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作为我国首次开展的月球软着陆任务，嫦娥三号在月球正面成功登陆。如今，距离嫦娥三号登月已经十年零一个月过去了，它仍然还在月表上运行，国外业余天文台此前还接收到了它发出的X波段信号。 月球的自转很慢，其白天和黑夜各持续半个月，嫦娥三号能够熬过这么多个零下180度的极端低温，得益于它携带的一块放射性同位素电池，利用钚-238放射性衰变产生的热量来为嫦娥三号在寒夜保温。 嫦娥三号着陆在月球正面的虹湾，我们拥有了具体着陆点的命名权，这里已被命名为广寒宫。与嫦娥三号一同前往广寒宫的还有玉兔号月球车，它在月球上运行了两年七个多的时间，远超三个月的设计寿命。 在任务期间，玉兔号利用自身携带的月基探地雷达（GPR），对月表进行了原位雷达测量，为研究月球浅层地下结构及其内部资源提供了前所未有的机会。
根据我国科学家发表于《IEEE应用地球观测和遥感专题期刊》（IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing）的一项研究[1]，通过玉兔号的高频雷达观测数据，科学家分析了广寒宫月表土壤的厚度分布。根据月壤中二氧化钛的含量，确定了月表氦-3的浓度。 结果显示，嫦娥三号着陆点附近的氦-3含量很高，比月球整体平均含量至少高了5倍。据估计，每克氦-3目前的价值高达20625美元。我国科学家认为，广寒宫可能是未来开采月球氦-3资源的潜在选址。那么，氦-3究竟有什么作用？为何有这么高的价值？
目前，各类化石燃料是全球能源的主要来源。但这些化石燃料被认为是不可再生的，而且人类消耗的速度越来越快，所以人类未来将会面临能源短缺问题。而解决这一问题的关键，被认为是可控核聚变。
太阳已经“燃烧”了46亿年，其源源不断的能量之源在于核心区域的氢核聚变反应。在1500万度高温和2615亿个地球表面大气压的作用下，四个氢原子核相互碰撞结合成一个氦原子核，反应前后出现了质量亏损，一部分质量被转变成能量释放出来。 据估计，目前全球每年消耗的能量约为5.8万亿亿焦耳，相当于消耗了138亿吨石油。而太阳每秒产生的能量可达386亿亿亿焦耳，这可供目前全人类使用66万年。因此，原子核中蕴藏的巨大能量非常值得开发。
事实上，人类已经在使用核聚变的能量，这就是氢弹。但氢弹是不可控的，巨大的能量会在一瞬间释放出来，我们无法将其应用于生产生活之中。因此，我们需要控制核聚变反应产生的能量，使其能量释放能够可控并且可持续。 由于普通氢原子核，也就是氕，其发生核聚变反应的条件极为苛刻，我们不可能像太阳那种方式来进行核聚变反应。相比之下，氢的同位素氘和氚，其原子核比氕分别多了一个中子和两个中子，它们之间较容易发生核聚变反应，这是当前可控核聚变主要采用的核燃料。
虽然氘和氚的核聚变反应要比核裂变反应更加清洁很多，但仍然会产生中子辐射。而如果采用氦-3，无论是氦-3之间的反应，还是将其与氘和氚都不会产生中子辐射，并且能够产生更多的能量。因此，氦-3可谓是完美的核聚变燃料。 但遗憾的是，地球上的氦-3储量极少，开采成本极高。按照目前估算，每克氦-3价值20625美元，相当于每吨206亿美元，或者每吨1480亿元人民币。
而在月球上就有丰富的氦-3，储量估计为110万吨。只要开采100吨氦-3就够人类使用一年，我国则只需几十吨。除了月球，水星上有更多的氦-3，储量估计将近1000万吨，而木星和土星大气中还有更多的氦-3。 研究人员估计，以当前的航天技术，在月球上每年开采2吨氦-3的成本在77亿至205亿美元之间，开采20吨则在456亿至1403亿美元之间。如果按照每年开采20吨氦-3来计算，每吨的成本估计为22.8亿至70.2亿美元，远低于现在每吨206亿美元的成本。
研究人员认为，开采月球氦-3在成本上是可行的。嫦娥三号所在的广寒宫拥有丰富的氦-3，那里的含量是月球平均水平的5倍以上，未来可以去那里开采。
当然，在月球上开采氦-3是一项极为复杂的系统工程，毕竟是在地球之外的其他星球上，需要进行充分论证。随着近年来商业航天的快速发展，未来太空运输成本将会大幅降低，这将更有利于人类去月球开采氦-3。 参考文献 [1] Chunyu Ding, Qingquan Li, Jiangwan Xu, et al. Moon-Based Ground Penetrating Radar Derivation of the Helium-3 Reservoir in the Regolith at the Chang'E-3 Landing Site, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2023, 16, 2764-2776. |
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