¿Qué utilidad tiene la luna para los humanos? ¿Su valor, beneficios económicos, etc.? ¿Qué pasaría si no hubiera luna?
Los científicos señalan que para desarrollar la luna, es necesario realizar una exploración integral de la luna, comprender sus recursos y desarrollarlos gradualmente. La Luna es extremadamente rica en recursos minerales y 17 de los elementos más comunes de la Tierra se encuentran en todas partes en la Luna. Tomemos el hierro como ejemplo. Sólo los 5 centímetros de arena de la superficie lunar contienen cientos de millones de toneladas de hierro, y toda la superficie lunar tiene una media de 10 metros de arena. El hierro no sólo es extremadamente abundante en la superficie de la Luna, sino que también es fácil de extraer y fundir. Se informa que el hierro en la Luna es principalmente óxido de hierro, siempre que el oxígeno y el hierro estén separados. Además, los científicos han desarrollado métodos para utilizar el suelo y las rocas lunares para fabricar cemento y vidrio. El aluminio también abunda en la superficie lunar.
El suelo lunar también es rico en helio-3. La fusión de helio utilizando deuterio y helio-3 se puede utilizar como fuente de energía para centrales nucleares. Este tipo de fusión no produce neutrones, es segura, no contamina y es fácil de controlar. Puede utilizarse no sólo para centrales nucleares terrestres, sino también para la navegación espacial. Se informa que el contenido de helio 3 en el suelo lunar se estima en 715.000 toneladas. Por cada tonelada de helio 3 extraída del suelo lunar se pueden obtener 6.300 toneladas de hidrógeno, 70 toneladas de nitrógeno y 1.600 toneladas de carbono. A juzgar por el análisis actual, debido a las grandes reservas de helio 3 en la Luna, sin duda será una ayuda oportuna para la futura escasez de energía de la Tierra. Muchas potencias espaciales han considerado la obtención de helio 3 como uno de sus objetivos importantes en el desarrollo de la Luna.
El 5 de marzo de 1998, la NASA anunció una gran noticia al mundo: se lanzaba la "Sonda Lunar".
Actualmente, hay una gran cantidad de agua líquida en los polos de la Luna, con reservas de aproximadamente entre 100 y 300 millones de toneladas, distribuidas en casi 50.000 metros cuadrados en el polo norte lunar.
La Antártida tiene una superficie de kilómetros cuadrados y casi 20.000 kilómetros cuadrados. Si las capas de agua y suelo en el fondo de los cráteres lunares son muy profundas, entonces las reservas mundiales de agua de la Luna pueden llegar a 654,38+3 mil millones de toneladas.
Se han confirmado por primera vez los recursos hídricos en la Luna. Esta emocionante noticia entusiasmó a los científicos de todo el mundo y se apresuraron a ponerse en producción.
La respuesta fue contundente porque este descubrimiento supone un hito para que la humanidad establezca una base lunar permanente en el próximo siglo.
Significado.
Los científicos creen que el agua en la luna puede ser el "bienestar" más preciado que poseen los humanos en el sistema solar.
Incluso si las reservas de agua de la Luna son sólo de 33 millones de toneladas, es suficiente para garantizar que 2.000 personas puedan vivir en la Luna durante más de 100 años y viajar desde la Luna.
Extraer agua del suelo es un proceso "sencillo". La tierra mezclada con hielo se recoge y se calienta para derretir el hielo.
Ve a buscar agua. Se estima que el agua helada encontrada ahora podría llenar un lago con una profundidad de 11 metros y una superficie de 10 kilómetros cuadrados. Luna
El agua esférica es la fuente de vida, no solo proporciona bebida y sustento a los astronautas, sino que también les permite permanecer en la luna durante mucho tiempo.
Los más largos también pueden cultivar o alimentar animales en el espacio; el agua también es una fuente de energía y puede descomponerse en hidrógeno y oxígeno.
La nave espacial de exploración planetaria proporciona combustible, lo que prolonga enormemente la vida útil de la nave espacial. Con agua, los científicos pueden explotar fácilmente la luna.
Con diversos recursos naturales en el mundo, también se puede utilizar la luna como puesto de avanzada para explorar el espacio; el agua juega un papel importante en el estudio del origen de la luna
Y sus propiedades. también son muy Tiene sentido.
Por supuesto, no es fácil desarrollar recursos hídricos en la Luna, porque el hielo de la Luna no está concentrado en una determinada capa helada.
