【在月球乃至更远的小行星上采矿,距离现实还有多远?】中国国家航天局、国家原子能机构近日联合发布嫦娥五号的最新科学成果:中核集团核工业北京地质研究院在月球样品研究中发现新矿物,并将其命名为“嫦娥石”,同时还获得了嫦娥五号月壤中未来聚变能源资源——氦-3的含量和提取参数,为我国后续月球氦-3资源的遥感预测和资源总量估算,以及氦-3资源未来开发和经济评价提供了基础科学数据。这些消息不由得让人产生联想:在月球乃至更远的小行星上采矿,距离现实还有多远?

如何从月球开采“无尽的能源”

美国“太空”网站在介绍为何美国国家航空航天局(NASA)要急着“重返月球”时,特意提到了月球资源的商业开采前景,其中最受关注的当属月球上储量丰富的氦-3资源。

据介绍,可控核聚变具有能量密度大、清洁、燃料丰富、安全性高等突出优点,被认为是人类的终极能源,而氦-3能提供“最清洁的可控核聚变能源”。它作为可控核聚变的燃料之一,产生的能量是铀-235核裂变反应的12.5倍。更重要的是,与氘、氚等核聚变燃料不同,氦-3在聚变反应中不会产生中子二次辐射危险,更加清洁和可控。100吨氦-3核聚变产生的能量即可供应全球使用1年。另外,氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂,是超导、量子计算等前沿研究领域的必需物质。

业内专家告诉《环球时报》记者,地球上氦元素主要是氦-4,氦-3储量只有0.5吨左右。但在地球上稀缺的氦-3,在月球上却是储量惊人。专家介绍说,月球上的氦-3主要来自太阳风的辐照。作为太阳核聚变的产物,携带氦-3的太阳风持续向宇宙空间喷发。当太阳风吹到月球时,由于月球没有大气和磁场,它就如同一个超级收集器,将氦-3存储在月球表面的月壤里。科学家估计,在月球形成的数十亿年间,可能遭到多达数亿吨氦-3粒子的撞击,其中相当部分被保存在月壤中。而地球的大气层和磁场虽然保护了生命的演化,但同时也将携带氦-3的太阳风阻挡在外,这也是地球上氦-3稀缺的主要原因。

美国“阿波罗”计划和苏联“月球”系列探测器取回的月球样本也都证明,氦-3在月球表面的含量远高于地壳含量,预计在月壤中的氦-3总量在65万-322万吨左右。这意味着从月球获得的氦-3足以满足地球上万年的能源需求。因此在近年的月球商业开发热潮中,不少企业都提出了从月球上提取氦-3的设想。美国“国会山”网站称,一家美国核能公司此前已经就开采月球氦-3资源签署了一份意向性协议,其中设想利用特种月球车收集月球表层的月壤,将它们运送到处理室中分离出氦-3并储存起来,等待运载火箭将其送回地球。据称,在月球收集氦-3的相关设备已经在地面进行了实际测试。

但英国伦敦大学的伊恩·克劳福德教授对于从月球提取氦-3的经济可行性提出质疑。他表示,由于氦-3在月壤中没有形成类似地球矿脉那样的富集区域,因此想要分离足够的氦-3就必须处理海量的月壤,这意味着需要相当庞大的处理设施。相关研究报告显示,如果要达到每年从月球收集100吨氦-3的能力,考虑到月壤的氦-3含量非常少(虽然相比地球含量已经很高了),需要上千辆专用矿车才能满足需求。再加上庞大的处理设备以及往返地月的太空运载工具,前期投入可能高达上万亿美元。

克劳福德还提到,当前对于月球氦-3储量的估算主要都是基于美国和苏联从月球低纬度地区带回的样本。但氦-3在月球上是否可能存在分布不均的情况?这还需要未来进一步对于月球南北极地区样本的考察。

