月(yue)壤是(shi)球采月(yue)球礦(kuang)物資源的重要載體。 中國礦(kuang)業大學供(gong)圖

　　近日，礦去我國正式公布了載人月球探測任務新飛行器名稱，走新一代載人飛船命名為“夢舟”，到月百姓彩票月面著陸器命名為“攬月”。球采我國的礦去探月工程計劃于2028年前后發射嫦娥八號，將構建國際月球科研站基本型，走并開展資源利用試驗驗證。到月月球上有豐富的球采金屬、非金屬及氣體資源，礦去圍繞著探測、走開發月球資源，到月新一輪探月熱潮已經開啟。球采

　　新一輪探月熱潮

　　礦物(wu)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)是指(zhi)經過地質成(cheng)礦作用形成(cheng)于地下或露于地表、具有(you)開(kai)發利(li)用價值(zhi)的礦物(wu)或元素集合體。礦物(wu)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)是人類社(she)會(hui)發展的命脈，近年來(lai)，隨著地球資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)消耗加劇和部分資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)逐漸耗竭，開(kai)發利(li)用月球資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)已(yi)成(cheng)為新的科技競爭制(zhi)高點(dian)。

　　我國近日正式公布了載人月球探測任務新飛行器名稱，新一代載人飛船命名為“夢舟”，月面著陸器命名為“攬月”。與此同時，我國的探月工程還有新消息，繼2020年12月17日嫦娥五號成功帶回1731克月球樣品后，我國于2022年正式啟動了探月四期工程——將于2024年發射嫦娥六號，實現月背采樣返回；計劃2026年前后發射嫦娥七號，開展月球南極環境與資源勘查；計劃2028年前后發射嫦娥八號，構建國際月球科研站基本型，并開展資源利用試驗驗證。百姓彩票最新網址

　　國(guo)際上，各大(da)國(guo)也紛紛啟(qi)動(dong)月(yue)(yue)球探測開(kai)發(fa)(fa)計(ji)(ji)劃(hua)，掀起了新(xin)一輪(lun)探月(yue)(yue)熱(re)潮。2017年(nian)，美(mei)國(guo)批準啟(qi)動(dong)了阿(a)爾(er)(er)忒彌斯(si)（Artemis）計(ji)(ji)劃(hua)，其(qi)目標是(shi)月(yue)(yue)球南極(ji)長(chang)期駐留和(he)資源開(kai)采，并以此為踏板進軍火星。截(jie)至2024年(nian)1月(yue)(yue)，該(gai)計(ji)(ji)劃(hua)已成功(gong)發(fa)(fa)射(she)阿(a)爾(er)(er)忒彌斯(si)—I號(hao)，并完成了阿(a)爾(er)(er)忒彌斯(si)—II任(ren)務4名宇(yu)航員(yuan)的(de)(de)選拔。本(ben)輪(lun)任(ren)務中，美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局采用了國(guo)際合(he)作及私營企(qi)業(ye)聯(lian)合(he)開(kai)展的(de)(de)新(xin)模式，目前澳大(da)利亞、加(jia)拿大(da)、意大(da)利、日本(ben)、盧森堡、阿(a)聯(lian)酋(qiu)、英(ying)國(guo)等已相繼加(jia)入該(gai)計(ji)(ji)劃(hua)。2024年(nian)2月(yue)(yue)，美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局與私營企(qi)業(ye)“直(zhi)覺機器”公司研發(fa)(fa)的(de)(de)“奧德修斯(si)”著陸器登陸月(yue)(yue)球，這標志(zhi)著自(zi)1972年(nian)以來美(mei)國(guo)航天器重返(fan)月(yue)(yue)球。

