如果人类把月球上的大量资源运回地球,会发生什么?

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所属分类:浩瀚星途
摘要

月球上的大量资源其实有些是地球上稀缺的,但也有些不是,比如铝在月球土壤中储量达到14%,但是在地球也更多,月球上多的资源比如氦3,地球上较少。使用月球土壤可提炼出高强度的复合材料,这些都是月球资源的有利之处。根据美国宇航局登月宇航员的介绍,月球土壤的气味可能就像是火药味儿,在舱外宇航服脱掉的时候,一些月球土壤的尘埃进入到宇宙飞船舱内,火药味就这么出来

月球上的大量资源其实有些是地球上稀缺的,但也有些不是,比如铝在月球土壤中储量达到14%,但是在地球也更多,月球上多的资源比如氦3,地球上较少。使用月球土壤可提炼出高强度的复合材料,这些都是月球资源的有利之处。根据美国宇航局登月宇航员的介绍,月球土壤的气味可能就像是火药味儿,在舱外宇航服脱掉的时候,一些月球土壤的尘埃进入到宇宙飞船舱内,火药味就这么出来了。

月球土壤已经在那里静静躺了数百、数千万年,只要没有天体撞击,那么表面土壤就这么呆在那儿。月球资源已经引发了私人航天企业的注意,美国宇航局最近重复月球也是基于对月球资源的考虑,美国等国家正在进行利用月球资源的各种测试,未来在月球上建立工厂将是不可避免的。美国宇航局前高级顾问Charles Miller等人认为,美国宇航局可和目前的商业合作伙伴合作,开发月球。这些合作伙伴包括SpaceX公司、波音公司、蓝色起源公司等。SpaceX公司的可重复火箭可大大降低登月的的费用,开采月球资源在未来数十年内将成为现实。

月球极地可能存在冰冻水,如果冰冻水得到了开采,那么水的问题也解决了,不需要从地球再运输水前往月球。如果月球被证实冰冻水可以开采,那么前往火星的水资源问题也得到了解决,在月球上建造一座永久性水资源基地,基本上可以满足深空探索的需要。

月球上有什么资源呢?月球看上去一片荒芜,但是月球上总是有一些资源可以供地球利用的,那么都有哪些呢?

首先月球上有丰富的矿藏,月球上的稀有金储量比地球上的还要多,月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,并且还有六种是地球上没有的。月球上的岩石主要分为三种:富含铁和钛的玄武岩;富含稀土、钾和磷的斜长石;富含铁的角砾岩。

月球上铁的含量相当惊人,仅仅在月球表面5厘米厚的沙土中,就含有上亿吨的铁。月球上的玄武岩中含有大量的金属,在地球上,钛在岩石中的含量大概为1%或者低于1%,但是在月球上,钛含量大于1%或者大更多。月球上的稀土储量也是很大,在电子工业领域,稀土不可或缺,稀土是制造节能灯泡的原材料之一,中国的稀土含量排在世界前列,但是过去的几十年稀土被大量消耗,要不了多久稀土资源就会消耗殆尽。而月球上的稀土用量为225-450亿吨,如果能把月球上的稀土开采并带到地球,稀土危机将不会再有。

除此之外,月球上还有一些核能原料,月球上富含铀以及氦3,铀是进行核裂变的主要原料,而氦3则是进行核聚变的主要原料,由于聚变的过程中不产生中子,因此是一种无污染的可控核裂变,而地球上的氦3含量十分少,地球上的所有的氦3加起来也不过几千吨,但是月球上就不同了,月球上没有全球性的偶性磁场的保护,带有氦等稀有气体离子的太阳风可以源源不断地直接射到月球表面,使得月球表面土壤中含有丰富的氦3,月球上土壤中的氦3含量估计为70余万吨,如果月球上的氦3可以开采到地球上来,那么可以说地球上将不会再有能源危机。

月球上的矿藏资源可以说是异常丰富的,但是说实话,就算是要开采这些矿藏,首先技术就得过关吧,现在能够登上月球的也就只有美国一个国家,几次登月仅仅是在月球上取下来了一百多千克的岩石,耗费巨大,所以开采的话可能费用会非常高,真正需要开采的也只是一些稀有金属而已,为什么非得将月球上的资源运回地球呢,在月球上建月球基地不好么?

