月球挖掘機

　　美國紐約市“蜜蜂機器人技術”(Honeybee Robotics)鉆掘系統負責人克里斯·扎西尼說：“推土機和挖掘機都非常笨重，所以我們發明了一種完全不同的挖掘方法——使用氣體。”扎西尼發明的月球土壤挖掘方法，是通過向土壤中注入氣體產生一個高壓環境，氣體在壓力作用下自然會向上運行，努力脫逃土壤的束縛。氣體上沖時產生的強勁動力，會把月球土壤頂開，將月球土一起沖出。

　　2008年，紐約市“蜜蜂機器人技術”與美國宇航局簽署一份合同，研發可幫助宇航員在月球上生活和居住的工具，并且這項工作將作為美國宇航局“星座計劃(Constellation program)”的一部分。扎西尼憑借他在南非從事鉆石、煤礦和金礦工作獲得的經驗，以及他在博士學位研究中獲得的有關地球外挖掘工作的知識，設計出極具創造性的月球挖掘方法，其中包括氣體挖掘機。

　　這種所謂的氣體挖掘機器通過一根包在粗軟管中的細管將氣體注入地下。氣體排出后，地下土壤會通過那根粗軟管被輸送到一個儲存容器里。扎西尼說：“這種機器就像一臺真空吸塵器，但是工作原理卻是相反的。”它不是吸，而是先注入氣體，然后吸出土壤。

　　這種氣體挖掘機器的重量比常規挖掘工具輕得多，不過它卻回避了實質性問題：未來月球居民將從哪里獲得運轉這種機器的氣體？扎西尼表示，一種很好的來源或許是宇航員每天呼出的二氧化碳氣體。另一種途徑是燃燒任何月球登陸工具的火箭助推器內剩余的燃料，收集這些氣體。

　　扎西尼說：“一艘飛船執行飛行任務時，以防它需要飛行更遠距離，相關人員會為它多準備一些燃料。當飛船在月球上著陸時，剩余燃料就會變成負擔。”然而，燃燒這些燃料產生氣體，是為風動鑿巖機提供動力的一種好方法。

　　循環利用

　　這種裝置一旦收集到月球土壤或風化層后，可將其轉移到居留地，把它們覆蓋在住宅表面，當作防護層，風化層能很好地隔離放射物。還可以通過加工，從月球土壤中提取氧氣和其他礦物質。

　　要想釋放出風化層中的氧氣，必須對它高溫加熱。工程師建議收集到月球土壤后，讓這些材料通過一個熱交換器。或者，如果為這臺挖掘機提供氣體的來源是剩余氣體燃料，那么它排出的氣體已經是熱氣體，如果將這種氣體擠壓到風化層內，月球土壤就會受熱升高溫度。

　　由于我們每帶一點原料到月球，都會給執行任務的飛船增加負擔。所以，工程師必須盡最大可能設計出很多可獲得他們所需的原材料的節約方法，以便從月球上獲得資源并再循環利用資源。扎西尼說：“就像生活在地球上的劉易斯和克拉克一樣，在月球上生活，你必須采用很多循環利用方法。”

　　例如，宇航員不必攜帶非常沉重的水，而是隨身帶一些氫，稍后再將氧加入進去，就可制造出他們所需的水。他們之所以要這樣做，是因為氧是水中較重的成分，而且在月球表面很容易提取出氧。這種方法有效地減輕了航天器所要攜帶的貨物重量。一旦在月球居留地制造出水，因為它們大部分都可以循環利用，因此沒必要從零開始不停地制造更多水。 遺留問題