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图片来源:Transastra公司网站
人类到哪里都离不开水,太空中也不例外。
现在,空间站中宇航员的饮用水依然产自地球,运用火箭运送补给,运费比本钱高得多。
从地球运水,明显无法满意路远、人多的月球基地等未来太空设备的运转需求。
科学家说,月球、小行星等天体上有丰富的水资源,那里的水既能为宇航员供给生命支撑,又能够分解成氢和氧,作为燃料给路过的航天器“加油”
可是,太空中的水该怎样挖掘?是不是要把地球上的机器运过去打口井?美国国家航空航天局(NASA)打算怎样处理这一难题?
用好太阳能,月球融水冰
Transastra公司的项目名为“月球极地推进剂挖掘前哨站(LPMO)”,其获得NIAC的一阶段赞助,开始前期概念研讨。
LPMO或许能为开发月球极地陨石坑中巨大的水冰储藏,供给一个可行的方案。
陨石坑中之所以有许多的水冰,是因为那里地形低洼,整天不见太阳,温度极低。
但是,陨石坑的边缘却是整天阳光普照。
事实上,这些坑并不深,从底部到顶部只有100米左右。

因而,Transastra公司的研讨团队设想在陨石坑中建立采水基地,插上许多百米高的桅杆,顶部设备太阳能电池阵列,为基地供给无穷无尽的能源。
由于月球外表的重力很小,不必忧虑电池将桅杆压弯。
详细的采水则由电动周游车完成。
它们在冰面来回漫步,向下发射由无线电、微波和红外线组合而成的特别射线,经过辐射使水冰蒸发,一起用冷凝方法收回。
研讨人员认为,周游车可由NASA巨大的“空间发射体系”(SLS)火箭或“蓝色来源”公司的新格伦火箭发射,分量在2—5吨之间,每年能挖掘相当于自身质量20—100倍的水。
假如说LPMO需求将太阳能转变为电能再转化为辐射,索沃斯的项目则是直接使用太阳光的热量。
今年6月,他在NASA未来空间举动(FISO)工作组的一次演讲论述了他的“热采水”方案,即在月球极地陨石坑边缘设备定日镜(盯梢太阳运动的镜子),将太阳光反射到水冰上装有光学设备的聚热设备顶部,使水冰蒸发从而收回。
索沃斯团队信任,这一概念具有巨大的潜力,有望从月球永久暗影区域提取出产推进剂的工业用水。
罩住小行星,蒸馏内部水
除了挖掘月球水冰,Transastra公司还有一个从小行星上取水的项目,也获得了NIAC赞助,其原理与索沃斯团队提出的方案类似,即使用集中的阳光使水从小行星中蒸发。

不同的是,该项目需求太空飞船直接将小行星捕获,然后用特别的“罩子”把它包起来,之后引导阳光集中照耀小行星的某些部位,经过强烈的热量使其外表的岩石脱落,内藏的水冰敏捷蒸发,一起被冷凝收回。
不过,捕获小行星是“蜜蜂”系列飞行器面临的最大技术难题,其方案运用充气的“罩子”直接包住小行星,而小行星很可能会旋转,因而飞行器在捕获之前必须与其同步旋转,捕获之后再用支柱固定小行星,使它慢慢消旋。
因而,旋转非常慢的小行星是抱负的方针。
该项目已经进入第三阶段,也便是要完成演示使命的一切预备。
Transastra公司方案在21世纪20年代前期展开演示使命,即向近地轨道发射一个250公斤左右的、代号“迷你蜜蜂”的概念飞行器,一起将一颗很小的模仿小行星送入太空,供“迷你蜜蜂”展开采水试验。
Transastra公司披露,完成“迷你蜜蜂”演示使命需求大约1000万美元。
假如成功,其将推出更大的“蜜蜂”和“蜂王”飞行器。
“蜂王”的方针是能够捕获40米直径的小行星并“蒸馏取水”。
然而,从NASA赞助的这些项目看,要想得到太空水,打井或许不如太阳能好用。
相关知识(天文术语) 陨石是宇宙空间中的岩石或金属物质,穿越地球大气层后未完全烧毁而坠落到地面的天体残余。
它们通常来自小行星带、彗星或行星的碎片,研究陨石有助于了解太阳系的形成与演化过程。
陨石分为石质、铁质和石铁混合型,具有重要的科研价值,常被用于地质学、天文学和材料科学的研究。
大多数陨石在进入地球大气层时会因剧烈摩擦而发光,形成人们常说的流星。
只有其中一小部分能够抵抗高温和气动压力,最终抵达地表成为陨石。
根据成分和结构,陨石主要分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。
石陨石占比最高,约94%,主要由硅酸盐矿物组成;铁陨石富含金属铁镍;石铁陨石则兼具两者特征。
许多陨石含有太阳系中最古老的矿物颗粒,部分年龄可达45.6亿年,比地球上最古老的岩石还要古老数十亿年。
这些物质为研究行星起源与演化提供了不可替代的样本。
陨石撞击地球的现象贯穿地质历史。
大型撞击事件曾深刻影响地球环境与生物演化,例如白垩纪末期的希克苏鲁伯撞击被认为与恐龙灭绝存在关联。
科学家通过分析陨石中的同位素组成、微量元素及宇宙成因核素,可以推断其母体的热历史、暴露于宇宙射线的时间以及在太空中的运行轨迹。
陨石不仅是天文学和行星科学的研究对象,也常被用于科普教育与博物馆展览,帮助公众理解地球在宇宙中的位置及太阳系的动态演化过程。
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Griffin-1是NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)倡议与月球基地计划的一部分,将由SpaceX猎鹰重型火箭发射,向月球南极附近的诺比尔陨石坑运送超过1100磅(约455公斤)货物,属于基础设施级着陆器。
其搭载来自六个国家的10项科学与技术验证载荷,其中包括迄今送抵月球的最大商业载荷——Astrolab公司的FLIP月球车。
本次测试于今年7月启动,探测器从匹兹堡制造设施经陆路运抵JPL后,先后完成质量特性旋转测试、电磁干扰与兼容性测试、三方向振动台测试,以及最高153分贝的声学舱轰鸣测试;随后进入25英尺空间模拟器热真空舱,在约75摄氏度至零下100摄氏度的极端温度循环中烘烤冷冻约两周。
Voyager Technologies执行副总裁John Thornton表示,完成环境测试是重大里程碑,表明Griffin-1已准备好迎接发射、深空飞行直至月球南极的极端旅程。
测试完成后,Griffin-1已返回Voyager Lunar Systems设施进行最后总装,接下来将开展发射准备作业,随后运往卡纳维拉尔角发射场。
编辑:刘宁