火星作为太阳系中与地球最相似的行星,是各航天大国深空探测任务的最主要目标之一、国内外专家提出开展原位资源利用研究,即通过利用火星当地资源生产火星探测所需原料和能源,以减少成本。
火星大气和矿物是原位资源利用的主要研究对象。目前,探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示,火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表1所示。
表1 火星土壤不同位置处矿物的主要成分的质量分数(以氧化物计)
成分样品种类 | 二氧化硅 (SiO2) | 氧化铝 (Al2O3) | 氧化镁 (MgO) | 氧化亚铁 (FeO) |
第一表层土壤 | 45.5% | 8.8% | 7.2% | 20.1% |
勃朗峰土壤 | 44.7% | 8.8% | 7.2% | 19.0% |
利用与地球上相似的冶炼原理,可以从火星土壤中获得多种金属单质。部分金属可以在CO2中燃烧,此反应可成为火星探测所需能量的来源之一、研究人员以火箭发动机为背景,分析了不同金属与CO2反应时,氧燃比(CO2与金属的质量比)对比冲的影响,比冲越高,发动机效率越高,结果如图2所示。火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战,需要人们不断探索。(原文作者王志琴等,有删改)
依据文章内容回答下列问题。
a火星原位资源利用能减少成本
b由表1可知,火星土壤中至少含有3种金属元素
c由表1可知,火星土壤中镁元素含量最高
d火星原位资源利用技术已经非常成熟