　　俄羅斯、歐盟、日本、印度、以色列等也宣布或啟動了各自的探月計劃。2015年10月，時任歐洲航天局局長約翰－迪特里希·韋爾納在第66屆國際宇航大會上首次宣布其國際月球村計劃，并在此后迅速啟動了以月壤為基材的月面3D打印建造技術攻關。2023年，百姓彩票俄羅(luo)斯發(fa)射(she)了月球(qiu)探測(ce)器“月亮—25”，其目標是2035年左右在(zai)月球(qiu)上(shang)建立基(ji)地、開發(fa)月球(qiu)礦(kuang)產資(zi)源。

　　根據聯(lian)合國(guo)(guo)《月(yue)球公約》規定，月(yue)球資源(yuan)開(kai)采遵循(xun)“先(xian)到先(xian)得”規則，目前月(yue)球開(kai)發(fa)競爭趨于白熱化。正如中國(guo)(guo)航天科(ke)技(ji)集團有(you)限公司嫦娥五號探測器系(xi)統總指揮兼(jian)總設(she)計(ji)師楊孟(meng)飛院士所說，我國(guo)(guo)月(yue)球資源(yuan)開(kai)發(fa)利用已日益(yi)緊迫(po)、刻不容(rong)緩。

　　月球礦產資源豐富，采什么？

　　月球上(shang)蘊含(han)豐(feng)富(fu)的金屬、非金屬及氣體(ti)資(zi)源(yuan)。目前探測表明，月球資(zi)源(yuan)可分(fen)為水冰(bing)型、氣體(ti)型、鈦鐵(tie)礦型、斜長巖型和(he)磷酸鹽型5種。

　　水冰：月(yue)(yue)球(qiu)水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)以(yi)結合水(shui)(shui)(shui)(shui)和游離水(shui)(shui)(shui)(shui)兩種形態(tai)賦(fu)(fu)存。結合水(shui)(shui)(shui)(shui)通過化學鍵賦(fu)(fu)存于全月(yue)(yue)月(yue)(yue)壤(rang)/巖礦物組分(fen)中，其(qi)含(han)量僅為(wei)120～180ppm，開(kai)采難度大(da)、潛力低。游離水(shui)(shui)(shui)(shui)富集(ji)于兩極(ji)永久陰影區(qu)月(yue)(yue)壤(rang)層，含(han)量高達(da)10%，是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)資(zi)源開(kai)采主要對(dui)象。月(yue)(yue)球(qiu)極(ji)區(qu)可(ke)開(kai)采水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)賦(fu)(fu)存面(mian)積可(ke)達(da)1850平方千米、估算總儲量約為(wei)3×109噸。開(kai)采水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)資(zi)源可(ke)有(you)效(xiao)解決(jue)科(ke)研站運行(xing)、航(hang)(hang)天(tian)員駐(zhu)扎(zha)和生(sheng)(sheng)存用水(shui)(shui)(shui)(shui)需(xu)求，是(shi)月(yue)(yue)球(qiu)科(ke)研站運行(xing)和長(chang)期駐(zhu)人的前提條件(jian)。水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)通過電解等(deng)手(shou)段二次加工后(hou)還可(ke)制造氧(yang)氣(qi)和氫氣(qi)。月(yue)(yue)球(qiu)上沒(mei)有(you)大(da)氣(qi)層，氧(yang)氣(qi)是(shi)航(hang)(hang)天(tian)員月(yue)(yue)面(mian)駐(zhu)扎(zha)和生(sheng)(sheng)存最基本條件(jian)之一。氫氣(qi)液化后(hou)可(ke)作為(wei)優(you)質火(huo)箭(jian)燃料，有(you)效(xiao)解決(jue)月(yue)(yue)面(mian)運輸、地(di)月(yue)(yue)往(wang)返及(ji)向火(huo)星(xing)等(deng)更遠(yuan)星(xing)球(qiu)飛行(xing)的燃料需(xu)求。因此，中國(guo)國(guo)家航(hang)(hang)天(tian)局、美國(guo)國(guo)家航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天(tian)局、歐洲(zhou)航(hang)(hang)天(tian)局、俄羅斯聯(lian)邦航(hang)(hang)天(tian)局等(deng)均將水(shui)(shui)(shui)(shui)冰(bing)資(zi)源開(kai)采列為(wei)本輪探月(yue)(yue)優(you)先任務。