月球是地球唯一的天然卫星,自古以来,人们对月球的好奇从未停止,而探索也一直在路上,在中国有嫦娥探月、吴刚伐树一说,而古希腊神话中有月亮女神阿蒂米斯一说。后来,在现代技术的推动下,人类向月球发射探测器,从刚开始的人类第一个空间探测器月球1号到第一个拍得月球背面照片的航天器月球3号。

再到后来的1969年7月,美国人借助阿波罗11号实现了人类第一次登陆月球,而尼尔·阿姆斯特朗也成为第一位在月球上漫步的人。如今更有我国的“嫦娥系列”在进行着月球探索,据以往的月球勘测来说,发现月球存在许多资源,而如果人类把月球上的大量资源运回地球,会发生什么呢?

月球上存在什么资源?

月球表面有许许多多的陨石坑,而这些陨石坑是由于宇宙中的流星通过陨石撞击月球表面产生的,为什么说月球是地球的天然卫星呢,就是因为在宇宙活动中,很多次陨石撞击地球都被月球给挡住了,才没有对地球造成伤害,所以月球背面简直是惨不忍睹,好像被什么东西啃了一样。

并且相对于地球来说,月球没有显著的地质活动,因此,月球表面有着各种各样丰富的矿物资源,每一座环形山(月坑,近似于圆形)、每一个陨石坑都相当于一个天然的矿床,如果人类开发了月球上的这些堪称资源宝库的地方,那么会获得丰厚的矿产资源!

硅在宇宙中的储量排在第八位,月球尘土中20%的成分是硅,而硅是制作半导体材料的重要资源。

月球上的铁的冶炼程度很低,这是因为月球上的铁主要是以氧化铁的形式存在的。

稀土元素

稀土元素广泛用于冶金、机械、电子等产业,应用稀土可生产荧光材料、激光材料等,具有很好的应用前景,而月球上存在很多的稀土元素。

氦的同位素氦-3

He-3,是一种可用于核聚变的氦同位素,在地球上很少,也可以说几乎不存在,但是在月球上就很丰富,大约有100万吨蕴藏在月球表层,这种元素可以用来进行核聚变,也可以作为人类宇宙探测的主要燃料,清洁高能,如果可以在月球上实现大规模开采并带回地球,那么可以非常大程度的解决能源问题。

月球上极地部分,也就是我们看到的月球两极全年阴影的部分,可能存在冰冻水,如果这些资源被人类开采运回地球,可大大解决地球水资源紧张的问题。

月球上其实还存在许多资源,未一一列举出来,不过知道个大概后,我们回过头来重新思考一下问题。

现在人类对于月球资源的探索还处于起步阶段,未到开发的时候,不过发现了高价值资源,比如氦的同位素氦-3,如果到时候人类可以对月球进行开发,相信人类的科技水平一定发展的非常先进了,不过时间可能会是很多年以后了。那么现在我们来做个设想,试想一下人类未来真的做到了,那么会产生什么影响呢?

对于地球来说:

第一,如果人类把月球上的大量资源运回地球,资源储备量会增加,地球质量也会增加,这就会改变某些资源的供给结构,进而影响整个经济结构,比如:珍稀宝石会由于供应量的增大而贬值,铝、铁也会因供给增多而贬值。

第二,地球质量增加后,引力会增加,而人类需要一段时间去适应引力的变化,久而久之,人类会根据环境进行进化,比如肺活量会增大。而引力的变化也会带动工业技术的革新,比如推动发动机的改革。

对月球来说

第一,地球由于质量增加,与月球之间的引力会发生变化,这会在一定程度上引起月球的轨道的缩小。月球上的资源被大量运回地球后,月球质量减小,引力就会减小,其与地球的引力关系会发生改变,运行轨道也会发生变化。

第二,我们知道,潮汐是由月球的吸引力造成的,这是因为月亮绕着地球转,会将地球的海水吸引,形成涨潮的现象,它是海水的周期性涨落现象,白天称之为“潮”,晚上称之为“汐”,一旦月球质量减小,那么地球上潮汐的程度肯定会随之减小,而地球上那些由潮汐引起的洋流所产生的效果会变得不明显,这就会造成地球部分地区内陆循环发生变化,会对降水、季节更替产生影响,也会影响海洋的生态环境。

总之,人类未来可能真的会将月球上的资源运回地球,不过在此之前,人类必须综合考虑这个做法对于地球自然、人文等的影响。

月球距离我们遥远,很贫瘠,没有多少地球上稀缺且可以利用的资源。

更加要命的是,月球上没有空气,到现在为止没有找到水,昼夜温差极大,宇宙辐射强烈,也没有条件大量生产人类所必需的粮食。

月球上不利于人类的生存。

(美国宇航员穿着笨重的宇航服才能在月球上生存)

