月土氧氣大賽

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月土氧氣大賽

102/06/10 10288

王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

新聞：今年5月19日，美國太空總署宣布月土氧氣大賽（Moon Regolith Oxygen Challenge），獎金25萬美金，頒發給第一個從月土中榨出5公斤呼吸用氧氣的團隊。

當然，所謂「月土」不是太空人從月球上帶回來的塵土，而是美國亞歷桑納州的一種玄武岩碎屑堆積層，成分與阿波羅十四號登月小艇降落地點的地面塵土很接近。

塵土的主成分不外矽、鐵、鈣、鎂的氧化物，從塵土中榨出氧氣的技術，對將來在月球基地中居住的人極為重要。

解說：這個比賽，其實是美國太空總署向美國民眾宣示，美國已經再度把登陸月球當作國家目標。

但是這一次登月與上一次登月最大的不同，就是上一次是摸著石頭過河，而這一次可以利用上一次登月的經驗。科學家與工程師回顧當年阿波羅登月計畫，學到了許多教訓，第一個教訓就是：必須設法對付月球地面的塵土。

那些塵土妨礙太空人活動，例如阿姆斯壯差點滑跤，而且塵土會迷了太空人的眼睛，因為那些塵土中有腐蝕性的微粒，太空衣、登月艇、甚至阿波羅母船都遭到污染。太空衣事實上用了3次就不能再使用了，而月球塵土還會傷害各種機器零件與電路，特別是光學儀器，例如透鏡。

因此，美國太空總署早就約集科學家與工程師研究這個問題。過去的進展不大，理由在於經費縮減，現在這個理由已經不存在，因為去年小布希總統已經宣布重新登月的計畫，經費不成問題。

過去進展不大的另一個理由，在於太空人帶回來的月球岩石、塵土並不多，合計只有380公斤。月球塵土以肉眼來看，沒什麼特別的地方，不過是深灰色的塵土罷了，似乎夏威夷的海灘就有。但是月球的塵土的確是另一個世界的東西，我們這個世界沒有。以顯微鏡觀察月球塵土，它的成分包括玄武岩碎片、火山熔岩玻璃、銳利的破玻璃，以及玻璃與岩屑黏合起來的東西。這些成分是月球表面過去40億年遭受流星轟擊的產物。

大的流星會造成隕石坑，而月球表面的塵土是極為微小的流星造成的。那些微小的流星不可能在地球表面留下同樣的塵土，因為它們的體積實在太小，一進入大氣層就迅速燃燒消失，甚至不會引起我們的注意。

因此月球塵土的成分與地球上的很不一樣。例如月球塵土中有微小的鐵的顆粒，因為月球表面沒有水，而地球表面有大量的水，即使純鐵出現，也立即氧化了。難怪地球表面從來沒有發現純鐵顆粒。（按，月球塵土中的氧化鐵合計占五分之一。地球上的岩石，以火成岩中鐵含量最高，特別是玄武岩。）

現在美國科學家都用人造月塵土做研究，配方是以美國亞歷桑納州一處玄武岩碎屑形成的堆積地層為基礎，配上其他的岩石屑，再研磨過。製造成本1公噸約1千美元。

研究月球塵土，除了要找出預防它們的危害之道，還要找出利用它們的辦法。例如把其中的氧氣榨出來，像這次大賽的目標。此外，還有其他的利用方式，例如月球塵土中有鐵，以家用微波爐就可以把月塵土加熱到高溫，例如1,200度，月塵土中的玻璃用不著那麼高的溫度就會熔化，因此使用微波爐就可以由月塵土製造玻璃。這個點子的妙用在於，要是能在月球表面人類活動的區域鋪下一層玻璃，就能避免塵土飛揚。

資料來源

《科學發展》2005年7月，391期，74 ~ 76頁

隕石(25) 流星(6) 月塵(3) 科發月刊(5221)

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