　　月球(qiu)水(shui)冰(bing)來(lai)源(yuan)于巖漿洋演(yan)化、彗星等撞擊帶入和太陽風注(zhu)入。就游離水(shui)冰(bing)而言，月表極端低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)、超(chao)高真(zhen)空(kong)環境(jing)導致其(qi)只(zhi)能以冰(bing)和水(shui)汽兩種相(xiang)態(tai)賦(fu)存。地質(zhi)演(yan)化過(guo)(guo)程中(zhong)，不(bu)同來(lai)源(yuan)的(de)(de)水(shui)冰(bing)通過(guo)(guo)冷阱捕獲、溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度梯(ti)(ti)度遷移、月壤(rang)層(ceng)(ceng)沉積、高溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)升華(hua)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)凝華(hua)等復(fu)雜(za)作用，最后在月壤(rang)層(ceng)(ceng)特定深度富(fu)集形(xing)成水(shui)冰(bing)資(zi)源(yuan)層(ceng)(ceng)。開采(cai)過(guo)(guo)程中(zhong)，儲(chu)層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)水(shui)冰(bing)受到(dao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度擾(rao)動極易升華(hua)相(xiang)變，進(jin)而改變局部區域的(de)(de)真(zhen)空(kong)度；溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度和真(zhen)空(kong)度的(de)(de)變化亦會(hui)進(jin)一(yi)步影響(xiang)水(shui)冰(bing)相(xiang)態(tai)轉化。同時，開采(cai)過(guo)(guo)程導致的(de)(de)月壤(rang)孔隙結構演(yan)化、局部溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度和真(zhen)空(kong)度變化導致的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)梯(ti)(ti)度，均會(hui)誘使升華(hua)后的(de)(de)水(shui)汽逃(tao)逸。當前(qian)世界各國均在積極研發(fa)月球(qiu)水(shui)冰(bing)資(zi)源(yuan)開采(cai)技術及裝(zhuang)備(bei)。

　　氦-3：氦(hai)-3是月球氣體型資源(yuan)的典型代表(biao)，以吸附方式賦存于(yu)月壤顆(ke)粒中(zhong)(zhong)。作為(wei)氦(hai)的同位素，氦(hai)-3包含一個中(zhong)(zhong)子和兩個質(zhi)子，能(neng)夠在(zai)核聚(ju)變反應中(zhong)(zhong)生(sheng)成巨(ju)大能(neng)量(liang)但不產生(sheng)中(zhong)(zhong)子輻射。相較于(yu)其他核聚(ju)變材(cai)料，氦(hai)-3具有清潔、高(gao)效、可控性(xing)強(qiang)等(deng)優點，是未來可控核聚(ju)變的理(li)想燃料。同時，由于(yu)特殊的超流(liu)性(xing)、穩(wen)定性(xing)、非輻射性(xing)等(deng)特征(zheng)，氦(hai)-3還(huan)廣(guang)泛用于(yu)核磁共振造影、超低(di)溫(wen)制冷、中(zhong)(zhong)子探(tan)測器制造、核電站安全檢測、核爆及隱藏(zang)核材(cai)料探(tan)測等(deng)國防、航天航空(kong)、醫療和低(di)溫(wen)物理(li)等(deng)領域。然而，地球上氦(hai)-3儲量(liang)極為(wei)稀(xi)缺，僅(jin)有500千(qian)克左(zuo)右(you)，這導致其價格高(gao)達每千(qian)克600萬美元。

