中國(guó)航天人經(jīng)過(guò)幾十年的潛心努力，從定位探月項(xiàng)目開(kāi)始，已經(jīng)經(jīng)歷了繞、落兩個(gè)階段。這次嫦娥五號(hào)再次探月，計(jì)劃帶回2千克月壤。從而實(shí)現(xiàn)繞、落、回三步走發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)。
進(jìn)入新世紀(jì)，國(guó)家把深空探測(cè)列入重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
目前的通信、氣象、資源等應(yīng)用衛(wèi)星都是因?yàn)閾碛懈呶恢枚l(fā)揮作用，月球比衛(wèi)星更“高”，從那里回望地球必然有不同效果;月球上重力只有地球的六分之一，而且沒(méi)有磁場(chǎng)。如果能在月球上生產(chǎn)新型合成材料或生物藥品，將會(huì)比地球上有更好的效果;月球沒(méi)有大氣，在月球上用40厘米直徑望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)宇宙，其效果就相當(dāng)于地球8米直徑的望遠(yuǎn)鏡;就礦產(chǎn)和能源資源而言。人類(lèi)在月球上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)月巖中有100多種礦物，僅月球上的氦3最保守估計(jì)可供全世界使用1萬(wàn)年。如何利用，只是時(shí)間問(wèn)題。
任何事實(shí)，擁有主動(dòng)權(quán)是最好的維護(hù)權(quán)益的利器。月球資源有目共睹，但不是別人給予。自己動(dòng)手，豐衣足食。是對(duì)資源擁有和分配的最生動(dòng)的寫(xiě)照。
從技術(shù)角度上考慮，探月工程將推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)新突破，也代表一個(gè)國(guó)家的創(chuàng)新能力。同時(shí)，深空探測(cè)技術(shù)和成果，也是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和文明程度的重要指標(biāo)。
基于上述事實(shí)，對(duì)月球的探測(cè)順理成章地成國(guó)家太空發(fā)展首要任務(wù)。我國(guó)的探月工程始于2004年。目前已經(jīng)取得了任務(wù)的多次成功。2007年10月24日，嫦娥一號(hào)掀開(kāi)了嫦娥探月工程的大幕，它全方位地考察了月球的總體情況。
此后，我國(guó)又先后經(jīng)歷：2010年10月1日，嫦娥二號(hào)對(duì)月球的探測(cè)任務(wù);
2013年12月14日，嫦娥三號(hào)和玉兔一號(hào)軟著陸月球，成為37年內(nèi)再次訪(fǎng)問(wèn)月球的人類(lèi)使者。
2014年11月1日，嫦娥五號(hào)T1試驗(yàn)器觸發(fā)驗(yàn)證，為這次嫦娥五號(hào)采樣返回任務(wù)作更多的技術(shù)儲(chǔ)備。
2018年5月21日，鵲橋號(hào)出發(fā)，成為人類(lèi)唯一地球與月球背后通信中繼衛(wèi)星。
2019年1月3日，嫦娥四號(hào)和玉兔二號(hào)成功著陸月球背面南極艾特肯盆地，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)探測(cè)器首次在月球背面軟著陸。
如今，嫦娥五號(hào)在完成任務(wù)的同時(shí)，還將對(duì)我們的深空技術(shù)進(jìn)行極限挑戰(zhàn)。本次探月，探測(cè)器再將在月球正面呂姆克山脈附近著陸，這個(gè)位置從未有過(guò)其他國(guó)家到達(dá)過(guò)。如果成功，中國(guó)是繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后第三個(gè)取得月亮樣本的國(guó)家。
上述信息，相信你已大致了解我國(guó)探月工程的來(lái)龍去脈。今天重點(diǎn)和大家分享一下，這次嫦娥5號(hào)對(duì)月球資源方面的探索。
科學(xué)家預(yù)計(jì)，目前全球煤炭還能開(kāi)采100年，石油70年。核電需要的鈾礦，按目前發(fā)展速度僅能用50年。地球本土能源的日益匱乏與人類(lèi)對(duì)能源需求日益增長(zhǎng)的矛盾日趨嚴(yán)重。新能源的開(kāi)發(fā)及發(fā)現(xiàn)也已提到人類(lèi)發(fā)展的日程。
所幸，通過(guò)多半個(gè)世紀(jì)人類(lèi)對(duì)月球的考察及研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)月巖中含有很多種物質(zhì)和能源。月壤中，氧占40%，它是推進(jìn)劑和受控生態(tài)環(huán)境生命保障系統(tǒng)的供氧源;硅占20%，它是制作太陽(yáng)電池陣的原材料。其他元素的比例約是，鉛7%、鎂5%、鐵8%、鈣9%、鈦5.5%，鈉、鉀、錳含量占千分之幾，鋯、鋇、鈧、鈮含量為萬(wàn)分之幾。
把月球土壤樣品加熱到2000攝氏度后，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)有惰性氣體從月壤中逸出，其中有氦、氬、氖、氙等放射性粒子。更可喜的是，月球上還富含地球上少有的清潔能源氦-3，它是核聚變反應(yīng)堆的理想燃料。它就是今天我們要分享的重點(diǎn)。
