从月球土壤提取氧气是太空探索的未来吗？

要在月球上可持续生存，月球表面目之所及的岩石很可能可以为我们提供呼吸所需的空气。尤金A塞尔南美国国家航空航天局

美国和之间正在出现一场新的月球竞赛。与五十年前不同，目标不再仅仅是登陆和离开，而是建立一个能够在我们的天然卫星表面实现可持续存在和长期停留的基地。现在的目标是将月球作为技术试验场，这些技术将使我们能够走得更远，尤其是前往火星。

这些关键技术之一是原位资源利用（ISRU），它涉及利用现场可用资源生产人类活动所需的消耗品：氧气、水、火箭燃料或建筑材料。通过在月球上直接生产这些必需品，将能够大幅减少从地球发送的货物质量，从而降低太空探索的后勤和财务成本。目标不是从地球进口这些资源，而是学会如何在月球上生存。

分解月尘提取氧气

在人类可持续重返月球的初期，ISRU正成为一个战略核心。其中一个主要挑战是从月壤中提取氧气，月壤是覆盖月球表面的土壤层，主要由小岩石碎片和尘埃组成。月壤的成分复杂，主要包含几种矿物（斜长石、辉石、橄榄石），这些矿物本身由金属氧化物的混合物构成——金属氧化物是将氧与硅、铁或钙等其他元素结合的化合物。

月壤质量的大约40%到45%由氧组成，这使氧成为月球表面最丰富的元素。氧无处不在，但它不像在地球大气中那样以气态形式存在。要释放氧，必须打破它在月壤氧化物中与其他元素结合的化学键。

考虑的方法之一是热解，这是一种利用高温分解材料以产生挥发性化合物的化学反应。当应用于月壤时，