　　相較于(yu)地球(qiu)(qiu)上的珍稀性，月(yue)(yue)(yue)球(qiu)(qiu)上氦-3儲(chu)量極(ji)為(wei)(wei)豐富。氦-3來源(yuan)于(yu)太陽內部核(he)聚變、并(bing)以高能粒(li)子形式通過太陽風(feng)向宇宙擴散。月(yue)(yue)(yue)球(qiu)(qiu)沒有(you)大氣層(ceng)，其磁場不足(zu)地球(qiu)(qiu)的千分之一，使得(de)太陽風(feng)能夠(gou)直(zhi)射(she)月(yue)(yue)(yue)球(qiu)(qiu)表面并(bing)將氦-3注入月(yue)(yue)(yue)壤(rang)層(ceng)。同時，月(yue)(yue)(yue)表溫(wen)度在月(yue)(yue)(yue)夜最低(di)可達-180℃，極(ji)地永久(jiu)陰影區甚至可達-250℃。極(ji)低(di)溫(wen)環境有(you)效促進了氦-3在月(yue)(yue)(yue)壤(rang)層(ceng)中吸附(fu)，并(bing)阻止其脫附(fu)和向太空逃逸，進而使得(de)其在月(yue)(yue)(yue)表富集。前期(qi)通過光譜(pu)儀等手(shou)段已經(jing)探明，月(yue)(yue)(yue)球(qiu)(qiu)上氦-3的品位約(yue)為(wei)(wei)30μg/g、全(quan)月(yue)(yue)(yue)氦-3換算儲(chu)量高達110萬噸(dun)，可作為(wei)(wei)清(qing)潔核(he)原料(liao)供地球(qiu)(qiu)使用約(yue)1萬年。嫦(chang)娥五號采樣返回后，中國科學(xue)院在月(yue)(yue)(yue)壤(rang)顆粒(li)非晶(jing)體玻璃(li)質中首次發(fa)現了直(zhi)徑5～25納米的氦氣泡，并(bing)受此啟發(fa)提出了氦-3開采的新思(si)路。

　　鈦鐵礦：鈦(tai)鐵礦(kuang)通(tong)過化學(xue)或物理手段提煉后可(ke)(ke)獲得鐵、鈦(tai)金屬和(he)氧(yang)氣(qi)，為(wei)月(yue)球科研(yan)站建設和(he)航天員生(sheng)(sheng)存提供必需(xu)(xu)原料。同時(shi)，鈦(tai)鐵礦(kuang)與(yu)氫氣(qi)通(tong)過化學(xue)反應（氫還原法）還可(ke)(ke)以生(sheng)(sheng)成水(shui)，是除了(le)水(shui)冰開(kai)采(cai)外(wai)，解決月(yue)球用水(shui)需(xu)(xu)求的最主(zhu)要途徑。月(yue)海玄武巖富含(han)鐵、鈦(tai)等元素，探測表明其鈦(tai)鐵礦(kuang)含(han)量最高可(ke)(ke)達30%，初估質量約為(wei)1100萬億～2000萬億噸(dun)，是當(dang)前月(yue)球上開(kai)采(cai)需(xu)(xu)求和(he)潛(qian)力最大的礦(kuang)物之一。中(zhong)國科學(xue)院地球化學(xue)研(yan)究所(suo)曾經做過估算，只需(xu)(xu)在月(yue)海區域(yu)40厘米深度范圍內開(kai)采(cai)200立方(fang)米月(yue)壤，即可(ke)(ke)提煉10噸(dun)鈦(tai)鐵礦(kuang)、生(sheng)(sheng)成1噸(dun)水(shui)。

　　此外(wai)，月(yue)球(qiu)(qiu)高(gao)地(di)斜長巖(yan)中富集硅、鋁、鈣等(deng)元素(su)，對應(ying)氧化物含量分別高(gao)達45%、34%和(he)(he)20%；克里普巖(yan)中含有大量鉀、磷(lin)、稀土和(he)(he)放射性(xing)元素(su)，初估稀土元素(su)儲(chu)量約為225億～450億噸、鈾(you)儲(chu)量高(gao)達50億噸，均(jun)遠(yuan)高(gao)于地(di)球(qiu)(qiu)儲(chu)量。開采(cai)這些礦產(chan)資(zi)源除了能(neng)夠(gou)供給(gei)月(yue)球(qiu)(qiu)基地(di)建設、日常運維和(he)(he)保(bao)障航天(tian)員生存外(wai)，還可以有效補足地(di)球(qiu)(qiu)資(zi)源的短缺(que)。