所以任何在月球上开采资源并将其运回地球的想法都是疯狂且不切合实际的。

以人类目前所掌握的航天技术,哪怕月球上全是一堆一堆的黄金,要将它运回地球都会破产。因为发射火箭飞船再将黄金运回来的成本要超出黄金本身的价值许多倍,完全不划算。

(即便月球遍地金砖,搬回来也亏死)

说到这里,我们便不难理解为什么美国人上了几次月球之后,便宣布终止阿波罗计划,并且几十年间再也没派航天员登上过月球。不仅如此,他们甚至连月球探测器也没有再送上去过。

有人以此为据说美国人当初的登月计划是个弥天大谎,有人说那是美国人发现月球除了科学研究之外没有别的价值。

对了,月球上有氦-3。这是一种可以通过核聚变产生能源用来发电的重要原料,科学家们说氦-3这种物质在地球的储量极少,只有不到半吨,而在月球表面覆盖的土壤中氦-3的含量达到了100万吨之多。

(荒凉的月球有氦-3)

如果将氦-3用于核聚变发电,每100吨氦-3所产生的电能足够全球使用1年,那么如果将月球上的氦-3全部运回来,就够全人类使用1万年之久!

看起来非常非常可观。

理想很丰满,现实却很残酷。

氦-3不是固体,它不像煤炭那样挖一挖就能得到。提取氦-3的工序极其复杂,不只是把月球上的土壤加热到700度以上那么简单。同时,我们计算一下月球的表面积就会发现,氦-3分布在多达3800万平方公里广大面积的土壤里,即使按200万吨储量的最乐观估计,平均每平方公里月壤里仅仅只有52.6公斤的氦-3。

即使人类有技术可以把月壤里所有的氦-3一点不剩地都提取出来,每天挖1平方公里的月壤,这52.6公斤氦-3运回地球所发的电也仅够咱中国用1个小时。

(我国的核聚变发电试验装置)

一天挖1平方公里,提炼1000万立方米以上的月壤,再将东西运回来发电,只够用1小时。别说做不到,即便能做到也还是相当不划算。

更何况核聚变发电的原料并不只有氦-3,氢的同位素氘也可以用来进行核聚变反应,并且氘在海水里大量存在,提取过程也不复杂。海水中的氘通常以氧化氘(也就是俗称的重水)的形式存在,大约每升海水中含有0.034克重水,将这些重水提取到的氘用于核聚变反应,其产生的能量与300升汽油相当!

(氢与同位素氘)

既然我们地球上70%的面积被海水覆盖,有如此多的海水,提取氘的成本又不高,同样是核聚变发电,为什么要舍近求远到38万公里之外的月球辛苦挖矿呢?

所以在可预见的未来,除了进行科学研究和宇宙探索,人类跑到月球上将大量资源运回地球的情景不会发生。

月球不仅是美好愿望的寄托卫星,还是一颗资源非常丰富的卫星,在月壤和月岩中含有丰富的钛、铀、钍等金属,除此之外还含有丰富的氦3。

旧时军工专用钛,进入寻常百姓家,如果大量的钛运输回地球,对于世界工业的发展,将起到非常大的推动作用。

如果钛大量运输回地球不仅仅可以提高军事实力,最重要的事对于普通人生活的改变。航空领域超音速钛飞机可能变得普遍,工业领域如核工业、石油行业、化工行业关键设备性能将会增强,将极大地提高设备可靠性减少事故率,推动工业发展。

1791年,英国矿物学家威廉–格雷戈尔就首次发现了钛元素的存在,二战时正式进入实用阶段,从此一直表现优秀。

钛是一种机械性能非常好的材料,与钢相比强度更大、密度更小,和铝相当、可塑性更强,抗腐蚀能力强。

在核工业中冷源凝汽器采用了钛管,用来提高抗海水腐蚀能力,应用在飞机、坦克、军舰等军事领域,可以减轻了飞机、坦克、军舰的重量,增强了机动能力和抗打击能力。

火箭、导弹、超音速飞机在大气层飞行时,极高的速度与大气摩擦会产生五六百摄氏度的高温,容易使得普通材料性能下降,而钛含量超过一定的火箭、飞机、导弹就可以防止材料因为摩擦产生高温而导致材料性能下降的情况。

查询有关论文得知,月球上钛铁矿含量超过8%以上,总量超过了150万亿吨,地球上钛铁矿储量约为7.2亿吨,差别大概21万倍。如果钛大量运输回来,离进入寻常百姓家就不远了。

此外月球上的铀和钍是核裂变的材料,氦3是优良的核聚变材料。

今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!

