意念感应的突破让罗平得以在原子的尺度观察世界,也因此可以收获更多月壤相关的信息,而不只是简单勘测月球表面的地形。
月壤的主要成分就是斜长石、辉石、橄榄石为主的钙铝硅酸盐矿石,主要元素与地球岩石没有本质性差别,差的只是分布、比例和键合形态,大多都来自早年月球火山运动喷发出来的岩浆,几十亿年无数次的陨石撞击。
绝大多数元素都是以化合物的成分存在,氧元素在所有元素中位居第一,也有少数单质金属颗粒存在,以铁和镍两种为主,其次就是钴、铜、金、铂、铱等元素,应该主要来自金属陨石的撞击。
罗平想要收集的就是月壤中这些数量稀少的金属颗粒,只看在月壤中的总量占比微不足道,大多不足千万甚至千亿分之一,但是相对庞大的月球而言,这些金属颗粒的总质量绝对不是小数目,用于飞船的改造那就是几乎等于无穷的资源了。
这些单质金属颗粒大多都在纳米尺度,微米尺度都很罕见,还有很多金属颗粒被包裹在微小的玻璃珠里面,这些玻璃珠在月壤中普遍存在,陨石碎片撞击动能转换成高温融化,就近将金属颗粒以及各种物质包裹其中。
除了单质金属颗粒外,还有很多以磷酸盐化合物形式存在的稀土元素,铀钍等放射性元素,太阳风带来的氦、氖、氩等稀有气体元素,还有少量分子形式的水和氢化合物都被封装在这些微小的玻璃珠里面。
这些二氧化硅为主体的玻璃珠大多在微米尺度,在月壤中含量非常高,年代久远的月海陨石坑里面能高达三成以上,其次才是化合物形式存在的硅酸盐矿物,包含大量的氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁氧化钛等物质颗粒。
高速飞行的试验飞船降低到距离月面几千米高度,在月海上空掠过,无数肉眼看不见的纳米级金属颗粒从月壤中涌出,吸附在飞船表面。
单质金属颗粒在月壤中是亿分之一的占比,飞船瞬间掠过能吸附过来的更是不足其中的亿万分之一。
就算是这样的极低效率,每一圈的绕月飞行过后,飞船表面都会增加几毫米的厚度。
十几圈的飞行过后,飞船的总质量增加了一倍多,超过了一千两百公斤,已经变成一个看不出原先模样的标准圆球。
增加的七百公斤里面,绝大部分都是纳米铁颗粒,不足镍元素不足一公斤,大多都是与铁元素混在一起的合金,至于铜、钴元素更是只有几十克,更稀少的铂金铱等元素加起来不足一克,只能证明存在而已。
就算这些收获,也已经远超罗平的预期,当初操控试验飞船来月球的时候,他只是打算到此一游,拍几张照片回去,没想到还能变成采矿之旅。
吸附上来的金属并没有成为负担,反而因为其质量能为试验飞船增加更多动力,可以拥有更多自由度。
这些金属颗粒完全包裹在飞船表面,不会影响罗平的意念感应,却把六个摄像头挡了个严严实实。
试验飞船速度太快反而不利于吸附月壤中的金属颗粒,罗平并没有大幅降低速度,他还得想办法把这些吸过来的金属变成飞船的一部分。
意念能把这些金属颗粒吸过来,自然也能指挥它们排列组合融为一体,月表没有大气的存在,只要靠的足够近,相邻原子就能自然结合,对他来说难度不大。
只需要调整金属颗粒的磁场方向与飞船磁场一致,在磁场作用下就能互相靠近,把无数铁原子颗粒按照自己设想的构造融为一体。
真正比较费心思的是飞船扩展的结构设计。
在飞船外面包裹一层铁壳最简单,那不是罗平想要的外形。
地球上人类有史以来冶炼出的钢铁总量也不过五六百亿吨,按照最保守的估计,月壤中单质铁颗粒储量就在万亿吨以上,这还没包括数量更多的月壤中的氧化铁含量。
如果设计一种反引力采矿飞船,在月壤中专门收集这种铁颗粒,熔炼后运回地球,估计能让全世界的铁矿公司破产。
罗平知道以自己当前的能力,做到这件事情似乎并没有太大难度,不过单纯为了赚钱做这件事情,也让他提不起兴趣。
可是,看到有这么多唾手可得的金属颗粒能收集起来,要是什么都不做,他又觉得太可惜。
没有考虑多久,罗平就做出了决定,金属颗粒还是要收集,先按照试验飞船的尺寸放大二十倍,建造一艘能载人的飞船。
这是他设计试验飞船的时候就有的想法,他脑中就有现成的图纸,不需要临时设计,只需要稍微修改就能直接使用。
载人飞船是直径十米的球形,外面壳体也是由一块一块五边形六边形钢板拼接而成,原设计的钢板是五厘米厚度,内部增加多根支撑柱,预计钢材消耗二百吨左右,光是这部分材料成本预算就要两百多万,其他成本粗略统计就要过千万,这也是冯薇薇要商业化的主要原因,即便他老爸有钱,这样的实验花费也会感觉吃力。
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现在月球上没有锰钢,但是铁元素遍地都是,还不用花自己的钱,罗平把厚度增加到三十厘米,预计总质量翻六倍,超过一千两百吨。
原先设计成足球那样的五边形六边形拼接,主要是从方便加工的角度考虑,也能节省材料,也现在月球上不需要罗平动手,他可以采用整体球形构造,只保留必要出口就行了,这样的构造整体性能也更强。
构型设计解决了,还得考虑材料问题,只用纯铁元素性能比锰钢差很多,罗平把同步收集到的镍、钴、铜都加进去,进行了短暂的材料实验。
在他原子尺度感应能力下,很快找到一种最佳合金配比,永磁性能、膨胀系数、导热系数、强度韧性各方面都超过了锰钢合金,被确定为飞船壳体材料。
结构和材料都确定下来,罗平将飞船速度逐步降低到每秒十米,再次降低飞行高度,加大金属颗粒搜集效率,开始了以试验飞船为核心的新飞船建造。
月球上不同的区域金属颗粒的丰度并不相同,形成年代久远的月海区域含量明显比较高,罗平就把收集目标定在了面积超过五百万平方公里的风暴洋区域。
他的目标是采集一千两百吨纳米颗粒纯铁,搭配少量镍、钴、铜等元素。
当然,其他铂金铱等稀有元素也不能错过,建造飞船的同时,也为以后可能的大规模开采积累经验。