一种月球水冰开采方法

1.本发明涉及一种月球水冰开采方法，属于开采方法技术领域。


背景技术：

2.月球可能具有丰富的水资源，鉴于水资源以水冰的形态主要分布于月球极区的永久阴影区中，水资源在月球环境中又以气固两象形式存在，受热扰动极易产生逃逸，所以如何开采和利用月球的水资源将会成为建立月球基地的前提。目前开采水冰的方案多为集成在月球车上的小型装置，还没有能够大规模开采和利用的例子。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有技术没有能实现月球极端低温真空环境的水资源开采的技术问题，提出一种月球水冰开采方法。
4.本发明提出一种月球水冰开采方法，具体包括以下步骤：
5.(1)位于阴影坑边缘的可接受光照的可移动式基站利用中子谱仪探测坑内水冰丰富的位置；
6.(2)可移动式基站向步骤(1)中探测得到的位置发射爆破弹；
7.(3)可移动式基站向步骤(2)中制造出的爆破坑发射可展开防逸罩，可展开防逸罩在飞行到爆破坑的中途展开覆盖到爆破坑上；
8.(4)可移动式基站上的聚光镜将从太阳汇聚的阳光发射到步骤(3)中的可展开防逸罩上；
9.(5)可展开防逸罩中的冷陷收集器收集由步骤(4)汇聚而来太阳光升华的水冰；
10.(6)回收冷陷收集器和防逸罩到可移动式基站中。
11.优选地，步骤(2)中的爆破弹是气象爆破弹，依靠高压气体制造爆炸，不会产生污染。
12.优选地，步骤(3)中的可展开防逸罩含有滤光膜片能够将从太阳汇聚而来的太阳光引入爆破坑内。
13.优选地，步骤(3)中的可展开防逸罩是能够回收的，等到冷陷收集器填充满水之后能够与防逸罩一同回收到基站。
14.优选地，步骤(3)中的可展开防逸罩具有气密性，能够防止升华的水冰物质的逃逸，使其大部分都能够被冷陷装置捕获。
15.优选地，步骤(3)中的可展开防逸罩集成有冷陷收集器。
16.本发明所述的月球水冰开采方法的有益效果为：本发明能够在月球原位大规模、高效能、无污染的开采月球水冰。
附图说明
17.构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
18.在附图中：
19.图1为本发明所述的一种月球极区阴影坑水冰开采方法的1到2步；
20.图2为本发明所述的一种月球极区阴影坑水冰开采方法的2到6步；
21.其中，标号1
‑
6表示开采方法的1
‑
6步。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
23.具体实施方式一：参见图1
‑
2说明本实施方式。本实施方式所述的月球水冰开采方法，具体包括以下步骤：
24.(1)位于阴影坑边缘的可接受光照的可移动式基站利用中子谱仪探测坑内水冰丰富的位置；
25.(2)可移动式基站向步骤(1)中探测得到的位置发射爆破弹；
26.(3)可移动式基站向步骤(2)中制造出的爆破坑发射可展开防逸罩，可展开防逸罩在飞行到爆破坑的中途展开覆盖到爆破坑上；
27.(4)可移动式基站上的聚光镜将从太阳汇聚的阳光发射到步骤(3)中的可展开防逸罩上；
28.(5)可展开防逸罩中的冷陷收集器收集由步骤(4)汇聚而来太阳光升华的水冰；
29.(6)回收冷陷收集器和防逸罩到可移动式基站中。
30.步骤(2)中的爆破弹是气象爆破弹，依靠高压气体制造爆炸，不会产生污染。
31.步骤(3)中的可展开防逸罩含有滤光膜片能够将从太阳汇聚而来的太阳光引入爆破坑内。
32.步骤(3)中的可展开防逸罩是能够回收的，等到冷陷收集器填充满水之后能够与防逸罩一同回收到基站。
33.步骤(3)中的可展开防逸罩具有气密性，能够防止升华的水冰物质的逃逸，使其大部分都能够被冷陷装置捕获。
34.步骤(3)中的可展开防逸罩集成有冷陷收集器。
35.所述一种月球极区阴影坑水冰开采方法，包括6个步骤，首先通过位于阴影坑边缘的可移动式基站内的中子谱仪探测坑内水冰丰富的位置，然后向探测到的位置发射气象爆破弹，然后向爆破的位置发射会在半空中展开的防逸罩，覆盖到炸出的爆破坑上。之后引导基站中的聚光镜将汇聚而来的阳光通过防逸罩照入爆破坑内，通过防逸罩内的冷陷收集器收集因太阳光加热而升华的水冰，等到收集完毕之后就可以回收到基站之中。
