“皓月当空照千年，壮志凌云探广寒”，古人对月球探索的智慧，如今正在中国科学技术大学合肥深空探测实验室上演。

前不久，该实验室在《中国科学技术大学学报》发表了关于“全光谱太阳能分频制氧”的技术，或将打破人类对月壤制氧技术的依赖。

嫦娥五号月壤是制氧技术的稀缺资源

2020年末，嫦娥五号成功从月球带回1731克月球样品。这不仅是人类首次获取的月表年轻火山岩区样品，更是中国科学家首次拥有的属于自己的地外天体返回样品，成为推动中国航天科技发展的“催化剂”。与上世纪阿波罗计划采集的月壤相比，中国嫦娥五号带回的月壤样本呈现出独特的矿物组成和催化特性。

而在2022年，南京大学、香港中文大学（深圳）、中国科学技术大学、中国空间技术研究院等机构的研究团队便有了重要发现。他们察觉到嫦娥五号取回的月壤“浑身是宝”，其中所含的元素和矿物结构里存在一些活性化合物。这些活性化合物能够在太阳光的助力下，将水和二氧化碳转化为氧气、氢气以及甲烷、甲醇。

在当时，这一发现引发了国际航天界的广泛关注。

美国NASA通过多种渠道表达合作意向，但由于其自设的"沃尔夫条款"限制，中美航天合作仍处于冰封状态。而在今年4月24日，中国航天宣布借用给美国两所高校少量月壤样品，既展现了开放姿态，又确保了技术优势。

此刻，或许不少人心中都会想，美国会不会在相关领域超越我们？其实，大家不用过度担心，即便美国拥有了月壤样品，但想要从这些借来的月壤中实现研究上的快速突破，也不是一件容易的事儿，毕竟，实现相关技术的攻克也需要一个循序渐进的过程。

更何况，我们近期发布的“全光谱太阳能分频制氧”技术，直接利用月球丰富的太阳能资源制备氧气，为在月球制氧找到了新的途径，为我国月球基地建设提供了一个更具可持续性发展的技术选择。

全光谱制氧技术成月球制氧的新方法

在探索月球的过程中，由于近乎真空的大气环境，使得氧气的供应成为了至关重要的问题。我国多家科研机构联合提出的“全光谱太阳能分频制氧”技术，为解决月球氧气供应难题带来了新的希望。

那么，究竟什么是“全光谱太阳能分频制氧”技术呢？简单来说，这项技术打破了以往只局限于某一种波段太阳能利用的传统模式，而是充分挖掘全频谱、全波段太阳能的潜在价值，让太阳能的每一份能量都能物尽其用。

回顾过去的“光催化制氧”方案，更多地停留在实验室层面的原理验证阶段。而此次我国科学家提出的利用光伏、光热、高温电解的“三位一体制氧技术”，则是朝着工程应用迈出了坚实的一步。

所谓“三位一体”，就是巧妙地将太阳光的不同波段进行分开利用：短波段为整个制氧过程提供强大热源，中波段为系统运行提供稳定电源，长波段则用于温控与辅助加热。三者协同，直接构成了系统的核心动力支撑。

在这些要素和技术的协同作用下，这套先进系统拥有了两种高效的制氧途径：一是利用水热分解反应直接制氧，二是通过高温二氧化碳电解技术将CO₂转化为氧气。

为了完善这项技术，科研团队专门建立了复杂的数学模型，并综合考虑了不同温度、不同波长、不同材料对系统运行效率的影响。甚至连未来月球表面极端的昼夜温差、强烈的紫外辐射等复杂的环境变量也被纳入其中。通过大量的理论模型测算，这种全光谱耦合系统的整体能效利用率是传统单一光催化工艺的数倍之多。

另外，在2024年，中国科研团队还研发出一种全新的“月壤提水”技术。根据官方数据测算，一吨月壤，可提水51-76kg。

月球生存闭环逐步成型

目前，中国航天科学界正在积极推进一系列极具前瞻性的地外建筑技术，“月壤烧砖”、“原位3D打印建筑”等项目正同步开展。倘若再结合未来可预期实现的氢气、甲烷等燃料制备能力，一个完整的“月球生存闭环”正在逐步构建成型。

而在这一系列成果的背后，一项更为宏大的战略工程——中国国际月球科研站正悄然推进。根据官方报道，中国计划于2030年前完成首次载人登月任务。国际月球科研站建设将分三期推进，2030年前后建成基本型，开展月球环境探测和资源利用试验验证；2040年前后建成完善型，开展日地月空间环境探测及科学试验，建成鹊桥通导遥综合星座，服务载人登月和火星、金星等深空探测；后续建设应用型月球科研站，将科研型试验站升级为实用、多功能的月球基地。 

中美航天差距

如今，当美国还深陷阿尔忒弥斯计划反复延期、SLS火箭发射时间一改再改的困境时，中国航天领域却是另一番景象。梦舟飞船逃逸试验顺利开展，长征十号地面验证工作稳步推进，嫦娥七号任务也已明确排期，各项工作都在按部就班、有条不紊地进行着。

从中美航天进度的对比中能够清晰看到，差距的产生并非单一因素所致，而是受到多方面因素的综合影响。它源于整个产业链的配套能力；取决于较高的工程管理水平；依赖于精湛的生产工艺；离不开严谨的地面验证流程；更取决于完备的人才梯队建设。

而这一切的背后，是中国航天工业体系几十年来持之以恒的技术积累，以及强大的系统工程能力，正是这些支撑着中国航天在探索宇宙的征程上不断前进。

从地球到月球，人类探索的脚步从未停歇。我国最新公布的制氧技术，不仅为月球基地的可持续运行提供了关键支撑，更让“月球呼吸自由”从梦想走向现实。

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