具有腐蚀性的火星和月球土壤可以用来生产氧气

　　据悉，由欧洲航天局资助的一项研究旨在开发一种方法，不仅可以探测到月球和火星上可能危及宇航员的危险的超氧化物土壤，而且还可以将这些危险转化为未来任务的＂氧气农场＂。
　　上图：超氧化物可以被月球和火星前哨基地用来制造氧气农场。
　　由于我们的地球完全由水主导，以至于我们不仅认为水的存在是正常的，而且认为它是一种相对温和的液体， 从化学角度来看，它是最安全的。
　　但事实上，水是宇宙中最活泼的化合物之一，也是你所能得到的最接近通用溶剂的一种。它对我们无害的唯一原因是，在过去的50亿年里，它设法与地球上的一切事物相互作用，溶解或中和。因此，科学家们仍在不断了解无水环境到底是什么样子，以及在其中可以存在哪些（对我们来说）奇异的物质。
　　上图：海盗登陆车。
　　一个戏剧性的例子是美国宇航局的海盗1号和2号登陆任务，它们在1976年登陆火星。这不仅是第一次成功登陆火星，也是迄今为止，在这颗红色星球上寻找直接生命迹象的唯一尝试。
　　其中的关键是＂标签释放＂实验。在这一过程中，着陆器的机械臂铲起火星土壤样本，并将其送入机载实验室。然后用几滴营养液润湿土壤，营养液由水组成，溶解了7个含有放射性碳同位素的简单有机分子。
　　上图：海盗号实验舱。
　　当时他们的想法是，如果土壤中有任何类似细菌的东西，它将吞噬营养物质，并释放出放射性的二氧化碳，仪器将检测和测量这些二氧化碳。不出所料，当这些因素被加上去的时候，结果就出来了。
　　一开始，地球上的科学家们很高兴，但后来问题开始出现。土壤样本确实释放出了二氧化碳，但在160 C（320 F）的温度下灭菌三个小时后，它们也释放出了二氧化碳。更糟糕的是，当对样本进行分析时，它们没有显示出任何有机分子的痕迹。
　　上图：从凤凰号的视角看火星。
　　尽管这一现象的原因已经被激烈地争论了近半个世纪，但最被广泛接受的理论是，我们看到的活动不是由于生命，而是因为火星土壤中含有高度活性的、含氧的非生物化学物质，称为＂超氧化物、过氧化物或高氯酸盐＂。
　　这些化合物是在强烈的紫外线照射特别是粗糙的土壤颗粒时产生的，具有许多自由化学键，在地球上非常罕见，因为水的存在破坏了它们，并侵蚀了能够产生它们的土壤颗粒粗糙的表面。但在月球和火星上，土壤呈锯齿状，每天都受到紫外线辐射的冲击，这些超氧化物非常常见。美国宇航局的凤凰号着陆器在2008年就探测到火星土壤中存在高氯酸盐。
　　这些反应性化合物引起了空间科学家和工程师的关注，原因有很多。它们不仅能破坏所有生物化石的痕迹，还具有极强的腐蚀性，这意味着它们会破坏机器，甚至灼伤未受保护的皮肤和肺组织。
　　因此，来自雅典国立技术大学和佩特拉斯大学的科学家们正在寻找一种检测这种反应性化合物的方法。利用来自类似于火星的莫哈韦沙漠和阿塔卡马沙漠的土壤样本，以及辐照过的高氯酸盐，目标是设计一个比平装书更小的微流体设备，可以检测超氧化物床，这样宇航员就可以避免或对抗潜在的危险。
　　上图：活性氧探测器的概念。
　　更令人兴奋的是，这项技术有可能扩大规模，生产出一个化学反应堆，以将这些危险的土壤变成可能取之不尽的氧气源，用于未来在月球和火星上的前哨基地。
　　欧洲航天局材料和工艺工程师 Malgorzata Holynska表示：＂令人兴奋的是，这项技术不仅可以用于超氧化物检测。该项目由ESA的技术开发单元支持，将包括一个大型反应堆装置的初步设计，以定期从土壤中提取氧气，我们称之为‘氧气养殖’。太阳紫外线照射会在几个小时内补充它们的氧气供应。据估计，1.2公顷（3英亩）的面积可以产生足够维持一名宇航员生命的氧气。＂
　　由于商业合成的月球和火星风化层不适合该团队的研究，下一个目标是要么创造自己的合成材料，要么使用月球或火星陨石进行测试。
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