上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷


人类已经登上了月球,我们发现那里是一片死寂,但是月球上有一种能源,让世界各国很眼馋,那就氦-3,这是氦气的一种同位素,但是它也是一种非常清洁的核燃料,我们平时见到核反应堆总是心生恐惧,因为一旦泄露,就会产生核辐射,但是如果我们用氦-3,就算出现泄露,也没有辐射,对生物对环境都没有损害。我们地球上氦-3只有500公斤左右储量,可是月球表面的土壤中就有上百万吨氦-3的储量。这对于人类的核能使用来说,绝对是利好,我们如果要大规模制造核动力航天飞船,这些氦-3也是特别好的能源。但是提炼氦-3也不是一件容易事情,需要将月球土壤加热到700度。

美国好莱坞曾经拍摄一部科幻片,名字就叫做《月球》,说的就是我们的科学家在月球上建立了氦-3采集基地,科研人员定期会把氦-3送回地球。但是现实情况却难度很大,因为我们似乎没有很好的办法大规模将含有氦-3的土壤搬运回地球上,我们去一次月球都是高难度的系统工程,要花费巨额费用,而且宇宙飞船的承载量很有限,只能等待未来航天技术的进一步突破了,这些看得到的资源也许有一天会被人类所利用。

不知道题主提出的大量资源是怎样的大量,是运走月球质量的一半还是四分之一,这个大量实在无法衡量。

就像炒菜时要你加味精少许,这个少许是多少也无法衡量,只能凭经验加。这就是咱国人的用词习惯,没有明确定量。

月球的质量有7.349×10^22公斤,算出来就是7349亿亿吨重,如果搬走1亿吨的话,才占月球重量的7349亿分之一,我想对月球的影响是不大的。

但人类要搬走月球1亿吨的物质所付出的代价是无法估量的。航天飞机运送1公斤物质到空间站的成本是2.2万美金,这还只是送到400公里高度太空站的成本。

而到月球的距离是38万多公里,我们即使用距离叠加的成本来计算,也就是相当于每公斤的运送成本达到1000倍,也就是每公经成本需要2200万美元,一吨的运送成本就是220亿美元。

美国宇航员搭乘俄罗斯联盟号上太空站,票价己涨到8100万美元/人/次,明年美国准备采用自己波音公司的飞船,报价5800万美元/人/次。大家算算每公斤花费多少钱?

2017年中国全国GDP重量为82.71万亿元,按现汇1美元=6.8161人民币,折合成美元就是12.13万亿美元。也就是说中国人民一年到头的血汗钱只能运回月球上物质551吨,这些血汗钱还没有剔除吃喝拉撒的费用。中国2017年的财政总收入才17.25万亿人民币,折合成美元就是2.53万亿美元,也就是说中国国家一年的收入才能运回月球物质115吨。

当然,也许有人会说帐不是这个算法,真正的成本比这低多了,这我也同意。因为我的确没有其他的资料来核算这个成本。

有人计算我国嫦娥一号耗资超过14亿人民币,前期开发成本不计的话,发射一次成本约2亿。嫦娥一号自重约2350公斤,如果加上前期成本每公斤单程费用需要68万元人民币运费。

但这个算法并没有计算返程的费用,而且如果带月球物质回来还要增加费用,成本同样不能小觑。

费了这么多的篇幅计算成本,时空通讯旨在从另一个角度回答这个问题,就是人类在较短的时间内是无法运送过多的月球物质回来的。

不知道1亿吨算不算题目说的“大量资源”,如果算,就要等到运回来的价值大于成本的时候才会去开发,对月球和地球来说,除了需要花很多代价,都不会发生什么。

即使1亿吨这个对月球不伤皮毛的数量,也是非常非常难做到的,所以请勿杞人忧天。

这就是时空通讯的观点,欢迎讨论点评。

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对于地球来说可能意味着重大的科技进度,对于月球来说并不会有太大的影响。

人类对于月球资源的探索,核心还是在找寻地球较为稀缺的资源。对于那些地球储量丰富的资源来说,去月球开采的意义并不大,毕竟航天运输的成本是非常之高的。人类目前完全没必要通过宇宙飞船把月球上的铁、铜、铝这些常规的金属带回地球,人类更为需要的可能是“氦3”这样的稀缺资源。从而进一步掌握“可控核聚变”的技术。

所以说如果人类有一天能够去月球开采资源,对于地球本身的意义远比对于月球本身的意义要大得多。如果人类真的能最大化的开发利用“氦3”,可能就会从此改变人类的能源获取结构,同时也可能成为星际旅行的重要动力来源。

而这种规模的开采并不会对月球本身产生过多的影响,试想一下人类在地球上针对各种资源的开采已经持续了很多年,但并没有“挖空”地球,毕竟人类的影响力相对比整个地球的体量来说,还是相对有限的,这个道理对于月球来说也是一样的。

