目前，全世界最喜人的月面探索工程，就要属我们中国的嫦娥五号了，上一次，它携带1731克月壤成功凯旋，为我国提供了可观的研究材料。

5月11日，科学家们公布了最新的突破性发现——我们或许可以通过月壤，在月球上直接制造氧气和燃料！

那么这个过程是如何完成的？如果有了它，我们是不是有希望在月面建立可以供人“居住”的“人类基地”了？

美国的赠予

在上世纪60年代至70年代之间，美国实施了一项名为“阿波罗登月计划”的载人登月活动，通过十余年的运作，美国带回了月岩、月壤共计约382公斤月壤。1978年中美正式建交，为表庆祝，NASA“大方”赠与了中科院1克月壤。

早期参与月壤研究的学者们，曾经表示，“美国赠予我们的月壤，大概有一粒黄豆大小。”但就是这颗小小的“黄豆”，为我们了解月球的形成和演化过程打下了基础，同时也为之后的深空探索计划埋下了希望的种子。

但是，区区1克月壤，只有一半能够真正用于研究。对于我国早期的天体地质学家们来说，每一次的研究都需要珍而重之地刮取一点点进行。这不仅使研究成果进展缓慢，而且从精度上来讲，也有一定的误差。所幸，嫦娥五号带回的样本，终于让我国月球研究不用再那么束手束脚。

而且，这次嫦娥五号取回的成果还和美国赠予我们的月壤不太一样，美国所赠予的月壤呈灰黑色块状，但我们所采集的月壤却是土黄色颗粒状。

这意味着我们在这些月壤当中，有很大概率获得和此前研究成果完全不同的崭新成果，这次拿出来的成果，正印证了这个猜测。

嫦娥五号带回的月壤，与以往的月壤有什么不同？

月球本就是一座不活跃的卫星，它最近的火山活动已经是十数亿年前的事了。月壤经过这么多年暴露在太阳辐射下和极低温度的风化，研究价值相对有限。美国和前苏联登陆月球的地点，都选择了月球的赤道附近。

但是，为了取得更好的研究效果，我国的科学家通过日以继夜地计算和观测，确定出，月球最近发生火山活动的地区为风暴洋北部，也就是吕姆科山，时间在15亿年前。

这也是嫦娥五号的着陆点和样本采集点。从研究意义上来讲，更“年轻”的月壤显然比经历过此前美苏采集的形成于30亿年前的月壤更有价值。

风暴洋面积约为500万平方公里，是月球上最大的月陆，无论是美国还是前苏联，对它的研究都几乎为零。掌握风暴洋的成因和性状，也有利于抢占接下来深孔研究的先机。

从化学元素上来讲，现今发现的月壤元素种类与地球上的一致。其中，最广泛分布的金属元素就是铁，它的矿物成分主要包含，钛铁矿和二氧化硅。在富含钛铁矿且颗粒小于50微米的月壤中，还蕴藏着巨量的氦-3。

氦-3是目前公认的，高效、安全、清洁的核聚变发电燃料，但氦-3在地球上的分布极少，因此月球成为了解决现今蓝星能源危机的理想之地。可地外作业谈何容易？人类对氦-3这种能源的利用，好像暂时看不到现实意义。

月壤与地外人工光合成，意味着月面基地成为可能？

相较于“遥遥无期”的月球氦-3开采计划，能在月面直接制造氧气和燃料这一发现，就显得更加务实了。毕竟众所周知，让人类能够在月球上长期生存，是深空探测里程碑式的任务。

我们目前现有的地外生存技术，无法保证人类在地球以外的环境长期生存。但是通过这次对月壤的研究，如果我们可以通过对月球原位资源的利用，就有可能在月球上建立一个支持生命存活、同时能为航天器发射提供燃料的中继站。

那么，究竟是什么发现支撑了这样宏大的构想呢？

在嫦娥五号带回的月壤样本中，包含的晶体共计24种，其中的钛铁矿、氧化钛、羟基磷灰石等，都是人工光合成中的优质催化剂。同时，月壤结构中的气泡状孔洞，使其产生的催化作用更佳。

于是，科学家们提出构想——利用月球零下180 的极低气温，将人类呼吸中产生的废气，直接凝结出二氧化碳。然后，通过月壤的催化剂作用，将呼吸废气、月壤和月岩中的水资源转换成为氧气、氢气、甲烷和甲醇。

这样，不仅搭建了“零能耗”的生命保障体系，同时也为航天器的能耗提供了相应的资源。虽然，这项技术目前还停留在理论和实验阶段，相信通过研究的加深，对未来月球研究勘探，甚至月球旅游，都提供了潜在的可能性。

此外，原位资源的充分利用，为月球中继站地设立提供了前提条件。毕竟，去一次月球不仅难度大、而且花钱多，能直接在月球上开展研究工作，无疑是一个最经济的方案。在月球上迈出的一小步，也将为全人类打开探索星辰大海的门户。

月壤带来的更多战略意义

当然，经由嫦娥五号采集回来的月壤，作为人工光合成催化剂的研究，仅仅是诸多项目中的一个。对月壤展开的系统研究，无疑会为我国太空的科学研究前景带来新的生机，并为后来的深空探测奠定先机。

一方面，月壤的带回为探索太空提供了宝贵的科学研究价值。许多关于月球的“秘密”，诸如撞击时间，形成时间和更古早的宇宙迷思，或许也能通过月球土壤的分析，找到答案。

另外，月壤的初步研究，已经让我们看到月球上蕴藏的巨量资源。目前已知的资源就包括铁、钛、稀土、氦-3等等，这样看来月球对现代人类而言，相当于一座巨大的资源宝库。

探月工程地推进，对一个国家而言，本来就有着重要的战略意义，科技先行，通过对月壤的分析也能够加深我们对月球的了解，从而抢占对月战略先机。

该不该回报NASA的“1g之恩”？

当然，出于友好邦交的考虑，我们国家也不排除会将月壤作为国礼对“兄弟国家们”进行赠与，毕竟此前美国还送了咱们1克月壤呢。毕竟，嫦娥五号带回的月壤从成分上或许具有更大的价值。另一方面，也可以填补美国对风暴洋的研究空白。

所以，早在嫦娥五号搭载升空的当天，NASA就发表了一则阴阳怪气的推文，言说“我们希望中国共享嫦娥五号数据，就像当年咱们的阿波罗计划做的一样！”中国方面当然是乐意跟NASA分享月壤和回传数据的，但美国国会不让呀！

早在2011年，美国国会就通过了《沃尔夫法案》，其中规定，“禁止NASA与中国进行任何科学活动”，这一波NASA属实是被国会坑了，NASA实惨。时至今日，美国国会也没有松口呢。所以就算NASA对月壤垂涎三尺，咱们也无可奈何！

参考资料：

[1] 刘守偈, 周琴, 李秋立,等. 嫦娥五号样品揭示月球20亿年前火山活动及源区性质[J]. 中国科学:地球科学, 2021, 51(12):8.
[2] 李阳, 郭壮. 嫦娥五号返回样品的科学研究前景[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2021, 40(1):2.