科学探索|如何在外星建造人类家园?“就地资源利用”刺激地球上的创新( 三 )


NASA还在开发多项将造访月球的立方卫星轨道任务,如“月球手电筒”(Lunar Flashlight)、“月球地图”(LunaH-MAP)和“月球冰立方”(Lunar IceCube)等,这些任务将致力于发现月球上有多少水冰,以及在哪里可以找到水冰 。

科学探索|如何在外星建造人类家园?“就地资源利用”刺激地球上的创新
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材料和电气部件实验室里,研究人员正利用模拟的月球尘埃生产氧气和金属 。
NASA的第一个火星着陆器“海盗号”发回了有关火星大气的重要数据,揭示了火星大气中95.9%的成分为二氧化碳 。基于这一发现和后续探测任务传回的信息,NASA已经开发出了将火星大气中的二氧化碳转化为氧气的技术,这将有利于人类前往火星的任务 。最近,NASA选择了火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)作为“毅力”号火星探测车搭载的7个科学仪器之一 。
挥发物是一种容易蒸发的物质,有可能成为月球上的水源 。NASA正在与其他空间机构一道,协调对月球极地挥发物探测的国际合作,以确定挥发物作为潜在资源的可行性,并试图将月球作为火星ISRU技术的试验场 。

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美国国家航空航天局(NASA)毅力号火星探测器的想象图 。
中国国家航天局未来的任务也有望将月球极地挥发物作为潜在资源 。在中国的国际月球研究站设想中,预计将在本世纪20年代末到30年代初建成一个用于科学研究的自动化设施,可能为利用月球资源提供先机 。
俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)正在与欧空局合作进行三次“月球”系列任务,其中就包括“月球-27”任务,它将承载欧空局PROSPECT项目的一揽子计划 。该任务将在月球极地地区进行测量,重点关注那里可能发现的低温挥发性物质 。
目前,研究者已经提出了许多想法,为定居点、移动基础设施(如道路和着陆平台)、辅助基础设施(如通信、能源生产和储存)和硬件(如工具、室内设备、机械和衣物)的建设提供了支持 。
这些想法中,包括了融化和3D打印月壤、用月壤制造太阳能电池,以及优化能量储存的新方法 。此外,也有研究者在寻找不需要月壤就能利用有机垃圾种植植物,利用月壤建造有利于作物生长的温室,以及利用太空垃圾建造基础设施的方法 。目前,欧空局正在以多种形式为这些想法提供资助,希望早日能将它们变成现实 。

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提交给欧空局开放空间创新平台(OSIP)的一个想法提出,轨道碎片可以用于在月球上就地生产资源 。
随着我们对月球和小行星的认识和了解逐渐提高,国际和私营机构更多地参与空间技术,以及新技术的出现,利用空间资源进行外星探索的可能性已触手可及 。
当然,开发利用就地资源支持未来宇航员的技术和方法仍然是一项挑战,但在克服这项挑战的过程中,相关的技术需求和管理有限资源的新方法也会刺激地球上的创新 。这或许将帮助我们找到应对全球挑战的新方法,并为地球工业带来中长期的经济回报 。