Una gran cantidad de hielo se mezcla con rocas y polvo, y su contenido se estima en sólo un 0,3%-1%. Además, debido a los cráteres lunares,
ya estaba oscuro y los cráteres estaban demasiado mezclados. Necesitaba una máquina que pudiera funcionar a las bajas temperaturas de -230°C en los polos lunares, pero construí esta.
Esta máquina es extremadamente difícil.
Sin embargo, dado que hay agua en la Luna, será el día en que los humanos regresen a la Luna, establezcan una base lunar y desarrollen los recursos lunares.
Se convertirá en el objetivo de la ciencia y la tecnología del siglo XXI.
Además, el desarrollo y utilización de los recursos hídricos lunares también convertirán el turismo espacial de un ideal en una realidad.
Reales.
Es muy necesario que los humanos lleven a cabo actividades de exploración e investigación científica en la superficie lunar, desarrollen y utilicen los recursos lunares y establezcan una base lunar permanente. En cuanto a la construcción de bases lunares y actividades en la superficie lunar, ha habido muchas sugerencias. Debido a diferentes propósitos y diferentes proponentes, las sugerencias también son muy diferentes. Sin embargo, siempre y cuando estas propuestas sean analizadas desde una perspectiva conceptual global, no pueden separarse de las siguientes etapas de desarrollo.
① Etapa de preparación de la construcción de la base: estudio del terreno y los recursos
(2) Establecimiento del puesto de avanzada: vivir en la luna, prepararse para la transición a la siguiente etapa
(3) Establecer una base de producción lunar: vivir en la superficie lunar durante mucho tiempo e iniciar actividades de producción
(4) Desarrollar una base lunar: las actividades de producción han entrado en una etapa normalizada; /p>
⑤Base lunar madura (es decir, base lunar permanente): establezca varias industrias y vuélvete económicamente independiente.
La construcción del puesto de avanzada lunar significa que la humanidad ha entrado en la segunda etapa de la construcción de la base lunar. Cabe decir que la exploración humana de la luna es sólo el comienzo en este momento. Los jóvenes científicos irán al puesto de avanzada lunar y participarán en investigaciones reales en primera línea, con la esperanza de dominar más información de primera mano y dedicar su hermosa juventud al desarrollo y construcción de la luna. Los industriales en su mejor momento se sintieron atraídos por los ricos recursos de la Luna. Abrirán nuevos campos de batalla, irán a la luna a extraer minas, construirán fábricas e iniciarán negocios, acelerarán el uso de los recursos lunares y lograrán grandes logros en la luna.
Hay que enfatizar aquí que cuando un gran número de personas ingresan a la base lunar y pasan a la etapa de construcción de la base de producción lunar, los problemas a resolver son mucho más complejos y difíciles que la construcción de el puesto de avanzada. Esto se debe a que, a medida que aumenta el número de personas, es necesario construir casas en el lugar y las viviendas para los astronautas en el módulo de aterrizaje están lejos de cumplir con los requisitos. La superficie de la Luna es un vacío y la temperatura de la superficie cambia de -170°C a +130°C, lo que supone una gran diferencia de temperatura. Además, también debe resistir la prueba de entornos peligrosos como rayos cósmicos y pequeños meteoritos. Para que los astronautas puedan vivir en un entorno natural tan duro durante mucho tiempo, las estructuras de los distintos edificios de la base deben tener una alta estanqueidad al aire, aislamiento térmico y resistencia a la radiación. Para ello, los científicos delinearon las líneas generales de la base de producción lunar y propusieron a los diseñadores la disposición de la producción industrial, agrícola y de investigación científica en la Luna como base para el diseño arquitectónico.
A través de la investigación y el análisis de muestras de rocas lunares y una gran cantidad de datos relacionados, se ha determinado el principio de centrarse en los productos producidos en la luna. El objetivo principal es aprovechar al máximo los recursos lunares. producir las materias primas necesarias para la expansión de la base lunar. El objetivo es la producción de oxígeno, la fundición de metales y la preparación de materiales de construcción. Para lograr este objetivo, los humanos han estudiado la tecnología de producción y los métodos de preparación de las plantas procesadoras en la Luna desde muchos aspectos.
