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多年来的探月活动，科学家都在寻找月球上的自然水。如今，我国科学家通过对月壤的研究，发现了在月球上的制水方法。这种方法效率颇高，一吨月壤中可以提取出几十斤水，有了这种技术，我们要在月球上建造基地的一大难题就得到了解决！

这项研究，于近日发表在了《创新》期刊上，相当于无私公开给了全世界。

那么，具体的制水方法是什么？一次能制成多少？未来这项技术，会被像美国这样的国家偷艺学去吗？

月壤中的水难以直接提取

月球上有水，这是多年来各国探月活动深入发展达成的共识。只不过自然水在月球上的分布并不均匀，而且形态也是各异。这就意味着人类未来要想在月球上进行大规模探索活动，水的保障必须得稳定。

然而分布不均匀的局面，会限制人类的探索地点。

为了解决这一问题，科学家多年来才一直在系统思考。嫦娥五号此前带回了一批月壤，中科学院物理研究所的科学家，也从中发现了分子水。可虽然发现有水，但真要提取却做不到，因为里面含有的水分太少了。

根据科学家对月壤的研究，月球上的橄榄石、辉石、斜长石、月壤玻璃等物质中都含有水分。

只可惜水的含量最高也只有0.02%，最低的含量甚至只有0.0001%。如此少的含量，只具有科研价值，要是未来在月球上大规模采集利用的话，根本不切实际。

目前，我国的载人探月正在紧锣密鼓推进，下一步在月球上建立永久科研基地，相关活动没有水的保障就不可能进行下去。

于是，科学家开始转变思路，从想法直接从月壤里提取自然水，开始由别的角度入手研究。

还别说，真就让科学家找到了其他关键点。

关键物质——氢

对月壤的反复研究后，科学家在月壤等矿物质中，发现了数量很多的氢。这些氢之所以会在月壤中，是因为太阳数亿年的辐照所导致的。

这样一来，科学家想到了利用化学方式，使氢发生转化进而生成水的可能：氢遇到高温，再加上月壤里原本就存在的铁氧化物，两者会产生化学反应。高温状态下，原先的两种物质会转化成单质铁和水。