氦-3至今一直被人們稱(chēng)為人類(lèi)的未來(lái)能源。地球之所以稀缺，主是地球的磁場(chǎng)和厚厚的大氣層阻擋了太陽(yáng)持續(xù)不斷地釋放的氦-3，目前整個(gè)地球的氦-3僅有15噸左右，尚不能支持我國(guó)1年的用電量。但是，月球40多億年來(lái)，一直不斷地吸收和積累著太陽(yáng)釋放的氦-3。根據(jù)計(jì)算，從月球表面到地底下數(shù)米深的地方大概有110萬(wàn)噸氦-3。同時(shí)，在核聚變反應(yīng)中，氦-3聚變釋放出的能量是所有核聚變反應(yīng)中最大的。再者，氦-3的熱核反應(yīng)堆中沒(méi)有中子，故使用氦-3作為能源時(shí)不會(huì)產(chǎn)生輻射，不會(huì)為環(huán)境帶來(lái)危害。因此氦-3是核聚變最理想也是最清潔的燃料。
目前全世界所有的人口，所有的國(guó)家的城市，一年的用電量只需要一百?lài)嵉暮?3就能完成。保守估計(jì)月球的氦-3可供全世界開(kāi)采10000年。如果這次嫦娥五號(hào)成功完成任務(wù)，我們就可以進(jìn)一步明確月球上氦-3的存貯量，也為后繼的開(kāi)發(fā)劃提供重要的依據(jù)。
特斯拉CEO埃隆.馬斯克，他一直在為移民火星計(jì)劃做著努力。但，實(shí)質(zhì)上，他知道火星移民只有70%的機(jī)會(huì)能夠成功，也很有可能一去不復(fù)返。埃隆馬斯克的太陽(yáng)能面板廠(chǎng)SolarCity也一直在探索移民及火星的供電問(wèn)題。其實(shí)，不管是往返地外天體，還是早期移民的問(wèn)題。能源永遠(yuǎn)是首當(dāng)其沖的問(wèn)題。相對(duì)于火星，遠(yuǎn)沒(méi)有只離地球38萬(wàn)公里月球更實(shí)際。
近幾十年來(lái)，人類(lèi)也一直沒(méi)有迎來(lái)對(duì)新技術(shù)理論的重大突破，不難發(fā)現(xiàn)能源的瓶頸也許是影響發(fā)展的重要的障礙之一。
目前，就全球而言，煤炭，石油，天然氣依然是最主要的能源來(lái)源，但是可開(kāi)發(fā)量，也所剩不多。而目前最主要新能源領(lǐng)域，包括中核發(fā)電、大型水電等，都無(wú)法從根本性地解決能源安全的問(wèn)題。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前地球上大概有20%的能源來(lái)自于核裂變反應(yīng)。但，自從經(jīng)歷1979年，美國(guó)三里島核事故，1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故一架。2011年日本福島核事故這三起核事故后，人類(lèi)對(duì)核電站發(fā)展的信心產(chǎn)生了質(zhì)疑，使得全球核電站發(fā)展蒙上一層重重的陰影。
特別是在2011年福島核泄漏事故發(fā)生后，許多國(guó)家開(kāi)始重新對(duì)核電站的發(fā)展重新評(píng)估。日本叫停了全國(guó)所有的核電站，法國(guó)宣布到2030年將國(guó)內(nèi)核電站發(fā)電占比從75%下降到50%。美國(guó)暫緩的所有核電站申請(qǐng)的批復(fù)，我國(guó)暫停了所有核電站新項(xiàng)目的審批等。許多國(guó)家開(kāi)始不同程度地?cái)R置的核電站的項(xiàng)目。到目前為止，人類(lèi)還沒(méi)有一個(gè)比較好的方法處理核電出現(xiàn)在的負(fù)面影響。
這種情況下，如果有氦-3的作為新能源的補(bǔ)充，情況就會(huì)另一番景象。
由于氦-3可以與氫的同位素氘進(jìn)行核聚變反應(yīng)，與一般的核聚變反應(yīng)不同，氦-3在核聚變的整個(gè)過(guò)程中不產(chǎn)生中子，它放射性非常小，而且整個(gè)反應(yīng)非常易于控制。氦-3在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中輻射性產(chǎn)物僅為1%到5%左右。也可以有效杜絕類(lèi)似于福島核泄漏事故后，核輻射的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)它既環(huán)保又安全。
如果采用氘和氦進(jìn)行核聚變反應(yīng)發(fā)電，相對(duì)于而2019年我國(guó)煤炭消耗的48.6億噸，每年只需要20噸左右的氦-3就可以滿(mǎn)足我國(guó)一年能源的需求。
雖然，目前人們對(duì)氦-3的研究還不是特別成熟，但是可以肯定的是，以氦-3為代表的第三代核聚變材料是一種安全，清潔，并且非常可靠的新能源。在目前其他新能源技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性上不具備競(jìng)爭(zhēng)力的情況下，氦-3是非常值得去研究和探索的。
另一方面，氦-3也是非常完美的火箭推進(jìn)器的燃料?？梢哉f(shuō)對(duì)于未來(lái)星際移民、深空探索也至關(guān)重要。
目前全球平均電價(jià)計(jì)算，一噸的氦-3價(jià)值大概在四百億美元以上。所以理論上開(kāi)發(fā)一噸的成本小于四百億美元都是劃算的。
如果能夠在月球上實(shí)現(xiàn)氦-3的量產(chǎn)，按目前的航天飛機(jī)，僅一個(gè)晝夜就可以把數(shù)噸氦-3運(yùn)回地球。如果這個(gè)設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn)，按照科學(xué)的計(jì)算成本，大概是現(xiàn)在核電站發(fā)電成本的十分之一不到，加上它安全和環(huán)保的特性。月球上的氦-3具有巨大的開(kāi)發(fā)前景。所以，嫦娥五號(hào)探測(cè)器這次的任務(wù)這次顯得尤為重要。
這次任務(wù)將是人類(lèi)在時(shí)隔44年后再次嘗試獲取月球土壤樣本?？傊?，預(yù)祝嫦娥五號(hào)能夠順利完成任務(wù)，滿(mǎn)載而歸。
它將是中國(guó)乃至整個(gè)人類(lèi)深空發(fā)展史上濃墨重彩的一筆。