“月球基地”的建设可能会让月球成为人类太空探索的一个“中转站”。

未来人类如果想大规模在月球进行资源开采,那么势必会考虑在月球建设相应的“月球基地”,甚至可能在月球实现相关金属及元素的冶炼与提取

同时月球基地肯定也会成为人类太空探索过程中的一个新的“中转基地”,可以阶段性地为人类提供相应的补给及停留。

“月球”是地球的“好伙伴”,人类必须要善待“月球”。

月球作为地球的一颗卫星,对于地球的作用是非常明显的,不但为地球阻挡了很多地外星体的潜在撞击风险,同时还是地球潮汐的引力来源之一,很多分析也曾说过,月球对地球的潮汐影响,很可能是地球出现生命的一个重要原因之一

所以说月球其实是地球的“好伙伴”,也是人类的“守护者”,在面对月球资源开发时,我们必然也要合理有序的开发利用,避免对月球产生任何破坏作用,如果伤害到月球本身,其实就是在伤害人类自己。

以上个人意见仅供参考。

月球上几乎拥有地球上所有的元素和矿物质,在地球上最为常见的17种元素,月球上到处皆是。月球上的物质能为人类制造出90%需要的物品。在地球上的矿产资源日渐枯竭的今日,开发月球矿产资源具有很大吸引力。以下为月球上资源最多的有:

  • 铁:根据对月球物质的化验,月面最表层的5厘米厚的沙土里就含有了400亿吨铁,但整个月球表面却有平均10米厚度的沙土。所有月球上仅仅只是表面都有8万亿吨铁。

  • 钛:月球上的玄武岩里钛铁矿的体积占25%,钛大概球上的资源对人类来说价值惊人。有100万亿吨以上。
  • 氦3:月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。

除此之外,还有丰富的硅、铝等金属资源,月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。

从上面的资源我们得知,以现在人类的技术水准,除了氦3其他的我们都不能大量搬运回地球,到时可以在月球建立基地,在月球上进行研发。

氦3运回地球后,能给人类带来什么样的影响勒?

氦3将改变人类社会的能源结构。这是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,100吨的氦3所产生的电量足以供全人类使用1年。但是地球上氦3的存储量很少,有的科学家估计只有500公斤,而且提取困难,所以以后核聚变的原料最有可能来自月球。

如今中国在核聚变发电领域位居世界第一,人造太阳也在一定范围内取得了巨大成功,相信用不了多久就会胜任核聚变发电,到时候就之差核聚变原料,一旦能把月球氦3带回地球,能给地球带来不少的好处,能解决大部分的大气污染,石油,煤炭化石燃料的枯竭。让人类进入一个新的时代。

如果人类把月球上的大量资源运回地球,如果从月球运回的资源量虽然大,但占月球的质量不要太多,超过10分之一,就会开始发生地月的引力变化,超过三分之一,将给地球带来重大影响,超过二分之一,地月关系可能将不复存在。

1、人类现在进入了太空宇航时代,几十年前就实现了成功载人登月的航天壮举,将来的十几或二十年,人类有望载人登陆火星。去年我国就成功实现了嫦娥五号的月球取土返回地球,虽然只取了一公斤多的月土,但月球也确实是少了这一公斤多的质量,但登月器留在了月球上,总的来说,在之前的人类登月探测行动中,都是留在月球上的质量要大于带走月土和月岩的质量,虽然这点质量差相对于月球的总质量太小了,可以忽略不计,但我们还是要重视将来的月球探测行动,仅科学探测所带来的地月质量变化是很微小的,没有什么大问题。

2、将来如果人类的科技发达了,有大型宇宙货运飞船了,比如,一次可以从月球运架数十万吨得的月球矿藏,而月球总质量差不多是7350亿亿吨,一年如果人类能从月球运回一亿吨的矿藏,也对月球的总质量影响不大,而地球多出一亿吨的质量更没有太大影响。

3、比较严重的情况是,人类的太空货运技术高度发达,有强大的月地货运能力,如果一年运回地球一百亿吨的话,就长年累月搬运下去的话,就真的会对地月引力结构产生影响了,月球质量变小,月球就会自转和公转都会加快,也会更靠近地球轨道,而地球上的潮汐力度会降低。因为地月引力的变化,可能会引起较大的地质灾害,如地震、海平面上升等重大自然灾害。

总之,人类在将来开始利用月球资源时,一定要研究清楚,在合理科学的开发月球资源的同时,要注意保护好月球和地球本身的安全。

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