作為我國首次開展的月球軟著陸任務(wù)，嫦娥三號在月球正面成功登陸。如今，距離嫦娥三號登月已經(jīng)十年零一個月過去了，它仍然還在月表上運行，國外業(yè)余天文臺此前還接收到了它發(fā)出的X波段信號。

月球的自轉(zhuǎn)很慢，其白天和黑夜各持續(xù)半個月，嫦娥三號能夠熬過這么多個零下180度的極端低溫，得益于它攜帶的一塊放射性同位素電池，利用钚-238放射性衰變產(chǎn)生的熱量來為嫦娥三號在寒夜保溫。

嫦娥三號著陸在月球正面的虹灣，我們擁有了具體著陸點的命名權(quán)，這里已被命名為廣寒宮。與嫦娥三號一同前往廣寒宮的還有玉兔號月球車，它在月球上運行了兩年七個多的時間，遠超三個月的設(shè)計壽命。

在任務(wù)期間，玉兔號利用自身攜帶的月基探地雷達（GPR），對月表進行了原位雷達測量，為研究月球淺層地下結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部資源提供了前所未有的機會。

根據(jù)我國科學(xué)家發(fā)表于《IEEE應(yīng)用地球觀測和遙感專題期刊》（IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing）的一項研究[1]，通過玉兔號的高頻雷達觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家分析了廣寒宮月表土壤的厚度分布。根據(jù)月壤中二氧化鈦的含量，確定了月表氦-3的濃度。

結(jié)果顯示，嫦娥三號著陸點附近的氦-3含量很高，比月球整體平均含量至少高了5倍。據(jù)估計，每克氦-3目前的價值高達20625美元。我國科學(xué)家認為，廣寒宮可能是未來開采月球氦-3資源的潛在選址。那么，氦-3究竟有什么作用？為何有這么高的價值？

目前，各類化石燃料是全球能源的主要來源。但這些化石燃料被認為是不可再生的，而且人類消耗的速度越來越快，所以人類未來將會面臨能源短缺問題。而解決這一問題的關(guān)鍵，被認為是可控核聚變。

太陽已經(jīng)“燃燒”了46億年，其源源不斷的能量之源在于核心區(qū)域的氫核聚變反應(yīng)。在1500萬度高溫和2615億個地球表面大氣壓的作用下，四個氫原子核相互碰撞結(jié)合成一個氦原子核，反應(yīng)前后出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，一部分質(zhì)量被轉(zhuǎn)變成能量釋放出來。

據(jù)估計，目前全球每年消耗的能量約為5.8萬億億焦耳，相當(dāng)于消耗了138億噸石油。而太陽每秒產(chǎn)生的能量可達386億億億焦耳，這可供目前全人類使用66萬年。因此，原子核中蘊藏的巨大能量非常值得開發(fā)。

事實上，人類已經(jīng)在使用核聚變的能量，這就是氫彈。但氫彈是不可控的，巨大的能量會在一瞬間釋放出來，我們無法將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活之中。因此，我們需要控制核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量，使其能量釋放能夠可控并且可持續(xù)。

由于普通氫原子核，也就是氕，其發(fā)生核聚變反應(yīng)的條件極為苛刻，我們不可能像太陽那種方式來進行核聚變反應(yīng)。相比之下，氫的同位素氘和氚，其原子核比氕分別多了一個中子和兩個中子，它們之間較容易發(fā)生核聚變反應(yīng)，這是當(dāng)前可控核聚變主要采用的核燃料。

雖然氘和氚的核聚變反應(yīng)要比核裂變反應(yīng)更加清潔很多，但仍然會產(chǎn)生中子輻射。而如果采用氦-3，無論是氦-3之間的反應(yīng)，還是將其與氘和氚都不會產(chǎn)生中子輻射，并且能夠產(chǎn)生更多的能量。因此，氦-3可謂是完美的核聚變?nèi)剂稀?/p>

但遺憾的是，地球上的氦-3儲量極少，開采成本極高。按照目前估算，每克氦-3價值20625美元，相當(dāng)于每噸206億美元，或者每噸1480億元人民幣。

而在月球上就有豐富的氦-3，儲量估計為110萬噸。只要開采100噸氦-3就夠人類使用一年，我國則只需幾十噸。除了月球，水星上有更多的氦-3，儲量估計將近1000萬噸，而木星和土星大氣中還有更多的氦-3。

研究人員估計，以當(dāng)前的航天技術(shù)，在月球上每年開采2噸氦-3的成本在77億至205億美元之間，開采20噸則在456億至1403億美元之間。如果按照每年開采20噸氦-3來計算，每噸的成本估計為22.8億至70.2億美元，遠低于現(xiàn)在每噸206億美元的成本。

研究人員認為，開采月球氦-3在成本上是可行的。嫦娥三號所在的廣寒宮擁有豐富的氦-3，那里的含量是月球平均水平的5倍以上，未來可以去那里開采。

當(dāng)然，在月球上開采氦-3是一項極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，畢竟是在地球之外的其他星球上，需要進行充分論證。隨著近年來商業(yè)航天的快速發(fā)展，未來太空運輸成本將會大幅降低，這將更有利于人類去月球開采氦-3。

參考文獻

[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.