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作者：石兰（抄袭必究） 当夜幕降临之后，我们可以在夜空中观察到许多星体，看似渺小的它们往往比我们的地球还要大好几倍。然而，在宇宙的众多天体中，人类对月球倾注了更多的特殊情感，它不仅是夜晚天空中最耀眼的一颗星体，更是人类曾踏足过的第一个地外天体。当我们在描述月球形象的时候，几乎布满整个星球表面的撞击坑，便会成为其标志性特征，却很少会提及能给航天器带来巨大危害的月尘。那么，这些覆盖于月球表面的尘土到底具有怎样的特性，为什么当它的所有氧气被除去之后会成为一堆金属？
月球尘土具有复杂的形成过程 地球表面结构的塑造，主要是通过生物和地质过程来完成，但与地球有所不同，月球表面的碎屑则主要由物体撞击地壳时形成的粉碎物质，以及事件过程中的爆炸碎片组成。矿氧化物中锁定了矿物质和氧气，并再次被撞击热所产生的玻璃状颗粒物体锁定。简而言之，月球上的土壤主要由尘埃和岩石碎屑组成，厚度通常处于5到10米之间。在月球的地质历史时期，覆盖在星球表面的它们，经历了复杂的形成过程，比如，宇宙射线、陨石撞击、太阳风辐照，以及极端温度变化所导致的岩石破碎等。
科学家们将月球表面覆盖的粉末状尘土称为月尘，它们在月球的“月坑”和“月海”区域中分布较厚，却在其陆地区域中呈现出量少、且不均匀的趋势。这些月球尘土的粒径往往小于一毫米，含有玻璃、橄榄石、斜长石等多种物质成分，有时候甚至还会有尖晶石和方英石这样的成分包含在其中。与此同时，像粉末一样细腻的月球尘土只要附着在辐射器、或是宇航员的身上便很难清除，甚至还会导致航天器的故障，比如，光学系统的灵敏度下降和机械结构被卡死。
月球上的尘土具有哪些特性 事实上，月球表面的这些尘土具有很低的热导率，由于它可以在一段相对较长的时间里保持带电的状态，因而，月球土壤中的这些微小颗粒，会在光电效应和太阳风辐照的作用下漂浮、并进行较长时间移动。这便是为什么，当我们的着陆器、宇航员，又或是月球车在该星球表面走动的时候，会出现一定程度上的尘土飞扬现象。而在月球的重灰岩中，氧气可占据其质量的40%到45%左右，因而成为了其主要的元素构成部分。
在过去的很长一段时间里，科学家们一直致力于原位资源利用，寻找一种可将其他元素和氧气进行分离的方法，以将两者的价值利用达到最大化，而实现该过程涉及到能量消耗，则成为了研究人员们面临的主要障碍。大量的氧气蕴藏在月球上的积土之中，以玻璃或矿物质形式结合于氧化物中的它，无法得到实时利用，但其本身却是一种尤为稀有的资源。终于，科学家们在一项新的研究中，实现了从月球尘土中提取氧气的方式，并且，不需要耗费太多能量便可让其分离出金属副产物。
月球尘土到金属物质的转变 首先，我们可以通过下面的这张图片，对月球高地、月球低地和地球上特定元素的浓度有一个基本的了解。科学家们在进行月球尘土中物质的提取时，主要是通过电解的方式，并以熔融盐作为整个过程中使用到的电解质，这也是和我们中学时期所了解到的电解有所不同的地方。研究人员通过熔融盐电解的这种方式，完成了直接从粉末到固体金属物质转变的第一个实例，并且，几乎所有的氧气都被该模拟物所提取。
而这种具有替代性的提取月球尘土所含氧气的方式，可以将原有的产率明显降低，而不需要将重结晶碎屑物质，置于高达1600摄氏度以上的极端熔化温度条件下。当放置于网篮中的模拟物质，被熔融氯化钙盐加热到了950摄氏度，并电流通过之后，它开始在阳极收集提取出来的氧气。不同于其他提取方式对温度必须达到1600摄氏度的要求，这样的电解方式有效地降低了提取氧气过程中所涉及的能量消耗。
并且，仅仅在50个小时的时间里，研究人员就完成了96%的氧气提取，倘若你对氧气的剩余成分要求不高，那么提取出75%的氧气则只需要15个小时。由于需要被分离的材料并不是液体形态，因而该过程可以实现能量的有效降低，并且，这个过程还不会产生任何会带来不良影响的附属物质。我们都知道，月球尘埃的某些组成部分中，氧气的含量非常丰富，对于月球上不同位置的矿物质如何进行利用，科学家们还有很多工作需要去做，而这样的实验结果，则给我们未来的空间探索带来了更多的可能。 |
