科学家在月球发现惊人大洞！不仅能建月底基地，或许还能采矿？

贺兰石

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月球发现一个大洞，能住人，或许还能采矿？
根据《自然·天文学》7月15日的论文报道，在月球上观测到一个巨大洞穴，入口就在静海，可以直接从地表进入。

这个洞穴，将为人类提供一个良好的庇护所，不仅如此，人类探月从地表转战地下，将有更多矿产资源可以利用。
只是，如今在太空采矿领域，美日已领先两步，中国能跟上吗？

月球资源

研究表明，这个大洞宽45米，长80米，深150米，入口在月球静海区域，这里有最深的洞穴坑，从坑里就能进去。
在未来，人类想从这进去，不必准备潜水艇，因为静海虽然有“海”名，但不是海，而是月球上的一片平原。

像这样的“海”，月球上有很多，另外还有“湖”“湾”。
取这样的名字，并不是月球上真有这么多水，而是长久以来的误解。

以前人们用天文望远镜观察月球，发现有的地方比较暗，有的地方又很亮，认为暗的地方，是因为有海洋，反光度比其他地方低，所以就有了“月海”之名。
一些暗部面积小，不算海，就有了“月湖”、“月湾”的名字，与之相对的，看起来较亮的地方，就被当成了陆地，称之为“月陆”。

月海之一的静海，据推断形成于晚海纪青年期，主要由玄武岩构成。
跟地球上的玄武岩一样，月球上的玄武岩，也由地下的岩浆喷涌出来后，冷却形成，这些玄武岩颜色深，浑身布满气孔，气孔中可能填充着其他矿物。

与地球玄武岩相比，这些玄武岩钛铁含量高，可以用于提炼钛以及二氧化钛。
提炼出来的钛可以制作钛合金，这是一种新型材料，被广泛应用于航天和航海。

二氧化钛是一种白色涂料，一般被称之为“钛白”，在光触媒，化妆品等领域，有很大的利用价值。
不仅如此，从月球玄武岩里提取出的铁、钛，还可以用于建设月球基地。提取出的氧，能够与氢发生反应，产生水，为将来在月球生活提供“生命之源”。

采完玄武岩，顺着这个巨大的洞穴进入，里面可能有绿色的橄榄石。
之前玉兔二号远赴月球时，探测到了富含橄榄石和低钙辉石的深部矿物。

橄榄石地球上也有，它是自然界最古老的宝石之一，全身绿色，被作为昂贵的珍宝在商贾间流转。
月球上的橄榄石，比地球上的含铁量更高，除了用作宝石，或许更大的价值是提炼铁。

这些橄榄石，更多是深埋于地下。
当年月球岩浆演化时，较轻的斜长石上浮，在表面形成了月壳，橄榄石、辉石等物质下沉，形成了月幔。
所以月球表面都是一些较轻的矿物，往下可能有更多有价值的矿物。

除此之外，这里还可能存在大量水冰，水冰是一种游离在冰与水之间的物质，如果开采成功，将有效解决月球基地的水源问题。
这次地下洞穴的发现，不止是找到了较为理想的月球基地选址，可能还找到一个丰富矿区，以及开展太空采矿的立足点。

月球采矿

当然，如今只是远远观测到这里有个洞，里面有什么，还是未知的。
不过月球采矿却是明确的，因为月球复杂的环境，在表面就孕育出了很多有价值的矿，氦-3就是其中一种。

氦-3在地球上也有，不过储量只到500公斤左右，1公斤就要600万美元。
但月球磁场比地球小太多，使得更多的太阳风将更多的氦-3送入月表，基本实现了氦-3自由。

氦-3是一种较为清洁、高效、可控的核聚变材料，并且有特殊超流性、稳定性、非辐射性等特点，在可控核聚变领域，以及核磁共振、超低温制冷、核爆检测等方面，都有着广阔的应用前景。
可见，光表面的这些矿物，就足以造福很多人，更别说藏在月球深处，以及地表没有发现的。

月球采矿，是一项意义重大的工程。只是，收益越大，意味着所承担的风险越大。
月球重力只有地球的六分之一，白天气温高至127℃，夜晚又骤降到-250℃，这样的极端环境，加上高地球数倍的真空度，使得月壤有了特殊的机理。
在月球采矿，不像在地球挖土这么简单，采矿机械的结构和材料，都得满足很高的要求。

除此之外，月表上还分布小而锋利的月尘，容易吸附到宇航服上，进而钻入宇航员呼吸系统，造成损伤。
另外，月球表面还经常遭到陨石撞击，这些都为月球采矿增加了难度。

除了采矿难，运输也难，如今只是来往月球都没几个国家能做到，更别说开辟一条地月运矿路线了。
据估计，目前地月运输成本，每公斤高达5万-9万美元，单手就能举起的那么一点东西，从地球到月球，就是天价。

虽然月球采矿看起来困难重重，但目前已经有“智能化协同建采”计划，采矿不用人类亲自上去，而是让一些多功能的机器人执行，多方协同开展采矿业务。
对于水冰的开采，也提出了“温控贯入开采”等多种方法，能有效将其利用，为将来人们到月球生活做准备。

太空采矿

随着航天的发展，越来越多的国家认识到天外矿产的价值，目标不止是月球，还有太空。
太空的宝藏，是那些飘散的小行星，这些小行星主要被划分为三类，含碳的为C型，含硅酸碱以及金属混合物的为S型，含铁镍的为M型。
无论哪种型号的小行星，都有地球稀缺的资源，开采价值大，根据专家估计，一颗小行星的价值，至少是百亿美元起步。

对小行星的开采，一共分三步走，第一步，发射探测器到小行星上，探测有没有贵金属资源，有就进入到下一步。
第二步为勘探，根据小行星的位置、成分等制定勘探方案，采集样本回来研究。
确定有开采价值，再进入到第三步，也就是正式开采。

目前成功完成前两步的国家，有美国和日本。
美国在2015年签署了《美国商业太空发射竞争法案》，该法案的要点是，谁有能耐从小行星上搞到资源，这颗小行星就是谁的。
法案一经实行，成功激发了大众的发财梦和探索热情。2020年，美国奥西里斯-REx探测器成功从贝努小行星采样回归。

日本方面，在2020年发射的探测器“隼鸟2号”，成功从名为“龙宫”的小行星上，带回来5.4克样本，从样本中发现了氨基酸。

我国则是计划在2025年前后，发射“天问二号”，对一颗近地小行星探测并采样。
排在美国和日本之后，我国因此落后了吗？并不是，我国有能力进行月背采样，火星探测，从小行星上探测并采样，不是难事。

我国不是没能力追赶，而是循序渐渐开展，先将航天运输成本降低，才能更好地进行太空采矿，安稳将这些矿石带回地球，有效利用。
虽然探测和勘察阶段也是技术比拼，但真正采到矿才是真本事。没有走到终点，所有领先都可能被超越。

参考资料：
[1] 《在月球乃至更远的小行星上采矿，距离现实还有多远？》极目新闻2022-09-17
[2] 《月球“土”特产里宝藏多：氦-3、古老月岩石、月海玄武岩》中国航天报2020-12-21
[3] 《科学家发现月球存在巨大地下洞穴，可为宇航员提供天然庇护所》IT之家 2024-07-16
[4] 《走，到月球采矿去》光明网2024-03-07
[5] 《权威揭秘！玉兔二号首次发现的月球深部物质是啥？》科普中国2019-05-30
[6] 《我们距离太空采矿还有多远？》新华社2024-06-13

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