科学家证实月球上存在水

科学家们已经收集了一些迄今为止最令人信服的证据，证明月球上存在水--而且可能相对容易接近。这一发现对未来的登月任务和更深层次的空间探索具有重要意义。

由于没有明显的大气层将其与太阳光隔绝，人们一直认为月球表面是干燥的-直到20世纪90年代，轨道上的航天器在月球两极附近难以接近的大型环形山中发现了冰的迹象。

然后在2009年，印度月船一号航天器上的成像光谱仪记录到与月球表面反射的光中的水一致的特征。尽管如此，技术上的限制意味着我们不可能知道这到底是矿物中的H2O(水)还是羟基分子(由一个氧原子和一个氢原子组成)。

现在，美国马里兰州美国宇航局ASA戈达德太空飞行中心的Casey Honniball和他的同事通过测量月球表面反射的太阳光的波长，检测到了一个明确的H2O化学特征。这些数据是由红外天文平流层天文台(SOFIA)收集的，SOFIA是一架改装的波音747，搭载着一个2.7米长的反射望远镜。

这些水是在靠近月球南极的高纬度地区发现的，水的丰度约为百万分之100到400ppm。“这是相当多的，”米尔顿·凯恩斯开放大学行星科学与探索教授马赫什·阿南德(Mahesh Anand)说。它大约是从地球大洋中脊流出的熔岩中溶解的量，在合适的温度和压力条件下，可以收集这些熔岩来制造液态水。

水的存在对未来的登月任务有影响，因为它可以被处理并用于饮用；分离出氢和氧用作火箭推进剂；氧可以用于呼吸。“水在太空中是一种非常昂贵的商品，”阿南德说。

然而，从黑暗、陡峭的陨石坑中收集它将是一项危险的任务，那里的温度很少攀升到零下230摄氏度以上-这是任何冰冻水的大部分都被认为位于零下230摄氏度以上的地方。

伦敦大学伯克贝克大学(Birkbeck)行星科学和天体生物学教授伊恩·克劳福德(Ian Crawford)表示：“如果事实证明，这些非永久性阴影区有大量的水，那么这可能是一个非常大的区域，而且它是可以进入的，因为它处于阳光下，”伦敦大学伯克贝克(Birkbeck)的行星科学和天体生物学教授伊恩·克劳福德(Ian Crawford)说。

然而，问题仍然存在。一个是水的存在形式。一种可能性是，它溶解在月球的“玻璃”中，这种玻璃是陨石撞击月球表面时产生的。或者，微小的冰晶可以分布在月球土壤颗粒之间。阿南德说，后者更容易提取。

另一个问题是这个新确认的水源延伸到多深。克劳福德教授说，如果它被限制在最高的几微米或毫米，那么它的实际意义将微乎其微-尽管它仍然会提出关于它是如何到达那里的有趣的科学问题。

唯一真正能找到答案的方法是登上月球，然后开始钻探。这可能离我们不远了。美国宇航局的阿耳特弥斯任务计划在2024年之前将一名男性和一名女性宇航员送上月球。英国科学家还在开发一种机器人钻机，从深达一米的月球土壤中提取样本，这是俄罗斯计划于2025年执行的任务的一部分。

但是他们应该在哪里挖掘呢？永久的阴影区域仍然是最好的选择，因为那里的水可以更好地保护自己不受太阳光的伤害。“自然天文学”上的另一篇论文表明，这些区域可能比之前假设的更多，更容易进入。

科罗拉多大学博尔德分校的保罗·海恩(Paul Hayne)和他的同事利用月球勘测轨道器拍摄的图像，绘制了较小陨石坑和粗糙地面区域的分布图，并计算出大约4万平方公里的月球表面具有滞留水的能力。虽然这仍然只占月球表面的0.15%，但它们的存在也可能降低登月国家之间发生冲突的风险。

海恩教授表示：“由于数十亿潜在的水库散布在极地地区，我们的研究显示，焦点应该从少数几个知名的大型陨石坑转移到众多潜在的登陆点上。”

10月初，包括英国在内的8个国家签署了阿耳特弥斯协议(Artemis Accords)，这是美国起草的一套国际协议，规范未来对月球的探索和资源开发。

纽卡斯尔诺森布里亚大学(Norhumbria University)空间法律与政策教授克里斯托弗·纽曼(Christopher Newman)表示：“这些协议将我们已经建立的现有行为规范结合在一起，比如认识到月球探测应该用于和平目的，承认操作应该透明，以及数据共享等等，”纽卡斯尔诺森布里亚大学(Norhumbria University)空间法律和政策教授克里斯托弗·纽曼(Christopher Newman)表示。预计还会有其他签字国，但俄罗斯犹豫不决，中国也因与美国持续的贸易争端而被阻止签署。