　　月球采礦難度巨大，怎么做？

　　盡管月(yue)(yue)(yue)球(qiu)上礦(kuang)產資源儲(chu)量豐富、開(kai)采潛力(li)(li)誘(you)人，但其(qi)開(kai)采相較于(yu)地(di)球(qiu)采礦(kuang)有(you)巨大(da)難(nan)度(du)。月(yue)(yue)(yue)表(biao)重(zhong)力(li)(li)僅為地(di)球(qiu)的(de)1/6，真空(kong)度(du)高(gao)達(da)10-14Torr，白(bai)天(tian)溫度(du)可達(da)127℃、夜間低(di)至(zhi)-250℃。小(xiao)重(zhong)力(li)(li)、超真空(kong)和極端溫度(du)環境，導致月(yue)(yue)(yue)壤層呈現(xian)出特(te)殊的(de)物理(li)力(li)(li)學響應(ying)和獨特(te)的(de)月(yue)(yue)(yue)壤—機(ji)構(gou)相互作用(yong)，也對(dui)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)、材料性(xing)能提(ti)出了極高(gao)挑戰。此外，月(yue)(yue)(yue)表(biao)廣泛(fan)分布表(biao)面鋒利(li)的(de)超細粒月(yue)(yue)(yue)塵，極易吸(xi)附、磨(mo)蝕(shi)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)和引發(fa)航(hang)天(tian)員(yuan)(yuan)呼吸(xi)系(xi)統(tong)損傷、神經(jing)炎(yan)癥。月(yue)(yue)(yue)表(biao)頻繁(fan)遭遇隕石(shi)撞擊，速度(du)高(gao)達(da)每秒20千(qian)米；月(yue)(yue)(yue)核冷卻(que)引發(fa)的(de)“逆(ni)沖斷層”導致月(yue)(yue)(yue)震頻現(xian)，強度(du)可達(da)5級(ji)～6級(ji)，持(chi)續時間達(da)10分鐘、平均頻率約每年500次(ci)；月(yue)(yue)(yue)表(biao)宇(yu)宙輻射(she)強度(du)高(gao)達(da)300mSv/a，是(shi)航(hang)天(tian)員(yuan)(yuan)允(yun)許承受值的(de)6倍。

　　受月(yue)面(mian)極(ji)端(duan)環(huan)境、地(di)月(yue)運(yun)輸(shu)成本(ben)等影(ying)響，月(yue)球采礦具備獨特的(de)工程特征。首先，月(yue)球采礦必須從選址、方案設(she)計、設(she)備研制、原(yuan)位開采等環(huan)節(jie)統(tong)籌考慮(lv)小重力、超真(zhen)空、極(ji)端(duan)溫度、隕石沖擊、月(yue)震(zhen)、輻射等極(ji)端(duan)環(huan)境的(de)直(zhi)接影(ying)響和潛在威脅(xie)。其(qi)次，地(di)月(yue)運(yun)輸(shu)成本(ben)高達(da)每千克50000美元～90000美元，從地(di)面(mian)大(da)規模(mo)運(yun)輸(shu)能(neng)源、材料是(shi)不現實(shi)的(de)，必須盡最大(da)可(ke)能(neng)原(yuan)位利用月(yue)球資(zi)(zi)源，實(shi)現月(yue)面(mian)物資(zi)(zi)自(zi)給。最后，月(yue)球采礦必須實(shi)現無(wu)人化、智能(neng)化，開采設(she)備需一(yi)機(ji)多能(neng)、多機(ji)協同，盡可(ke)能(neng)降低地(di)面(mian)發射數量(liang)與成本(ben)。