专家介绍说,中国对嫦娥五号探测器获得的月球样本的最新研究成果,有助于推进月球氦-3的开采。此前的研究认为,想要从月壤中分离氦-3,必须提供700摄氏度以上的高温环境,这样不但耗能较高,而且速度慢,不利于在月球上原位开采。而中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队发现,月壤中钛铁矿颗粒表面存在一层非晶玻璃,它具有极高的稳定性,在月球上捕获并保存了丰富的氦-3资源。因此通过机械破碎法,可在常温下提取以气泡形式储存在钛铁矿颗粒中的氦-3,而不需加热至高温。而且钛铁矿具有弱磁性,可通过磁筛选与其他月壤颗粒分开,便于在月球上原位开采。根据月球钛铁矿总量估算,以气泡形式储藏的氦-3总量或高达26万吨,如果全部用于核聚变,可以满足全球2600年的能源需求。这些结果不但为月球上氦-3的富集机理提供了新的见解,也为未来月球氦-3的原位开采利用奠定了理论基础,对探寻月球资源的有效利用路径具有重要意义。

月球还有哪些矿产值得开采

除了氦-3之外,月球上还有大量矿产存在开采价值。其中备受关注的就是稀土元素和放射性元素。众所周知,稀土元素具有独特的磁性或催化性能,是电子器件中的关键成分,也在导弹、智能武器、导航仪、喷气发动机等军事高新技术领域有重要应用价值。但这些稀土元素的开采难度大、成本高,而且在地球上的分布很不均匀。

英国广播公司网站称,月球上的稀土元素和放射性元素广泛存在于克里普岩中。据介绍,月球形成之初,曾被深达数百公里的岩浆洋覆盖。随着温度降低,岩浆开始固化,形成岩石。当岩浆洋结晶程度达到约98%时,不相容元素(不喜欢进入固体,而喜欢进入熔体的元素)在残余熔体中高度浓缩,最终在月壳和月幔之间形成克里普岩夹层,它因富含钾、稀土元素和磷而得名。据估算,月球克里普岩中蕴藏的稀土元素、钍、铀的资源量分别约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。

报道还提到,在地球上提炼稀土元素可能会对环境造成严重污染。“考虑到这点,月球是个最佳替代选择。它可能是个价值数万亿英镑的巨大市场”。

考虑到传统开采稀土元素的方法并不适用于月球或太空环境,科学家们正在寻求新概念的开采方法,其中就包括利用微生物的“生物采矿”。英国《自然·通讯》杂志称,英国科学家评估了国际空间站上3种细菌在微重力、模拟火星重力和地球重力三种条件下的生物采矿潜力,并测量了这些细菌的提取效率——从玄武岩(类似于月球和火星表面的大部分物质)浸出的14种不同稀土元素的含量。其中一种名为鞘氨醇单胞菌的微生物在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素,而且该细菌的浸出率在三种重力条件下都差不多,玄武岩中含量最丰富的稀土元素的浸出率最高。

此外,月球的其他矿产资源也极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的砂土中就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的砂土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。例如,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。

值得注意的是,在月球开采的矿产资源并不一定要全部运回地球。伴随着人类走向太空,不可能所有建筑材料都要由地球提供。月球丰富的矿产储备和低重力环境,让它可以为建造月球基地乃至太空设施提供大量关键原料。

开采小行星是否可行?

相比于“月球开矿”,在距离人类更远的小行星上进行资源采集听上去似乎更不可行。但科学家们却认为,从技术上讲,这并非没有可能。

根据NASA方面的统计,已经发现上万颗近地小行星,在木星和火星轨道之间还有一个由数百万大小不一的岩石组成的小行星带。它们大都是在太阳系形成时留下的残余,除了科研价值外,其中部分小行星还蕴含着丰富的资源,比如纯度较高的铁和铂等金属原料。

