在月球極地有一些隕石坑,它們?cè)跀?shù)十億年間一直處在陰影中?!焙芏嘣虑蚩茖W(xué)家猜想,這些一直遠(yuǎn)離陽光的陰影區(qū)內(nèi)可能存在水冰。沒有人曾考慮過火星上會(huì)有水冰,但是“鳳凰”號(hào)在這顆紅色行星極地表面挖一些土樣后,竟然直接發(fā)現(xiàn)了水冰?;鹦侨嗽煨l(wèi)星也在這顆行星的極地發(fā)現(xiàn)濃縮在一起的氫,這些物質(zhì)一直從極地延伸到赤道附近。埃思里奇說:“他們只是刮掉一些表層土壤,就直接發(fā)現(xiàn)水冰跡象,這讓我對(duì)火星感到非常吃驚?!?/P>
飲用火星“奶昔”
在“鳳凰”號(hào)的腳下可能有一個(gè)結(jié)成冰的海洋,但是要對(duì)它進(jìn)行開發(fā),目前的火星任務(wù)可能不具備足夠的能源。亞利桑那大學(xué)圖森分校的研究人員、領(lǐng)導(dǎo)“鳳凰”號(hào)火星登陸器任務(wù)的彼得·史密斯說:“人類所到之處,如果你想形成一個(gè)聚居地,或者建立一個(gè)工作站,你一定希望挖一口井,將液體抽到地表。”
發(fā)現(xiàn)液態(tài)水將讓任何人類任務(wù)變得更加容易,但是要找到這種物質(zhì)非常困難,或者根本就不可能?!傍P凰”號(hào)還需要對(duì)它的水冰樣本做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。史密斯說:“我們正在努力確定這些水冰的過去。我們目前的工作任務(wù)是,確定這些冰是否曾溶化過,它們是否經(jīng)歷過液態(tài)階段?!?/P>
擠出液體
與此同時(shí),埃思里奇正在繼續(xù)他的研究,以便讓這種微波萃取過程變得更加有效。他和考克勒爾希望能縮小現(xiàn)在耗能1千瓦的系統(tǒng)的能源需求量。埃思里奇指出:“月球上的一個(gè)早期登陸器可能不具備那種能力。我們正在致力于一個(gè)更小規(guī)模的能量類型示范?!?/P>
大部分科學(xué)家贊成目前的火星氣候仍然太寒冷,不適合液態(tài)水存在的觀點(diǎn)。一些科學(xué)家提出,液態(tài)水可能以溫泉等形式,在地下的某些地方流淌。史密斯說:“我認(rèn)為這是迄今為止的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn),該發(fā)現(xiàn)意味著人類可前往火星,在上面挖口井?!?/P>
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