　　月(yue)(yue)表(biao)可開采(cai)資源均(jun)賦存于月(yue)(yue)壤/月(yue)(yue)巖地(di)層中(zhong)，月(yue)(yue)球(qiu)采(cai)礦(kuang)(kuang)是(shi)典型的多(duo)資源共采(cai)問題。近年來(lai)，筆(bi)者(zhe)團(tuan)隊充分發揮中(zhong)國礦(kuang)(kuang)業(ye)大(da)學在采(cai)礦(kuang)(kuang)領域的技術(shu)優勢，針對國家月(yue)(yue)球(qiu)基地(di)建(jian)(jian)設與(yu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)資源開采(cai)重大(da)需(xu)求，統籌考慮月(yue)(yue)表(biao)極(ji)端(duan)環境影響及月(yue)(yue)面工(gong)程特性需(xu)求，構(gou)建(jian)(jian)了“月(yue)(yue)球(qiu)基地(di)—資源智能(neng)(neng)化協同(tong)建(jian)(jian)采(cai)”技術(shu)體系。該(gai)技術(shu)以(yi)“智能(neng)(neng)化協同(tong)建(jian)(jian)采(cai)”為基本理念，依托多(duo)功(gong)能(neng)(neng)智能(neng)(neng)機器人，通過多(duo)機協同(tong)方式同(tong)步開展(zhan)月(yue)(yue)球(qiu)基地(di)建(jian)(jian)設與(yu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)開采(cai)，以(yi)最(zui)小(xiao)的工(gong)藝代價和設備(bei)投入，同(tong)步實現勘探(tan)評估(gu)、基地(di)建(jian)(jian)設與(yu)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)開采(cai)三大(da)工(gong)程任(ren)務，可達(da)到多(duo)贏的工(gong)程效果。

　　當前世界各國月(yue)(yue)球(qiu)采(cai)礦技(ji)術體(ti)系(xi)(xi)和基礎理(li)論研(yan)究均處于起步階(jie)段(duan)，還(huan)有(you)諸多難題(ti)亟(ji)待(dai)攻克。與月(yue)(yue)球(qiu)初探階(jie)段(duan)“輕型(xing)荷載、科學探測”有(you)所區別，月(yue)(yue)球(qiu)采(cai)礦以“重型(xing)機(ji)具、工程建采(cai)”為主，呈(cheng)現出開采(cai)機(ji)器自重更大、機(ji)—壤(rang)(rang)作用更顯著、月(yue)(yue)壤(rang)(rang)屈服破壞更復雜等(deng)(deng)特點。當前亟(ji)須開展科研(yan)攻關，系(xi)(xi)統獲取(qu)原(yuan)(yuan)位(wei)月(yue)(yue)表環境下(xia)月(yue)(yue)壤(rang)(rang)/巖力學響(xiang)應(ying)(ying)。其(qi)次，月(yue)(yue)球(qiu)采(cai)礦涉及場地(di)加固(gu)、邊坡(po)支護等(deng)(deng)問題(ti)，其(qi)核心是(shi)月(yue)(yue)面建筑(zhu)材料供應(ying)(ying)。月(yue)(yue)壤(rang)(rang)是(shi)月(yue)(yue)面儲量(liang)最大的(de)潛在(zai)建筑(zhu)原(yuan)(yuan)材料，研(yan)發月(yue)(yue)面極端環境下(xia)的(de)月(yue)(yue)壤(rang)(rang)原(yuan)(yuan)位(wei)固(gu)化成(cheng)型(xing)方法(fa)及支護技(ji)術體(ti)系(xi)(xi)，可有(you)效(xiao)解(jie)決月(yue)(yue)面建筑(zhu)材料難題(ti)。