Los científicos llevan mucho tiempo investigando formas de extraer oxígeno del suelo de la superficie lunar. Realizaron experimentos utilizando arena lunar recuperada por la nave espacial Apolo. A una temperatura elevada de 1.000°C, la ilmenita de la arena lunar entra en contacto con hidrógeno para generar agua, que luego se electroliza para extraer oxígeno. Las investigaciones muestran que se necesitan aproximadamente 70 toneladas de regolito lunar para extraer 1 tonelada de oxígeno. Teniendo en cuenta las circunstancias especiales de la producción en la Luna, se recomienda que mientras se construye una base lunar, un conjunto de pequeños equipos de procesamiento químico, alimentados por energía solar, puedan producir alrededor de 100 kilogramos de oxígeno líquido por día. El proceso específico es que las rocas lunares reaccionan con el metano a altas temperaturas para generar monóxido de carbono e hidrógeno. En un segundo reactor más frío, el monóxido de carbono reacciona con más hidrógeno y se reduce a metano y agua. Luego, el agua se condensa y se electroliza en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno se almacena para su uso posterior y el hidrógeno se envía al sistema para su reciclaje. Se predice que el equipo de generación de oxígeno lunar fue diseñado originalmente para proporcionar oxígeno a los astronautas en la superficie lunar, pero no necesitan mucho oxígeno. Una base de 12 personas sólo requiere 350 kilogramos de oxígeno al mes. Un conjunto de equipos generadores de oxígeno puede producir una cantidad considerable de oxígeno después de un funcionamiento continuo. Por lo tanto, al construir una base lunar, se debe construir al mismo tiempo un almacén permanente de oxígeno líquido que sirva como combustible propulsor de baja temperatura para abastecer a las naves espaciales.
Es muy significativo que la "escoria" obtenida tras el tratamiento químico durante el proceso de producción de oxígeno se haya convertido en un subproducto de alta calidad. Esto se debe a que es rico en silicio libre fundible y óxidos metálicos. Mientras se adopten métodos industriales apropiados, la fundición podrá continuar y se podrá extraer titanio, metal de gran valor industrial.
El proceso propuesto por los científicos para producir titanio consiste en extraer hierro y óxidos de titanio de la "escoria" mediante trituración mecánica y separación magnética, luego hidrogenarlos a 1273 °C para generar óxidos de titanio y luego reemplazar el hierro con ácido sulfúrico. Se mezcla con carbono, se introduce cloro gaseoso a 700 °C y se genera tetracloruro de titanio después de una reacción química, y luego se calienta a 2000 °C y se pone en uso.
El método de refinado del aluminio es más novedoso. El aluminio de la superficie lunar está formado por una estructura compleja llamada plagioclasa. Si se utilizan métodos de refinación convencionales para fabricar aluminio, será difícil tener éxito en la superficie lunar. Después de repetidos experimentos e investigaciones, los científicos han propuesto un nuevo proceso de fundición de aluminio. Específicamente, la piedra lunar se tritura, se calienta y se funde a 1700°C, luego se enfría en agua a 100°C para hacer bolas de múltiples calidades, y luego se tritura y luego se le agrega ácido sulfúrico a 100°C para lixiviar el aluminio. Después de la separación centrífuga y la filtración para eliminar los siliciuros, se obtiene mediante pirólisis a 900°C una mezcla de alúmina y sulfato de sodio. Posteriormente, el sulfato de sodio se lava y se seca y luego se mezcla con carbón. Al mismo tiempo, se introduce cloro gaseoso para que reaccione con él y forme cloruro de aluminio. El producto final, el aluminio puro, se obtiene mediante electrólisis.
La industria de la construcción no puede prescindir del vidrio, por lo que producir vidrio en la luna es particularmente importante. El vidrio común se compone de 71~73% de óxido de silicio, 12~14% de carbonato de sodio y 12~14% de óxido de calcio. El suelo lunar contiene entre un 40 y un 50% de óxido de silicio y el vidrio fabricado en la superficie lunar es principalmente vidrio de sílice. Su método de extracción es relativamente simple, que consiste en agregar varios aditivos traza al suelo lunar según sea necesario, disolver algunos componentes inútiles con ácido sulfúrico, luego fundirlo a 1500 ~ 1700 °C y luego enrollarlo y enfriarlo para hacer vidrio lunar.
