月球上的氦-3

几十年前美国人从阿波羅登月带回来的样本中发现月球的沙土有氦-3 ( He-3 - 氦的同位素之一 )。用氦-3作为核聚变的燃料要比其他的燃料 (如氚 )好 ，其反应中所产生的是质子而不是中子，因为质子的穿透性远低于中子，防护设备就简单得多。而氦-3本身又没有放射性。


 后来当上参议员的 Apollo 17宇航员哈里森·施密特 （Harrison Schmitt）就极力鼓吹到月球开采氦-3。

他不是没理由的，因为在地球上的氦-3极之稀少，氦-4倒是可以找到。本来太阳所发出来的 “太阳风”就有氦-3，可是氦-3都被地球的磁场挡住了。 月球上没有磁场，所有太阳风带来的氦-3都停留在月壤。美国人根据阿波羅登月带回来的月壤和石头作了很多研究，发现氦-3的分佈和二氧化鈦 (TiO2) 和  氧化亞鐵 （ FeO）有关， 或者说这些矿石对氦-3 有吸附性。1994年 美国的太空探测器 Clementine在月球轨道上用长波段红外线探测仪测量了二氧化鈦和氧化亞鐵的分佈 （ 氦-3 是不能直接用遥感技术测量的）。按这些数据和假设月壤平均厚度是3米，美国人估计月球上有多过200萬噸的氦-3。

2007年到2008年中国 “ 嫦娥一號 ” 月球衛星的微波探測儀 (CELMS)在月球軌道上對月球表面進行过微波探測。通過對月表的微波輻射亮度資料進行计算，得知月壤的厚度多數是 4- 6 米。 5 米以上的厚度區域占全月的 43% 以上。根据这些新数据和考虑到月球上太阳风强度分佈， 月球受地球磁场的影响，估算出月球上的氦-3 資源量約為 103 萬噸。

复旦大学波散射与遥感信息实验室的 法文哲, 金亚秋在2007的论文就对此作出详细的论述：

月球表面月壤中3He含量分佈的定量估算 http://www.oalib.com/paper/4150511

看来中国人所估计的 103 萬噸月球上的氦-3是比较准确的，美国有人也承认中国在这个领域领先：

China’s Helium-3 Program: A Global Game-Changer
 

近来不少人已经留意到中国的科研项目，特别是和实际应用有关的项目已经不是在跟着人家跑，有不少项目已经是在领先。

这里我顺带说一句，直至今天還有人說美國阿波羅登月計劃是假的。如果我向這些人展示一些阿波羅登月的圖片或者其他探月衛星所拍攝到的阿波羅計劃殘留於月表上的器械，他們都會說這是做假。

其实美国科学家对阿波羅计劃带回来的资料作了很多研究，中国学者的论文也常常引用他们的著作。

下面这本书就是一部集合美國和蘇聯探月計劃中所收集到的資料, 特別是阿波羅計劃所收集到的地質資料而寫成的一本巨著。为此书写序的就是 Apollo 17的宇航员 Harrison Schmitt。
 

“Luna Source Book - a user's guide to the Moon"   

2019年1月3日搭载了中国玉兔二号月球车和荷兰、德国、瑞典、沙特阿拉伯的科学仪器的嫦娥四号在月球背面着陆，所有的科学数据会经由鹊桥号中继卫星转发回地球。相信对月表上的氦-3会有更精准的判断。