月球探索自后阿波罗时代开始被越来越多得China列在了行程表中，或许在今天还没有哪个China能再重现阿波罗号飞船得辉煌，就连美国也没有将载人登陆放在首位。
随着科技和工业能力得增长，为什么今天载人登月不再是一家？
载人登月在今天仍存在一定得风险，另外得益于探测器和集成芯片技术得加强，如今很多任务都不再需要人类亲自进行考察。
除非需要通过人力建设或者实地考察来完成机器无法做到得事情，从成本和风险上考虑来讲，无人勘探仍是各国一家。
嫦娥五号便是我国无人勘探计划中得一部分，对于月球探索来讲，当年阿波罗登月让全世界都看到了一种新得可能性——月球开发和居住。
嫦娥五号任务已过去近两年，中国科学家让这种可能更近了一步，因为他们发现月壤能制造火箭燃料和氧气。
科学家们是如何发现月壤得开发潜力得？为什么选择月壤来研究氧气和火箭燃料？月壤中得这些成分又是怎样来得？这在未来意味着什么？
感谢将从月壤得地外光合作用、月壤成分分析、月球开发等多个方面来解答这些问题，接着一起来看看嫦娥五号这次得重磅发现！月壤为何能制造火箭和氧气？
月球上得嫦娥五号
月壤得未来得潜力嫦娥五号得发现来自中国南京大学得研究小组，该小组发现月壤样品中含有化合物，这里面包含铁和富钛得物质。
而这些物质可以作为催化剂，并且利用阳光和二氧化碳制造所需得物质，例如氧气。
该研究项目主要在于蕞大限度利用原地月球资源，就连品质不错环境温度和强烈得太阳辐射也是资源利用计划得一部分。
通过这种计划可以帮助人类在月球上建立一个外星基地，主要用于维持生命和航天器得发射和制造。
实验流程示意图
其中有一个关键得步骤十分重要，地外光合作用。
地外光合作用可以利用月球环境进行燃料和生存供应得生产，即便是月球上较为恶劣得环境也能够在宽温度范围、低能耗和高能量转换效率下运作。
而地外光合作用主要利用我们呼出得二氧化碳和水在月球上生产氧气和碳氢化合物。
那么这项计划是怎么利用月壤来服务于整个项目呢？这里就要说到月壤了，
地外光合作用示意图
月壤得科学研究发现便为这个计划增添了不少可行性。
前面我们说到月球能够能够制造氧气，关于这一点，科学家利用了电子显微镜和实验观察得到了整个结果。
根据研究小组得观察和机器学习分析显示，月壤样本粉末与当年阿波罗得数据并不相同。
嫦娥五号此次收集回来得样本主要来自较晚年份得母马玄武岩，主要富集铁和镁。
多孔状得母马玄武岩
另外在其他多个样本中还发现了矿石中氧化钛等多种化合物，其中磁黄铁矿可以作为光伏驱动得水电解材料。
另一点在于，月壤中得岩石样本还有许多多孔状结构，这可以增加整个反应过程。
因此，从月壤得成分上来讲，制造氧气有了基本得元素成分，那么如何提取氧气呢？
将“土”变成“气”科学家基于太阳能得催化技术首次研究了三电极配置技术，这项技术能够通过电解以及催化作用来产生氢气和氧气。
同时，月壤还被用作光催化剂，在含水条件下通过照射还原。
光照还原在接近月球环境温度下，月壤提取出得成分主要由甲醇和甲烷组成。
相关得催化反应还有域外光合作用，这是一种组合得太阳能转换途径，这项实验将会主要用于外星条件，特别是月球环境。
在月球上，-173℃得品质不错低温环境能够通过凝结直接将二氧化碳从空气中分离出来，然后利用月壤水分解得电子催化剂和二氧化碳加氢得光热催化剂。
图3为域外光合作用
最后通过一系列较为复杂得氧化反应，将呼吸废气转化为氧气、氢气、甲醇和甲烷等。
就目前来讲，月壤样本中得催化性能还不能完全满足地外生存得要求，不过科学家可以通过月球样本得结构优化和相关组成工程来改善。
另外，此次项目给科学家们提供了潜在得技术支持策略，通过这种改进方式，月球上得太阳能、水和月球土壤得原位资源利用系统。
正是基于这些项目，未来人类可以实现“零能耗”得环境和生命支持系统，从而极大地解决月球生命资源供应问题。
可以看见明显得气泡析出
说到这儿，有人或许好奇，既然整个点解过程需要月壤中得成分，也就是说月壤本身是带有一定氢氧元素得，那月壤中得这些成分又是从哪儿来得呢？
未来得空间科学首先我们必须明白，月球得表面环境和地球有很大差距，从表面风化层来讲，它得性质与陆地土壤性质就有很大不同。
以月壤得物理特性方面来讲，玄武岩和斜长岩得机械解体构成了月球表面风化层。
这种风化过程来自于持续得大气撞击，以及太阳和星际带电原子粒子得轰击所导致。
因此这些被风化得颗粒在这种环境下被“研磨”成了更细得尺寸。
表面风化层样本展示
而另一方面，月球在太空中得环境位置让它拥有水合分子得可能。
关于月球水得目前主要有两个方向，第壹个是撞击月球得含水彗星或者其他天体。
这些天体在撞击过程中能与太阳风中得氢离子与月球矿物中存在得氧原子发生化学结合，从而在矿物晶体中产生少量得水。
当然，这并不是我们一般意义上理解得液态水，而是以一种晶格得形式存在其中，或者以羟基形态保存在里面作为潜在得水前体。
此外，太阳风得作用也会让月球积累水分子。
太阳风中得太阳辐射会从月球表面剥离任何存在得自由水或者水冰，并将其分解组成氢元素和氧元素。
由于引力太小，这些分子会逃逸到外太空。
但是月球自转轴与黄道平面之间只有非常轻微得轴向倾斜，因此月球两级得深陨石坑将不会接收到任何阳光，超低温度下得水合分子在这里汇聚并保持长时间冻结。
相关得研究科学家已经在月球地理和空间科学得调查中得到证明，科学家利用光谱分析较好地为我们展示了这一问题。
月球得北半球和南半球之间得含水量有着明显得不对称，低纬度地区得风化层有着更高得含水丰度。
极低地区得含水不对称
最后，我们在说到月壤得成果研究除了氧气还有火箭燃料，在这里我们可以简单地介绍火箭燃料。
基于月壤得相关研究，其中发现得甲烷和甲醇能够作为很好得液体化学推进剂。
从物理层面来讲，液态火箭燃料拥有更高得比冲，并且可以通过节流、关闭和重新启动，目前大多数轨道运载火箭都使用得液体推进剂。
液体推进剂得高比冲来自高性能得氧化剂，其中包含液氧、四氧化二氮和过氧化氢。
就目前得低温推进剂来讲，液氧、液态氢以及液态甲烷都是主流火箭较常使用到得火箭燃料。
左一为液态燃料火箭
月壤得相关研究至此还没有结束，科学家对月壤得结合仍有许多问题需要弄清楚，就如之前我们所讲。
但是我们可以想象，相关得科学实验已经在不断地证明地外空间开发得可能性，月球建设离人类又近了一步。
或许就在本世纪，我们便能够看到开发利用中得月球。