Con los sorprendentes logros alcanzados en el desarrollo de los recursos lunares, la fase de producción de prueba ha llegado a su fin. Los productos de producción de prueba a pequeña escala están lejos de satisfacer la demanda. La reproducción debe ampliarse aún más para avanzar gradualmente hacia la luna. actividades productivas hacia la producción en masa. Al mismo tiempo, a medida que más personas ingresan a la luna para participar en el desarrollo, la base lunar terminada se ha vuelto superpoblada. Para completar la reconstrucción y expansión del proyecto de la base, sin duda se necesitará una gran cantidad de materiales de construcción, especialmente concreto. Afortunadamente, la arena, la piedra y el cemento necesarios para fabricar hormigón se pueden obtener de materiales locales. Las estructuras de hormigón tienen las ventajas de bajo costo, fácil moldeo y resistencia a la radiación, y son los materiales de construcción más prometedores para construir bases lunares. La nueva base lunar podría construirse utilizando cabañas prefabricadas de hormigón según lo diseñado. Por supuesto, los elementos lunares de hormigón vienen en muchas formas. Aquí presentamos un módulo universal en forma de prisma hexagonal, fabricado en hormigón y luego ensamblado. La mayor ventaja de este tipo de cabina es que es muy flexible. Debido a que es hexagonal, puede irradiar y expandirse a través de todas las superficies en direcciones paralelas y verticalmente (hacia arriba). Las paredes, el techo y el piso se pueden desmontar en cualquier momento, o ensamblar y unir según sea necesario para ampliar la base y ajustar el espacio. Finalmente, las cabinas cilíndricas presurizadas anidadas en el interior están conectadas para formar una base lunar ensamblada.
Además de desarrollar recursos y producción, la gente construye bases en la luna. El objetivo final es expandir la luna hasta convertirla en una zona de inmigración, permitiendo que más personas visiten la luna o se trasladen con sus familias. la luna y convertirse en gente lunar. De esta manera, su escala de construcción es mayor, requiriendo más materiales de construcción y métodos de construcción más simples. Algunos científicos han propuesto que una tecnología de construcción llamada "excavar y llenar" utilizada en la Antártida también es totalmente aplicable a la Luna. Una topadora cavaría una zanja en las formaciones rocosas blandas o "suelo residual" en la superficie de la luna y luego bajaría una cabina cilíndrica presurizada a la zanja. Una vez ajustada la conexión, se cubrirá con una gruesa capa de roca lunar y tierra, que puede resistir el calor, la insolación y la radiación. Los científicos diseñaron una base experimental para la investigación lunar, cuya tarea principal es realizar observaciones astronómicas, estudios geomorfológicos y geológicos y exploración de recursos minerales en la superficie lunar. Su tamaño de diseño tiene capacidad para 60 astronautas y puede proporcionar energía y necesidades diarias durante más de 6 meses de vida.
La base de investigación y experimentos de la superficie lunar consta de una cabina esférica y una cabina cilíndrica, divididas en dos partes: una zona de trabajo y una zona de estar. El área de trabajo consta de una cabina experimental de investigación, una cabina de producción industrial, una cabina de cultivo, una cabina de entorno ecológico y soporte vital, una cabina de gestión, una cabina de energía, una cabina de suministro de materiales y un puerto espacial. Entre ellos, la cabaña de cultivo no solo produce cultivos, sino que también cría animales como pollos, ovejas, conejos y peces, y cultiva algas, helechos, frutas y verduras. La cabina de soporte vital del entorno ecológico está equipada con instalaciones de tratamiento de purificación de gas, tratamiento de agua y tratamiento de excrementos. La cabina de energía consta principalmente de equipos de generación de energía solar, y se coloca un conjunto de células solares de gran superficie en el terreno plano fuera de la cabina. El puerto espacial está un poco alejado de la base de investigación y experimentos y se utiliza para recibir y lanzar naves espaciales lunares.
Entrar en la sala de estar es otro mundo. El entorno aquí es hermoso, la gente se siente cómoda y feliz viviendo allí y puede eliminar el cansancio de un día de trabajo. La superficie habitable incluye lugares públicos, casas e instalaciones habitables. El espacio público es para que los astronautas comuniquen sentimientos, charlen, intercambien información, celebren comidas, fiestas, entretenimiento, etc. Los astronautas pueden bailar con música suave o beber vídeos y descansar lo suficiente. El techo y las paredes están pintados de blanco en su conjunto, lo que lo hace sentir luminoso y confortable. Las residencias personales son espacios donde los astronautas duermen, leen libros, periódicos y se entretienen. Con colores fríos azul verdosos como nota clave, la decoración interior es más suave y la disposición de la iluminación hace que el espacio sea tridimensional. Al vivir en un entorno así, las personas se sentirán muy tranquilas y se quedarán dormidas fácilmente. Las instalaciones de vivienda incluyen gimnasios, centros de salud y más.