　　此外，月(yue)(yue)球水冰(bing)資源(yuan)(yuan)及月(yue)(yue)壤/巖(yan)組分(fen)礦(kuang)物的(de)(de)開采、分(fen)離(li)(li)與純化(hua)方法是當前(qian)月(yue)(yue)球采礦(kuang)需要攻關的(de)(de)核心(xin)難題。高緯度沖(chong)擊(ji)坑(keng)內(nei)永久陰影區的(de)(de)霜凍層及下(xia)部月(yue)(yue)壤層中的(de)(de)水冰(bing)富集層是目(mu)(mu)前(qian)月(yue)(yue)球上(shang)開采潛力最大的(de)(de)水冰(bing)資源(yuan)(yuan)。超真(zhen)(zhen)空(kong)和(he)極端溫(wen)度環境(jing)下(xia)，水冰(bing)呈現出(chu)顯(xian)著不(bu)同(tong)于地表的(de)(de)賦存及逃(tao)逸特征，對此目(mu)(mu)前(qian)已提出(chu)了“溫(wen)控(kong)貫(guan)入開采”等多種(zhong)開采方法。月(yue)(yue)壤/巖(yan)組分(fen)礦(kuang)物的(de)(de)原位分(fen)離(li)(li)純化(hua)是地質演化(hua)逆過程，月(yue)(yue)表小(xiao)重力、超真(zhen)(zhen)空(kong)和(he)極端溫(wen)度環境(jing)對資源(yuan)(yuan)的(de)(de)分(fen)離(li)(li)純化(hua)工藝的(de)(de)影響(xiang)目(mu)(mu)前(qian)也還(huan)不(bu)明確。

　　月(yue)球(qiu)采礦技術從實(shi)驗(yan)(yan)室走向(xiang)工(gong)程(cheng)(cheng)應用(yong)前(qian)，必須經過(guo)大(da)規模(mo)(mo)(mo)(mo)地面物理模(mo)(mo)(mo)(mo)型試(shi)驗(yan)(yan)和驗(yan)(yan)證，以(yi)(yi)確保(bao)其可靠性(xing)。開展此類試(shi)驗(yan)(yan)需要解決兩個“卡脖子”難題——月(yue)表極(ji)(ji)端環境(jing)地面模(mo)(mo)(mo)(mo)擬與大(da)型月(yue)面工(gong)程(cheng)(cheng)結構(gou)“時空(kong)壓縮(suo)”。中國(guo)礦業大(da)學深(shen)地工(gong)程(cheng)(cheng)智能建造(zao)與健康運維全(quan)國(guo)重(zhong)(zhong)點實(shi)驗(yan)(yan)室目前(qian)已研制成功兩套(tao)核(he)心(xin)重(zhong)(zhong)器(qi)，成功解決了以(yi)(yi)上(shang)難題。第一套(tao)是“小(xiao)重(zhong)(zhong)力(li)場等深(shen)空(kong)環境(jing)星壤工(gong)程(cheng)(cheng)物理模(mo)(mo)(mo)(mo)擬試(shi)驗(yan)(yan)系(xi)統”，該(gai)系(xi)統在國(guo)際上(shang)首(shou)次實(shi)現了1/6g重(zhong)(zhong)力(li)、10-8Torr真空(kong)、-180～180℃溫度環境(jing)的長時間、高(gao)精度模(mo)(mo)(mo)(mo)擬，構(gou)建了月(yue)表極(ji)(ji)端環境(jing)地面模(mo)(mo)(mo)(mo)擬平(ping)臺(tai)。第二套(tao)是“400gt超重(zhong)(zhong)力(li)離(li)心(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬試(shi)驗(yan)(yan)系(xi)統”，該(gai)系(xi)統基(ji)于(yu)高(gao)速旋轉(zhuan)營造(zao)離(li)心(xin)力(li)場，為(wei)揭示原位開采響(xiang)應及災變(bian)過(guo)程(cheng)(cheng)提(ti)供了可靠平(ping)臺(tai)。

　　（作者：李瑞林，系中國礦業大學深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室副教授）