如此一来，自然水不就有了吗？

1吨月壤能转化100多斤水

转化的关键是高温，科学家在实验中，温度可操控到1000℃以上。高温下的月壤会直接熔化，在这个过程中，自然水就以水汽的方式出现了。

能转化多少量呢？有实际操作应用的价值吗？经过计算，1克的月壤里，最少能生成51毫克水，最多能生成76毫克。

按照这个比例计算，1吨也就是2000斤的月壤，可以转化生成51公斤到76公斤的自然水。

100多斤的水，按照每瓶500毫升算，可以装满100多瓶。这一规模，能保证50人一天的饮水量。

也就是说，这种高温转化的方式，是具有实际的操作和应用价值的。未来探月活动大规模开启，就可以通过高温烧月壤的方式来转化形成自然水。

此外，科学家在研究中，还发现了转化温度尽量降低的方法。

利用电子辐照的方式，就能将原先600℃到1000℃的转化温度，降低到200℃。这就意味着，未来在月球上制水，技术方式会更方便。

方法有了，实操的步骤科学家在研究中也总结了。要将太阳光聚焦起来烧月壤，而后就能顺利转化生成。

接着利用冷凝设备，水蒸气就能从气态变成液态，最后被收集和储存起来，自然水也就生成了。

在上述步骤中，需要运用到凹面镜等聚光设备，同时也要配备冷凝装置和储水装备。

由于未来的实操是在月球上进行的，特殊的环境，对各类设备也有特殊要求，这就需要科学家后面继续进行研究了。

值得一提的是，除了用上述方法制水以外，科学家还进一步研究了其他的转化可能。

像收储起来的自然水，通过电解又能转化形成氧气与氢气。前者可供给人类在月球上使用，后者又能做能源被利用。

燃烧月壤产生的铁，更是在探月活动中不可多得的原材料。既可以是各类电子器件的原材料，也能作为未来月球建筑的材料。

再者，通过高温方式烧月壤，也能像在地球上一样制造结构砖块，而这些材料又能帮助人类在月球上建筑基地。

所以你看，经过高温这么一参与，月壤发生化学反应，就能产生良性效果。

有人就要问了，烧什么样的月壤才能形成水呢？是所有的月壤都能直接加热吗？

一种矿物质含氢量最高

科学家此前，主要分析研究了月壤玻璃、辉石、橄榄石、斜长石、钛铁矿这几类月壤中的矿物质。

经过高温加热表明，钛铁矿中氢的含量最多，高温过程会转化生成大量的铁和水蒸气。

对比之下，其他几类矿物质，在同样的高温下，转化生成的规模并不多。这就是说，未来要在月球上制水，还需要专门收集钛铁矿含量高的月壤。

有意思的是，科学家在研究中，还用地球上同类的矿物质做了对比。他们发现地球上同样的矿物质，高温加热并不会生成水蒸气和铁。

这说明，地球同类矿物质中不含有氢，而月壤中含有的大量的氢，正是生成水的关键所在。

对于这种差异的原因，科学家又作了进一步的研究。

他们发现，地球和月球上的钛铁矿，表面看是相同的矿物质，但是两者的原子结构却存在差异。

相比地球上的钛铁矿，月球上的钛铁矿，内部有纳米微小孔道，这类结构，正好能吸附和储存氢原子。

科学家通过计算发现，单个的钛铁矿分子，就可以吸附4个氢原子。如此一来，月球上的钛铁矿物质，就相当于饱含“水分”了。用化学转化的方式，就能从中“挤”出水来。

上述各项研究，是这3年来的研究成果。下一步的探月活动，将会利用各种设备，来进一步对研究进行验证。

如果验证得到确认，未来在月球上建造空间站和基地，制水的方式就能融入到建筑结构中。

也就是说，下一步月球空间站的设计，会建立在这项研究的基础上。因为水是必需品，尤其是永久基地建设后，水的供应更要稳定。

我们可以想象一下，或许未来的月球空间站和基地，制水的方式和建筑是融为一体的，甚至都不用人专门操作，通过自动化的方式，就能源源不断地生产出水。

有人可能要担心了，这项研究如此关键，科学家却把它公开发表出来，这不就等于让美国等别的国家白学到技术了嘛。

逻辑上似乎是对的，但实际操作又是另一回事。

看到客观事实不等于拥有技术

我国科学家在月壤中发现了钛铁矿，又从钛铁矿中发现了氢，并且又发现了月球钛铁矿和地球上的差别。

上述这一系列的发现是客观存在的，犹如树上会掉下苹果和落叶，千年来作为客观现象从没变过，牛顿则是第一个从中发现万有引力的。

也就是说，像月球上钛铁矿里含有大量氢的这种客观现象，只要是进行过探月活动的国家，从月球带月壤回来的国家，都能通过分析从中发现客观现象。

当然了，除非美国此前带回来的月壤是假的，以至于他们多年来没有发现这种情况。还有一种相对客观的可能，我国和美国采集月壤的区域不同，因此其中矿物质的成分，也许存在差异。

除此之外，通过高温转化氢的方式，也是一种客观存在的化学现象，美国等别的国家，只要对这方面进行研究，同样也能发现其中的客观情况。

换言之，上述客观现象，即便我国的科学家不公布研究结果，其他国家的科研人员只要思考到这一点，同样也能发现其中的情况。

不过，能够发现客观存在的现象是一回事，是否能利用其形成制水技术，又是另外一回事。

就比如核弹的制造，时至今日，全世界任何一个国家的物理学家，都知道其中的核裂变与核聚变反应。而且，制造的整个步骤也不再是机密。

可即便知道其中的客观规律，大多数国家依然制造不出来。因为知道规律，不等于就能拥有技术。

所以，围绕月壤制水的研究，我国的科学家发现的是客观规律和现象。哪怕像美国这样的国家也知道了背后的客观现象，但他们是否掌握这门技术，还是未知数呢。

也因此，现在的我们，并不担心美国能偷到什么。未来月球上的制水设备，以及设备的制造技术，这些才是关键和机密。

不信你看一下任何一项科学研究，各国的科学家，通常公布的都是客观规律和现象，涉及到具体的应用和技术后，没有哪个国家会傻傻公布的。

结语

此前一系列探月活动，已证实月球上存在自然水，但水分布的区域不均匀，这就意味着，未来探月活动，在月球上制水才是关键。

下一步国内的相关研究，肯定是围绕技术应用和设备这块来进行的。

另外也要看到，我国在紧锣密鼓推进探月活动，美国也在进行探月活动，而且还刻意通过抱团的方式排斥我们。

可以预见的是，未来10年到20年内，探月和登月的竞争，将会进入到白热化阶段。

在这一时期内，科学家肯定会有更多新的发现。我们不担心美国发现什么新的客观现象，只要保证我们的技术安全即可。

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参考资料：

《1吨月壤可产超50千克水 中国科学家在月壤中发现量产水的方法》 中国青年报 2024年8月23日
《嫦娥五号发现月球水，人类可移居吗？》 新京报 2022年1月26日

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