36.其中爆破弹的特点是不会对环境产生污染，防逸罩的特点是含有滤光膜片允许汇集而来的太阳光进入，而且是可回收式的，水冰收集完毕之后可以返回基站，或者一个爆破坑内的水冰开采完毕之后可以回收防逸罩，向另一个位置发射爆破弹，投掷防逸罩。防逸罩的特点还在于罩体本身具备一定的气密性，来阻止气态水的逸出。
37.以下结合附图对本发明专利的具体实施方式作进一步详细的说明：在月球极区的一些位置永久不会受到光照，所以水资源以水冰的形式存在的可能性很大，而且水冰在1m深度左右的月壤剖面中丰度最大，这就给水冰资源的开采利用带来了很大的难度，直接加
热升华的方式无法达到1m左右的深度，而且最可能含有月壤水冰的地点是极区的永久阴影坑内，没有光照意味着没有太阳能发电，而没有电意味着水冰的采集、收集、运输都面临能源短缺的问题。坑内意味着水资源的运移会成为很大的问题，轮式的月球机器人很难胜任，可能需要能够飞行的机器人或者跳跃式机器人。
38.首先本发明利用在坑边上的可移动式基站和聚光镜解决能源问题。然后利用气象爆破弹把丰度最高的1m左右的水冰物质炸到表面以便于接收到聚光镜汇聚的阳光进行升华，从固态转移到气态，解决了水冰无法直接加热获取的问题。接下来发射的可回收的防逸罩在半空中展开，罩在爆破坑上，控制聚光镜把汇聚的太阳光透过防逸罩对爆炸而出的水冰物质进行加热，具有气密性的防逸罩可以防止气化的水冰逃逸，解决了水冰易逃逸而无法采集的问题。而无法逃逸的水冰气体，会遇到与防逸罩一体的冷陷收集器，冷陷收集器利用月球环境的低温使得水冰气体凝华收集。等到冷陷收集器装满或者爆破坑内的水冰收集完毕，回收一体的防逸罩和冷陷收集器到基站，取出利用冷陷收集器中的水冰物质以便与下一次水冰采集，解决了坑内难以运输的问题。
39.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种月球水冰开采方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)位于阴影坑边缘的可接受光照的可移动式基站利用中子谱仪探测坑内水冰丰富的位置；(2)可移动式基站向步骤(1)中探测得到的位置发射爆破弹；(3)可移动式基站向步骤(2)中制造出的爆破坑发射可展开防逸罩，可展开防逸罩在飞行到爆破坑的中途展开覆盖到爆破坑上；(4)可移动式基站上的聚光镜将从太阳汇聚的阳光发射到步骤(3)中的可展开防逸罩上；(5)可展开防逸罩中的冷陷收集器收集由步骤(4)汇聚而来太阳光升华的水冰；(6)回收冷陷收集器和防逸罩到可移动式基站中。2.根据权利要求1所述的月球水冰开采方法，其特征在于，步骤(2)中的爆破弹是气象爆破弹，依靠高压气体制造爆炸，不会产生污染。3.根据权利要求1所述的月球水冰开采方法，其特征在于，步骤(3)中的可展开防逸罩含有滤光膜片能够将从太阳汇聚而来的太阳光引入爆破坑内。4.根据权利要求1所述的月球水冰开采方法，其特征在于，步骤(3)中的可展开防逸罩是能够回收的，等到冷陷收集器填充满水之后能够与防逸罩一同回收到基站。5.根据权利要求1所述的月球水冰开采方法，其特征在于，步骤(3)中的可展开防逸罩具有气密性，能够防止升华的水冰物质的逃逸，使其大部分都能够被冷陷装置捕获。6.根据权利要求1所述的月球水冰开采方法，其特征在于，步骤(3)中的可展开防逸罩集成有冷陷收集器。

技术总结
本发明提出一种月球水冰开采方法，该方法包括6个步骤，首先通过位于阴影坑边缘的可移动式基站内的中子谱仪探测坑内水冰丰富的位置，然后向探测到的位置发射气象爆破弹，然后向爆破的位置发射会在半空中展开的防逸罩，覆盖到炸出的爆破坑上，之后引导基站中的聚光镜将汇聚而来的阳光通过防逸罩照入爆破坑内，通过防逸罩内的冷陷收集器收集因太阳光加热而升华的水冰，等到收集完毕之后就可以回收到基站之中。解决现有技术没有能实现月球极端低温真空环境的水资源开采的技术问题，提出一种月球水冰开采方法。本发明能够在月球原位大规模、高效能、无污染的开采月球水冰。无污染的开采月球水冰。无污染的开采月球水冰。


技术研发人员：李丽芳 王双雨 郭朋真 陈化智 姜生元 邓宗全 李恒 魏翔 陈贺 哈泽坤
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/9/6