月球是人类发射探测器最多的地外天体，同时也是目前人类足迹所到达过的最远天体，通过50多年的观测和研究，科学家们不但较为深入地了解到了月球的地形地貌、大气和磁场等自然环境特征，同时也通过采集的月球土壤，分析出了月球表面岩石和土壤的变化机制，从而推测出月球的地质结构和演化规律，这些为今后建造月球基地、以月球为跳板开展深空探测打下了坚实的基础。
如果要将月球作为人类探索太空的“中转站”，在月球上建造永久研究基地是必要的环节，而在月球上建造基地，就必须保障能够支撑人类长期生存的基本要素，比如适宜的温度、可以饮用的水资源、可以呼吸的氧气以及充足的燃料。
适宜的温度比较好办，既可以通过挖掘的方式在月球地下建造“温暖”的房屋，也可以使用燃料或者利用太阳能的方式提供能量转化途径。而剩下的几个必备要素，如果仅靠从地球向月球运输，那么无疑成本会非常巨大，建造周期会非常漫长，而且还不可持续。
所以，科学家们近年来，一直都在尝试利用月球本身的自然条件，来实现能源和物质供给的方法。
我国科学家的最新突破
近日，我国科学家在这方面有了崭新和重大的研究突破。南京大学的研究人员在《焦耳》杂志上，发布了一项研究成果，通过深入分析嫦娥五号带回土壤成分的分析，发现里面含有较多的铁和钛化合物，并且验证了通过这些化合物和太阳光、二氧化碳来制造氧气、水和燃料的可行性，这项成果对于下一步的月球深入探测、载人登月以及未来建造月球基地，无疑打了一针“强心剂”。
目前，全世界从月球上带回土壤的国家只有3个，即前苏联带回了300克左右；美国通过阿波罗计划分批次共带回381公斤，1978年时赠送给我国1克；我国通过嫦娥五号取回月壤1.731公斤。我国取回的这些月壤，其中一部分目前已经进行了4次分发，来支持相关科研机构开展研究，目前在月壤成分、月壤形成机制等方面均取得了令人十分鼓舞的研究成果。
值得一提的是，前不久，我国科学家公布了月球土壤中含有较多水分和氦3的研究成果，得出了每吨月壤的含水量为120克、月球上氦3储量高达100万吨以上的结论。假如能够对月球土壤进行大规模的开发利用，不但能解决水源供给问题，而且可控核聚变技术能够进一步突破的话，仅使用几吨的氦3，就能支撑我国能源消费1年左右的需求，这更加坚定了我们深入开展月球探测的信心。
当然，从短期来看，对月球进行大规模开发的技术条件还不具备，所以现在包括我国在内的世界各国科学家，都在极力开展月球土壤的相关资源分布、储量、提取和合成等方面的研究，我国南京大学的研究团队正是基于这方面的背景，重点从利用月球土壤，来合成支撑今后月球探测的基本物资和能量需求的角度开展了一系列分析和研究。
我国科学家在发现月壤中含有较为丰富的铁和钛化合物后，通过太阳光的照射，可以作用将水分解为氧气和氢气的高效催化剂。通过这种反应，产生的氧气可以供航天员呼吸使用，产生的氢气在月壤催化剂、航天员呼出二氧化碳的作用下还能生成甲烷等碳氢化合物，这类碳氢化合物又能作为火箭燃料的主要成分。
我国科学家将这种利用月球本土的资源，来获得氧气和燃料的过程称为“地外光合作用”，如果这项成果能够得到广泛应用的话，那么就能大大减少从地球运送到月球的物资和能源总量，而且还不需要额外的能量输入，具有理想的可持续性，有很大的几率成为未来人类在月球上长期工作和生活的一种策略。
“地外光合作用”的实现意义重大
从目前看，人类在地外天体上所进行的一些“地外生存策略”，还不能完全脱离地球能源资源供给的瓶颈，比如美国毅力号火星车，携带了一种仪器，可以利用火星上的二氧化碳来制造氧气，但是这种仪器依靠的是从地球上带去的核电池供电的。
而我国科学家的新研究成果，可以使用月球上的资源和太阳光进行发电，继而维持着整个系统的正常稳定运行，不需要从地球上运送能源。后续，我国的研究团队还将进一步在太空中，测试这种“地外光合作用”系统的性能，从而为未来我国载人航天特别是月球基地建造提供支撑、拓展选择自由性。
这种在地外天体上实现的资源、能源自给自足模式，是世界各国未来在太空探索方面的重点突破领域，谁最先取得突破，那么谁就能在深空探测上占得先机，我国科学家的这一发现，无疑走在了世界的前列，中国月球基地建造未来可期！
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