铁与氧气燃烧的化学方程式

近年来，“地月经济区”的概念引发了人们的热议。有人憧憬其未来的星辰大海，也有人持怀疑态度，认为这像是“放卫星”、“”。在我看来，我们既要仰望星空，更要脚踏实地。接下来，让我们一步一步地来分析，“地月经济区”的建设的可行性究竟如何？

对于太空殖民，如果还依赖将各种材料从地球带出去，那将是不明智的。我们必须考虑“就地资源利用”（ISRU）。从这个角度去思考，我们就会发现无数的机会和商机。

以NASA1989年对于月球殖民地的描述为引，我们来详细探讨一下。

一、水资源

人的生存离不开水。在地球，黄金在沙漠中无用，但水却无比珍贵。相较之下，月球就像一个超级荒漠。

虽然月球看似无水，但探测器和实验发现，月球上有冰态水的存在。特别是在月球的南北两极，许多地方由于常年无法接触到阳光，“暗无天日”，冰只有在这些地方才得以保存。

月球南极附近很可能是殖民月球的第一站。利用精心设计的镜子或透镜将太阳光环形山的“永久阴影区”里，让冰升华成水蒸气，再凝结成水。

接下来是水的净化问题，这可以通过离子交换树脂加反渗透膜来解决，这些设备可以从地球上带来，定期更换即可。

在月球上，水不仅是我们生存的必要条件，还有其他许多用途，比如生产氧气等。

二、氧气

解决水后，下一个核心问题就是呼吸。显然，携带大量氧气瓶并不现实。

在月球上，可以通过电解水或固体燃料氧气发生器（SFOG）来制取氧气。其中SFOG的方法是利用氯酸钠和铁粉的化学反应产生氧气。但考虑到月球上水的稀缺性，直接电解水显然并不经济。“就地资源利用”变得尤为重要。

月球表面的化学成分中，含有大量含氧物质。理论上，可以通过一系列化学反应提取氧气。其中最为成熟的方法是利用氢气还原钛铁矿。在这个过程中，通过第一步反应得到的水可以循环使用。

等到“月球殖民地”规模初具，还可以携带植物种子过去，在室内培养绿植以增加氧气浓度。

三、能源

水和氧气都离不开能量的支持。前期可以携带池，它们可以长时间稳定供电。在火星探测器等地方已经广泛应用池技术。

但本着“就地资源利用”的原则，我们还需要优先考虑月球上的自然能源。其中太阳能是最廉价的选择。特别是在月球的昼夜循环期间，某些地理位置可以永久接收到太阳的照射，建造太阳能发电站极为理想。

将太阳能电池板大批量带到月球并不现实，但我们可以利用月球表面的材料制作硅基太阳能电池板。在月球上建立太阳能电池工厂是未来的必经之路。

四、建筑

考虑到大规模搞房地产太过复杂且容易受到微陨石的影响，“就地资源利用”的原则再次成为我们的选择。我们可以考虑利用月球熔岩管作为栖息地。这些熔岩管是在古老的月球火山喷发时形成的中空管道。