月球上可利用的能源主要有太陽(yáng)能和核聚變燃料。對于開(kāi)發(fā)月球上的太陽(yáng)能來(lái)說(shuō),由于月球表面沒(méi)有大氣,太陽(yáng)輻射可以長(cháng)驅直入,因此在月球白天月表太陽(yáng)能輻射強烈,有豐富的太陽(yáng)能;同時(shí),月球上的白天和黑夜都相當于14個(gè)地球日,因此可沿月球緯度相差180度的位置分別建立太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng),并采用并聯(lián)式連接,就可以獲得極其豐富而穩定的太陽(yáng)能。當處在月球夜晚的太陽(yáng)能電廠(chǎng)停止工作時(shí),處在月球另一則的太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)正好在白天,可以正常發(fā)電。兩個(gè)電廠(chǎng)不斷輪換可以保持持續發(fā)電。如果只建設一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng),則在月球夜晚要使用在白天充滿(mǎn)電能的畜電池,或其它發(fā)電設施(如核電)。這不但解決了未來(lái)月球基地的能源供應問(wèn)題,還可以用微波將能量傳輸到地球,為地球提供新的能源。
由于月球幾乎沒(méi)有大氣層,太陽(yáng)風(fēng)粒子可以直接注入月球表面,太陽(yáng)風(fēng)粒子的長(cháng)期注入使月壤富含稀有氣體。在太陽(yáng)風(fēng)注入的稀有氣體中,最讓人們感興趣的是氦-3,因為氦-3可以與氘進(jìn)行核聚變反應,并釋放出巨大的能量。目前,人類(lèi)正在對受控核聚變反應開(kāi)展研究,并且主要氘-氚核聚變反應開(kāi)展研究。相比目前正加速發(fā)展的利用氘和氚反應的熱核聚變裝置來(lái)說(shuō),用氦-3進(jìn)行核聚變反應具有比用氚作燃料有更多的優(yōu)點(diǎn),主要表現在:(1)在氘-氚核聚變反應過(guò)程中,伴隨核聚變能的產(chǎn)生,要產(chǎn)生大量的高能中子,而這些中子將對核反應裝置產(chǎn)生廣泛的放射性損傷;相反,若用氦-3作為反應物,則主要產(chǎn)生高能質(zhì)子而不是中子,質(zhì)子的穿透性遠遠低于中子,因此防護設備簡(jiǎn)單得多,而且對環(huán)境保護更為有利;(2)氚本身具有放射性,而氦-3沒(méi)有放射性。
月壤中氦-3的資源量為未來(lái)人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用月球能源提供了一種可能的途徑。由于月壤中氦-3的含量較為穩定,因此只要能夠精確探測月壤的厚度,就可以估算出月壤中氦-3的資源量。以美國“阿波羅”登月飛船和蘇聯(lián)的“月球號”自動(dòng)取樣探測器采回的月樣品進(jìn)行試驗分析,并以實(shí)測分析結果為參考標準計算,月壤中氦-3的資源總量可達100萬(wàn)—500萬(wàn)噸,而地球上可提取的氦-3只有15至20 噸。若能實(shí)現商業(yè)化利用,月壤中的氦-3可供地球能源需求達數萬(wàn)年。因此,開(kāi)發(fā)月壤中豐富的氦-3資源,對人類(lèi)未來(lái)能源的可持續發(fā)展具有重要而深遠的意義。(來(lái)源:《月球科學(xué)概論》)