作者:亚历克斯·埃勒里，《对话》
月球表面永恒的光峰暴露在近乎恒定的阳光下
学分:美国宇航局/约翰·霍普金斯大学应用物理学 我们生活在这样一个世界里，重大决策往往是由人们未经深思熟虑就做出的
但是有些事情是可以预测的，包括如果你持续消耗有限的资源而不回收，它最终会耗尽
然而，当我们把目光放在重返月球上时，我们会带走所有的坏习惯，包括无节制消费的冲动
自从1994年克莱门蒂号宇宙飞船在月球上发现水冰以来，人们对重返月球的前景感到兴奋不已
这是在阿波罗计划结束后20年的低迷之后发生的，这种萎靡不振是潜在的缺乏回归动力的症状
水改变了一切
水冰沉积物位于月球两极，隐藏在永远没有阳光的陨石坑深处
从那时起，尤其是由于国际空间站，我们开发了先进的技术，使我们能够高效地回收水和氧气
这使得为人类消费供应当地水的价值变得更加脆弱，但是如果月球上的人口增长，需求也会增长
那么，如何处理月球上的水呢？ 有两个普遍提出的答案:使用燃料电池和燃料和氧化剂进行推进的能量储存
第一种很容易省去:燃料电池在充电时通过电解循环氢和氧，泄漏很少
能源和燃料 第二个——目前在月球上开采水的主要存在理由——更为复杂，但并不更有说服力
值得注意的是，SpaceX在其火箭中使用甲烷/氧气混合物，因此它们不需要氢推进剂
所以，我们正在提议开采一种珍贵而有限的资源，并把它烧掉，就像我们在地球上对石油和天然气所做的那样
太空资源开采利用技术有一个技术名称:原地资源利用
虽然月球上并不缺少氧气(大约40%的月球矿物包含氧气)，但氢气肯定是
美国海军关于美国宇航局克莱曼婷任务25周年的视频
从月球上取水 氢气作为还原剂和燃料非常有用
月球是其矿物中巨大的氧储存库，但它需要释放氢或其他还原剂
例如，钛铁矿是铁和钛的氧化物，是月球上常见的矿物
用氢将它加热到1000℃左右，它就变成了水、铁金属(可以利用铁基技术)和氧化钛
水可以被电解成氢气(可以回收)和氧气；后者有效地从钛铁矿中释放出来
通过燃烧从水中提取的氢，我们正在损害后代的前景:这是可持续性的关键
但是也出现了其他更务实的问题
我们如何获取这些埋藏在月球表面附近的水冰资源？它们所处的地形在任何意义上都是敌对的，在40开尔文或-233摄氏度左右的温度下，隐藏在远离阳光的深坑里，没有太阳能
在这样的低温下，我们没有进行大规模采矿作业的经验
永恒之光峰是位于南极地区的山峰，暴露在近乎恒定的阳光下
美国宇航局喷气推进实验室的一项提议设想将太阳光从位于这些峰顶的巨型反射器射入陨石坑
这些巨大的镜子必须从地球上运输，降落在这些山峰上，并安装和远程控制，以照亮深坑
然后机器人采矿车可以冒险进入现在被照亮的深坑，利用反射的太阳能回收水冰
水冰可能会升华成蒸汽，通过直接加热或微波加热来回收——由于其高热容量，这将消耗大量能量，这些能量必须由镜子提供
或者，它可以被物理挖掘出来，然后在更温和的温度下熔化
用水 回收水后，需要电解成氢气和氧气
为了储存它们，它们应该液化到最小的储罐容积
在月球南极附近可以找到水
虽然氧气很容易液化，但氢气在30开尔文(-243摄氏度)和至少15巴的压力下会液化
这需要额外的能量来液化氢气，并使其保持液态而不蒸发
这种低温冷却的氢和氧(LH2/LOX)必须运输到使用地点，同时保持低温
所以，现在我们有了从月球发射东西的推进剂储备
这将需要一个发射台，该发射台可能位于月球赤道，以便最大限度地灵活发射到任何轨道倾角，因为极地发射场将仅限于极地发射——仅限于计划中的月球门户
月球发射台将需要大量的基础设施建设
总的来说，从月球两极提取水冰看起来很容易，但实现这一目标需要复杂的基础设施
基础设施安装成本将否定就地资源利用的成本节约理由
提取的替代方法 有更好的选择
氢还原钛铁矿以产生铁金属、金红石和氧提供了开采水的大部分优势
氧气构成了LH2/LOX混合物的大部分
它不涉及大型基础设施:热能可能由集成在处理单元中的中型太阳能集中器产生
每个单元都可以部署在需要的地方，不需要在供需站点之间进行长时间的往返
因此，我们可以通过一种不同的、更容易实现的原位资源利用途径来实现几乎相同的功能，该途径也可以通过开采丰富的钛铁矿和其他月球矿物来实现可持续利用
让我们不要重复我们在地球上犯下的同样不可持续的错误——随着我们扩散到太阳系，我们有机会纠正它
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