相比于在月球或火星上开矿,小行星上几乎没有重力,可以轻易运走大块材料,可行性更高。因此“小行星开矿”也赢得了各国的高度关注。2015年11月,美国时任总统奥巴马签署《美国商业太空发射竞争法案》,其中允许具备必要技术登陆小行星的个人或企业占有行星以及其他太空资源。2016年,卢森堡政府成为第一个明确表现出对小行星矿业生意具有浓厚兴趣的欧洲国家。

据介绍,“小行星开矿”的第一步是利用专业设备确认目标小行星的矿产种类和开采前景。美国私营企业“行星资源”公司正在借助卫星搜寻最适合开发的小行星。而NASA计划明年启动Psyche小行星探测任务。这颗编号“16 Psyche”的小行星可能是太阳系形成早期一颗未能成形的小型行星的裸露金属核,直径达140英里,主要由铁、镍和稀有金属构成。之前曾有媒体估算,如果将这颗小行星上的所有金属运回地球,其价值总额将是一个天文数字。

据称,在技术方案选择方面,采矿机器设备可采用太阳能供电,能减少从地球运往小行星所需燃料;在开采过程中,所有飞船和设备须紧紧固定在小行星上,以防因失重而飘走迷失于太空。

“行星资源”公司总裁兼首席工程师克里斯·列维奇表示,开采小行星并不神秘,“我们只是在重复历史上已经做过的事情,就如同殖民者登上北美大陆,利用当地资源发展和壮大。”他表示,考虑到摆脱地球引力需要耗费大量燃料,“无论前往太阳系的任何地方,只要登上地球轨道,路程就走了一半。”因此尽力利用小行星上的资源是最为经济可行的办法。例如小行星上拥有丰富的水、铁、镍和钴等资源。“使用3D打印等技术,可从小行星获取材料,然后制造出各种东西。这样就再也不用从地球用火箭运送工具、机械甚至驻地材料,从而进一步降低太空探索的成本。”但他同时承认,小行星开发还存在技术和法律问题,有待进一步解决。

【仙桃月饼市场走访调查】中秋将至,各式月饼在商超及电商平台陆续上架。近日,记者走访我市多家大型商超发现,受监管政策影响,今年月饼礼盒“瘦身”成功,包装全部不超过三层;此外,和往年动辄上千元的“天价礼盒”相比,今年主流月饼礼盒定价多在200元左右,没有发现定价超过500元的礼盒月饼。

价格包装均“瘦身”

8月29日下午,记者先后来到富迪超市青青家园店、好邻居量贩、雅斯超市商城店进行了探访。

在富迪超市青青家园店,店内已经拉出“中国十大月饼展销节”“中秋倒计时”“二件起批”等字样的宣传标语,平价盒装月饼选择相对更多。记者观察到该超市盒装月饼单价最低为39.9元/盒,单价最高的则是248元/盒的华美十全福礼月饼。

记者随后以月饼为关键词进行线上搜索,并选择价格从高到低排序且尝试进行结算,在淘宝和京东两大APP上面,单盒月饼最高结算价均为499元。

与此同时,和往年相比,今年绝大多数月饼礼盒包装呈简约化特点,最外层一般都是金属盒或纸盒,里面一层内包装,再加上单个月饼本身的包装袋,正好三层,没有太过花哨的设计。这与今年8月15日正式实施的《限制商品过度包装要求——食品和化妆品》有关。新规规定,月饼包装的层数最多不超过三层,包装的必要空间系数从12降低为7,相当于包装体积缩减了42%。此外,对于销售价格在100元以上的月饼,包装成本占销售价格的比例不能超过15%。

这些规定有效地减少了包装浪费,推动了食品包装“瘦身”。

在好邻居量贩,记者发现月饼选购区内华美、潘祥记等常见品牌均有多规格、价位可选,单价200元左右的盒装月饼选择较多。其中潘祥记多彩云南月饼礼盒1.65kg、友丽来鸿运玺礼1460g标注单价为498元/盒。销售员告诉记者,此乃该超市最贵的盒装月饼,如果批量购买,还能帮忙申请折扣优惠。

