美国宇航局喜欢这种裂变反应堆,因为它可以连接至斯特林发动机,这是一个封闭循环、能量可再生设备,并且使用寿命长,维护费用低,是一种能有效为外太空热采矿作业提供动力的能源制造方案。
然而,斯特灵技术千瓦反应堆使用的是Y-12高浓缩铀(HEU)作为燃料来源,HEU反应堆更轻,像这样的紧凑型动力源在太空环境中具有一定优势,但是该设施很容易转换为改良型核设备,其使用过程必须充分考虑后勤保障和严格的安全监督。
由于这些原因,过去几年时间里科学家研制一批小型、商用低浓缩铀(LEU)反应堆,它们被称为微型模块反应堆,简称MMR。目前,研制商用低浓缩铀的公司正在积极满足月球采矿的需求,部分公司已将他们的最新技术应用于太空领域。
超安全核能公司(UltraSafe Nuclear Corp)就是其中一家公司,该公司销售LEU裂变反应堆,并制造一种“Pylon”反应堆。公司研究人员指出,在永久阴影陨坑中勘探月球资源,并利用热能处理当地资源非常适合核能开发利用,然而尽管反应堆提供电能的前景非常好,具有很广阔的开发潜力,但出于技术发展和政策限制,核能开发经常被排除在考虑范围之内。目前,相关研究机构表示,太空核能研发技术和政策的瓶颈限制可以突破。
如果未来美国宇航局计划在月球陨坑深处进行开采,超安全核能公司非常明确地表示,该公司的产品符合该项太空任务的要求规格,“Pylon”反应堆就可以,未来可通过一个大型商业月球有效载荷服务着陆器将该反应堆运送到月球表面。
核能开发
在过去半个世纪里,人们一直在考虑如果开发月球资源,核能热采矿并不是唯一的选择,欧洲航天局正在研制一种熔盐电解系统,它被称为“首个直接将固体月球表层土模拟物加工成粉末”的例子,该模拟物几乎可以提取所有氧气,将月球风化层与融化的氯化钙盐放在一个金属篮子中作为电解液,之后再加热。
6、欧洲航天局正在研制一种熔盐电解系统,它被称为“首个直接将固体月球表层土模拟物加工成粉末”的例子,该模拟物几乎可以提取所有氧气,将月球风化层与融化的氯化钙盐放在一个金属篮子中作为电解液,之后再加热。
该系统仅需将风化层物质加热至950摄氏度,而不是融化表层土。依据欧洲航天局的观点,电流可使氧气离开表层,穿过盐层,在阳极区域收集起来,作为一个额外的好处,该处理过程可以从月球风化层提取可用的金属合金。
英国格拉斯哥大学贝斯·洛马克斯(Beth Lomax)称,能够从月球资源中提取氧气,将对未来人类定居月球非常有用,无论是供给人类呼吸,还是作为本土火箭燃料制造。据悉,洛马克斯的技术研发获得欧洲航天局的大力支持。
另一个观点是由索尔斯提出的,他借鉴了古代镜面反射原理,希腊数学家阿基米德利用镜面反射阳光点燃入侵者的木船。依据相同原理,他计划在月球陨坑边缘设置定日镜(可移动的镜面),可以将阳光直接照射在冰冷的风化层。索尔斯认为,在陨坑边缘每隔120度分别放置3个定日镜,可以确保稳定的阳光照射到陨坑底部的矿井,同时2个定日镜可将阳光照射在蒸汽捕获遮篷和燃料加工站。
第三个观点完全不同于热采矿法,梅泽尔基于美国宇航局创新先进概念基金资助下研究浅层陨坑中含有细粒冰的迹象,他说:“如果是这样的话,那么我认为最简单的提取方法就是进行颗粒分类。”
浅层陨坑产冰量较小,可能仅有2%,相比之下,深层陨坑产冰量较高,大约5%,但是深层陨坑采集作业带来诸多挑战,尤其是高等级供电需求,对浅层陨坑进行更简单的“挖掘-筛选”系统可使月球首个采冰矿井开始运转。
在科幻电影中月球采矿似乎是不可能完成的任务,但目前基于成熟的技术和方案,科学家们已构想了如何从月球上采集宝贵资源。在国家政府和航天机构的支持下,一些国家的月球矿工们已跃跃欲试了。如果各国政府加大投资,人类就有希望启动月球采矿业,越早开始,就能越早地提高人类探索太空的能力,加快人类对太空的认知。
文章来源:《商业故事》 网址: http://www.sygszzs.cn/zonghexinwen/2020/0730/429.html