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美国宇航局 利用微波仪器开采火星地下水

展会前线中国仪表网2008年09月03日 09:55人气:407

水不仅仅只能在地球外作为饮用水,利用合适的仪器甚至可将水分解,为人类任务提供氧气和燃料。这种做法能减轻未来前往月球或火星的任务的装载量,并降低成本。 


北京时间8月25日消息,据美国宇航局太空网报道,“凤凰”号火星登陆器证明火星上有水冰,这一发现或可能暗示这颗红色行星支持生命,至少比较适宜人类存在。为此,美国宇航局科学家正悄悄地为将来从月球或火星上采集水的探索者开发了微波束等技术。 
  利用微波技术采水
  美国阿拉巴马州汉斯维尔美国宇航局马歇尔航天中心的材料科学家艾德文·埃思里奇说:“如果那些地方有个居留地,那里就需要水,我们不想从地球上将水带过去。”水不仅仅只能在地球外作为饮用水,利用合适的仪器甚至可将水分解,为人类任务提供氧气和燃料。这种做法能减轻未来前往月球或火星的任务的装载量,并降低成本。
  埃思里奇将大部分时间用于“战神”号火箭的研发工作上,他们研发这种火箭的目的是将美国宇航局宇航员重新送回月球。因此他将自己的空闲时间都用在研发一种微波仪器上,并不令人感到惊奇。这种仪器可向下发射微波,有助于采集地下水冰。埃思里奇说:“微波的一个最重要优势是,它可穿透土壤,如果不能排除挖掘需要,这种方法可将挖掘必要性降到最低。”
  排除挖掘需要还可减少尘埃给宇航员和他们的仪器带来麻烦的机会。微波还能在月球上接近真空的环境中和超绝缘月球土壤环境下,更好的发挥作用。埃思里奇与美国宇航局马歇尔航天中心的同事比尔·考克勒尔合作,在模拟月球永久冻土上进行验证试验。他们发现,他们通过升华(直接将固态水转变成气态),能转移98%的水,并能收集到99%从土壤中提取出来的水。
  月球是否有水冰
  最近的探索任务显示,火星上发现的水,不管是位于地表还是地下,好像仍然以冰的形式存在。调节微波的频率可让它们深入到地下更深处,找到任何这种冰冻水库。
  埃思里奇注意到,在按计划将要进行的月球任务期间利用水采集技术,“可作为探索存在水的火星和其他地球外天体的一个实验平台。”到目前为止还没有人在月球上发现水冰迹象,但是月球人造卫星已经在它的极区发现浓缩在一起的氢,这有力地说明月球上存在尚未开发的冰。今年早些时候进行的一项研究,也证明“阿波罗”号宇航员带回的远古月球样本中存在水。
  埃思里奇说:“在月球极地有一些陨石坑,它们在数十亿年间一直处在阴影中。”很多月球科学家猜想,这些一直远离阳光的阴影区内可能存在水冰。没有人曾考虑过火星上会有水冰,但是“凤凰”号在这颗红色行星极地表面挖一些土样后,竟然直接发现了水冰。火星人造卫星也在这颗行星的极地发现浓缩在一起的氢,这些物质一直从极地延伸到赤道附近。埃思里奇说:“他们只是刮掉一些表层土壤,就直接发现水冰迹象,这让我对火星感到非常吃惊。”
  饮用火星“奶昔”
  在“凤凰”号的脚下可能有一个结成冰的海洋,但是要对它进行开发,目前的火星任务可能不具备足够的能源。亚利桑那大学图森分校的研究人员、领导“凤凰”号火星登陆器任务的彼得·史密斯说:“人类所到之处,如果你想形成一个聚居地,或者建立一个工作站,你一定希望挖一口井,将液体抽到地表。”
  发现液态水将让任何人类任务变得更加容易,但是要找到这种物质非常困难,或者根本就不可能。“凤凰”号还需要对它的水冰样本做进一步的实验。史密斯说:“我们正在努力确定这些水冰的过去。我们目前的工作任务是,确定这些冰是否曾溶化过,它们是否经历过液态阶段。”
  挤出液体
  与此同时,埃思里奇正在继续他的研究,以便让这种微波萃取过程变得更加有效。他和考克勒尔希望能缩小现在耗能1千瓦的系统的能源需求量。埃思里奇指出:“月球上的一个早期登陆器可能不具备那种能力。我们正在致力于一个更小规模的能量类型示范。”
  大部分科学家赞成目前的火星气候仍然太寒冷,不适合液态水存在的观点。一些科学家提出,液态水可能以温泉等形式,在地下的某些地方流淌。史密斯说:“我认为这是迄今为止的一个重大发现,该发现意味着人类可前往火星,在上面挖口井。”
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