在雅斯超市商城店,记者看到不少包装精美的盒装月饼被摆放在显眼位置,200-400元/盒的月饼占据主力。其中金宝利瓷花礼月1320g、歌帝梵2022中秋限量版(金盒)标注单价为499元/盒,金宝利鸿运当头1.32kg、歌帝梵2022中秋限量版(红盒)、稻香村稻香贡礼1660g标注单价为498元/盒。一位店员向记者证实,该超市最贵的月饼确实是499元/盒,目前没有优惠,但消费者可通过雅斯超市购物卡进行消费,购买500元购物卡送20元抵用券。

超500元盒装月饼受重点监管

不同地区、不同品牌、不同规格、不同口味的盒装月饼,最高销售单价均未超过500元,其实是商家为了规避行业新规监管,在价格上“打擦边球”的行为。

据了解,今年6月,国家发展改革委、工业和信息化部、商务部、市场监管总局联合发布《关于遏制“天价”月饼、促进行业健康发展的公告》(下称《公告》),针对“天价”月饼暴露的突出问题,在坚持月饼价格由市场形成的基础上,综合运用市场化、法治化手段,推动企业守法经营、合理定价,促进月饼行业健康发展。

《公告》明确规定,对单价超过500元的盒装月饼实行重点监管。如有需要,将对经营者开展成本调查。同时要求生产者严格执行包装强制性标准,不得使用贵金属、红木等贵重材料。此外,还提出了禁止月饼混合销售、规范月饼券管理、加强酒店及餐厅渠道监管、强化电商平台监督责任、倡导行业自律等。

记者了解到,作为监管职能部门,为进一步规范市场价格秩序,维护消费者合法权益,促进生产经营者及相关单位严格遵守价格法律、法规及政策,提倡节俭、反对浪费,坚决遏制“天价”月饼等现象,近期以来,市市场监管局对我市商超、酒店开展了月饼市场价格巡查,重点关注单价超过500元的盒装月饼。检查过程中,执法人员向经营者发放了《关于规范月饼市场价格的提醒告诫函》,提醒经营者自觉遵守价格政策。同时,畅通12315市场投诉举报电话,及时处理市民投诉,积极回应群众关切。

从目前检查情况来看,各经营场所内盒装月饼货源充足、品种齐全,均明码标价,价格在38元到499元之间,暂未发现单价超过500元及过度包装、搭售、混合销售的“天价”月饼。

下一步,市市场监管局将继续加大政策宣传力度,加强月饼市场巡查力度,维护月饼市场健康有序发展,保障市民度过一个欢乐祥和的中秋佳节。

倡导理性选择月饼

那么,作为消费者,应该怎样挑选自己喜爱的月饼呢?记者为大家整理如下:
1、选择资质证照齐全的正规渠道购买。
2、注意查看包装是否完整,仔细阅读包装信息。
3、保存消费凭证,发生消费纠纷时可作为维权依据。
4、不轻信广告宣传,理性购买打折、促销月饼。
5、按照包装说明上的贮藏方式进行保存并及时食用。
6、坚果籽粒是月饼的常用原料,也是常见的过敏原,过敏人群食用前要仔细阅读配料表,以免误食引发过敏。
7、食用时如有不良反应,要停止食用并立即就医,尽快找到商家协商处理。
8、消费者发现食品安全违法行为的,请拨打12315热线向市场监管部门投诉举报。

此外,月饼作为高油、高糖的食物,过量食用会导致一系列情况。医生建议,成年人一天食用月饼的量尽量不要超过100克。除此以外,一些特殊人群如糖尿病人、胃肠功能差的老年人、儿童应尽量少吃。

仙桃周刊提醒广大市民:文化价值才是中秋的灵魂,家人团圆才是吃月饼的意义。让我们回归本真,消费但不浪费,别让这份佳节的礼物成为“舌尖上的负担”。

图一:线上线下,499元或成盒装月饼单价上限
图二:市市场监管局执法人员开展月饼市场价格巡查

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