为什么要去月球？

但凡问起这个问题，许多人会不假思索地回答：“月球有矿啊！”，美国新搞了个“阿耳忒弥斯协定”，不就是想独霸月球资源吗？

月球上都有些什么矿？大多数人都答不上来了。有朋友说：“月球上有许多许多矿，还有丰富的氦-3，可以供地球人发电一万年”。果真如此吗？如果老粥今天告诉你月球上其实没啥值钱的东西，就算是有也不值得去开采，你会怎么看？

伽利略号拍摄月球北部光谱图像显示矿物质分布

月球寂静蛮荒，那里没有空气，没有水，有的只是厚厚的粉尘、散落的石块，以及月复一月炙热的阳光。尽管它是距离地球最近的天体，但38万公里的距离对于人类来说还是太过于遥远且凶险，至今只在上世纪70年代初有12名美国宇航员有幸登上月球，另只有中苏两国成功将无人着陆器送到月球。

人类为什么要登陆月球，是为了有朝一日去那里采矿，或者移民到那里吗？答案是否定的：月球上有矿，但综合考虑没有任何商业开采价值，包括氦-3。

月球上有什么？

准确地说，月球上有的，地球都有；而地球上有的，月球却未必有。当然了，由于月球自身一些特殊的条件，它的表面有相对丰富的氦-3，地球上很少。

为了证明这一点，我们先来看看月球表面与地球地壳的主要化学物质组成：

地月表面主要化合物比例

注意到了没，除了铝、镁和铁，月球与地球在表层主要化合物比较上并没有多少优势。究竟是为什么呢？

这得从月球的形成说起

在大约45.1亿年前，太阳系形成之初，各种大大小小的星子和小行星受到太阳和行星引力影响在轨道间乱窜。那时候地球刚刚形成几千万年，地表还未完全冷却下来，就被一颗火星大小的行星给撞了，撞击剥离了相当大一部分地壳和地幔物质，大量地球碎片被抛到空中，成为围绕地球运转的太空垃圾。随着时间的推移，这些碎片慢慢聚集在一起形成了一颗新的星球。

月球是行星撞击地球形成的

月球的体积小，它冷却的速度也要快得多，只有少量的铁来得及下沉到月球中心，因此月球的铁核很小，它的直径仅有600公里。更多的铁分布在月幔和表层的月壳之中，这也是月海氧化铁含量远高于地球的原因，它们很分散，不存在地球上常见的铁矿。

由于月球产生于地球，因此月球上有的东西地球上基本都有，而地球上有的东西月球上却未必有多少。

对月球地质的探索

美国通过阿波罗计划的6次登月行动总共带回了380.05公斤月球岩石和土壤标本，前苏联通过无人探测器也带回326g月球标本。通过对这些标本的分析，科学家们证明月球表面物质与地球并没有什么不同，这些岩石主要是橄榄石、辉石和斜长石，而在一些玄武岩中还发现有钛铁矿石。

阿波罗11号带回的月球岩石标本

尽管这些岩石标本在月球科学研究方面是无价之宝，但它们在地球上都不稀罕，可以说到处都是。

人类去月球表面捡回来的石头不多，所以科学家们还通过卫星接收月球反射的光谱信息来探测月球表面。1992年，伽利略号探测器在飞越月球北部时拍摄了许多光谱照片；后来各国又向月球发射了多个轨道探测器，通过对反射光谱的分析，我们可以得出结论：月球表面并没有什么特别之处。

卫星遥测月球地质光谱图像

2020年5月，嫦娥四号月球着陆器和玉兔二号月球车通过对月球表面土壤和岩石进行红外光谱分析，发现包括苏长斜长岩、苏长岩和辉长岩等在内的岩石类型，光谱分析表明着陆区月壤含有富镁橄榄石和富镁斜方辉石矿物，二者相对含量基本相等。

嫦娥四号巡视器对月球岩石的光谱分析

月球表面采矿的前景

月球表面有丰富的铁和钛，这两种元素在地球上并不稀缺；镁、铝、钙、钠等元素更是要多少有多少，没必要大老远飞来飞去地开采回来。黄金是地球上的稀缺元素，它在月球上也更加稀少，即便月球上遍地是黄金，我们想要将它开采运回地球，付出的成本也比黄金本身贵上百倍。

即便月球遍地黄金，捡回来也贵的要死

那么，氦-3呢？关于氦-3在月球表面的储量，科学家们观点不一。其中最乐观的估计说月球表面总共储存了约100万吨氦-3，看起来是一个极诱人的数字，实际上月球表面氦-3的平均浓度还不到1.4ppb，含量极低。我们知道氦-3是太阳风带来的粒子，它比较均匀地散布于月球的土壤之中，月球的表面积达3800万平方公里，也就是说每平方公里的月壤中最多仅含有26千克氦-3气体，大约需要完全处理1500吨月壤才能得到1克氦-3。为此需要消耗的电能就远远超过了1克氦-3聚变的发电量，你还需要在月球上拥有大量钢铁金属制造的设备，需要空气和水，更不用说建设这样的核聚变反应堆目前还只是理论上存在可能。相比之下，以氘为原料的聚变反应堆研究已经取得重大进展，氘在海洋中提取成本低且几乎取之不尽。