Qué tipo de base lunar debería construirse es una cuestión que preocupa a mucha gente. Algunos científicos energéticos han propuesto que hay grandes cantidades de silicio, hierro, aluminio, titanio, calcio, oxígeno y otros elementos en la Tierra. Estos elementos en la Tierra son suficientes para el uso humano y extraerlos no es una prioridad absoluta. Sólo el helio es único en la Tierra, especialmente el helio-3, que es una fuente de energía que no existe en la Tierra y es bastante abundante. Es un combustible ideal para futuros reactores de fusión nuclear. Por lo tanto, se debe dar prioridad al desarrollo y establecimiento de una base de energía lunar. Otros expertos en energía dicen que también deberíamos centrarnos en la construcción de una base de energía solar lunar. De hecho, ambos no son contradictorios, lo que demuestra la urgencia de resolver el futuro problema de escasez de energía de la Tierra.
Dado que la Luna y la Tierra tienen características geológicas similares y ambas tienen abundantes recursos nucleares y materias primas necesarias para construir plantas de energía nuclear, son muy adecuadas para construir plantas de energía nuclear en la Luna. En la Tierra, se utilizan turbinas y agua para generar energía nuclear. En la Luna, la energía nuclear se puede convertir directamente en energía eléctrica mediante el uso de sistemas compuestos de conversión de energía altamente eficientes, como generadores termoiónicos y termoeléctricos. La base de energía nuclear lunar prevista incluirá plantas de suministro de combustible nuclear, instalaciones de generación de energía nuclear e instalaciones de transmisión de energía. La electricidad en la Luna se transmite a los satélites de retransmisión de energía en órbita geoestacionaria mediante rayos láser de onda corta con alta eficiencia de transmisión, es decir, láseres en la región ultravioleta. En el satélite de retransmisión, la energía eléctrica se convierte en láser con alta eficiencia de transmisión en el aire y luego se transmite a la estación receptora en la Tierra. Luego, la estación receptora distribuye la energía a cada área para uso de los usuarios.
Las bases de energía nuclear lunar se suelen construir en los polos de la Luna, porque los polos son los mejores lugares para transmitir energía a la Tierra. Una vez que la base de energía nuclear lunar esté construida y puesta en funcionamiento estable, será operada, controlada, mantenida y reparada por robots, y nunca representará una amenaza de contaminación para los humanos. Para establecer una base de energía nuclear lunar, hay muchas cuestiones técnicas y de ingeniería que deben estudiarse y resolverse lo antes posible, como sistemas de conversión de energía ultraeficientes, reactores nucleares espaciales, robots espaciales, producción de alta potencia eficiente. Equipos generadores de láser, equipos receptores y tecnología de seguridad de transmisión láser, etc.
Como se mencionó anteriormente, el helio-3 en la Luna no solo es abundante, sino también una fuente limpia de energía nuclear, que es muy beneficiosa para purificar el medio ambiente terrestre y resulta atractiva para los humanos. Si se extrae de la luna y se transporta a la Tierra para consumo humano, sin duda beneficiará mucho a la humanidad. Se prevé que el helio-3 extraído de los minerales lunares será suficiente para satisfacer las necesidades energéticas de toda la Tierra durante 400 años. Se estima que para construir una central nuclear de fusión de deuterio-helio-3 de 500 megavatios se necesitan unos 50 kilogramos de helio-3 al año, lo que significa que sólo se necesita un pozo con una superficie de 1,5 kilómetros cuadrados y una profundidad de 3 metros. Es necesario excavar en la superficie lunar cada año. Tampoco contiene materiales radiactivos y puede producir más energía. Utilizando helio-3 como materia prima, el coste de los reactores nucleares se reducirá a la mitad. Simplemente explotar los recursos de la luna de helio-3 es suficiente para que la gente comprenda el profundo significado social y económico de regresar a la luna.
En resumen, la base lunar será el comienzo de la existencia humana que se extenderá a otros planetas más allá de la Tierra. Será la primera zona de asentamiento del ser humano en el espacio y una estación de tránsito hacia la que marchará el ser humano. otros planetas del sistema solar. La construcción de la base lunar es una nueva revolución tecnológica que tendrá un impacto importante y de largo alcance en la cultura, la economía, la sociedad, la ciencia y la tecnología y otros campos del mundo.