如果希望將載人任務送往遙遠行星的太空科學家們可以許一個願望，許多人會要求在地球引力之外找到一個方便的水源。而在3月5日，他們可能已經如願以償。上週四，美國國家航空航天局（NASA）欣喜地宣佈，月球勘探者號宇宙飛船證實了早期的跡象，表明在月球兩極黑暗、寒冷的區域存在潛在可提取量的冰。
圖片：月球勘探者號
“我們確信無疑！” 首席研究員艾倫·B·賓德在美國宇航局新聞釋出會上宣佈了勘探者號的發現。 |
“我們確信我們已經發現了水，” 月球勘探者號首席研究員，來自月球與行星研究所的艾倫·B·賓德在NASA艾姆斯研究中心舉行的新聞釋出會上對擠滿了記者的會場說道。根據目前的初步資料，研究人員估計，在月球土壤或風化層中混合著1100萬至3.3億噸的冰凍水。水似乎分佈在北極地區3600至18000平方英里的範圍內，以及南極地區額外的1800至7200平方英里的範圍內。此外，南極附近的水濃度似乎是北極地區的兩倍。
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如果水可以被開採，它將成為建立永久或半永久性月球基地，以及可能為未來載人火星任務建立中轉站的有利因素。水可以用於生活用途，也可以分解成氫和氧，以提供可呼吸的空氣。這兩種元素也可以重新組合成宇宙飛船或基地本身機械的燃料。“這對進一步探索來說是一項巨大的資源，”賓德說。
圖片：NASA
隕石坑湖。 克萊門汀號在月球的一天中拍攝的月球南極地區影像顯示了深邃的隕石坑，這些隕石坑被陽光遮蔽。 |
關於月球上有水的第一個證據是由1994年國防部-NASA聯合宇宙飛船克萊門汀號發回的。克萊門汀號使用雷達探測到永久陰影的南極地區的水訊號，科學家認為這是最有可能找到水的地方。儘管令人興奮，但這些資料並非結論性的。
月球勘探者號於1月6日發射，是NASA低成本探索計劃的一部分，旨在研究月球的成分，顯然在其計劃為期兩年的任務的最初幾周就消除了疑慮。在接下來的幾個月中，勘探者號將繼續發回更詳細的資料，最終將從目前距月球表面62英里的軌道下降到僅6英里，以便更近距離地觀察。
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科學家認為，撞擊的彗星帶來了現在月球上存在的任何水。“月球誕生時是熱的，”賓德說，“所有的大氣和水都沸騰蒸發了。”即使是撞擊月球光照區域的彗星中的水也會在白天超過250華氏度的溫度下迅速蒸發。水分子能夠保留的唯一地方是在隕石坑的陰影處和月球永久黑暗區域，那裡的溫度保持在零下280華氏度的寒冷狀態。
勘探者號的中子光譜儀所做的最新發現證實，水被困在月球的寒冷區域。來自太陽風的中子不斷轟擊月球。但是，如果中子與氫原子碰撞，它就會失去速度。
勘探者號上的光譜儀探測到地面上反射出更多這些慢速或所謂的慢中子的區域，與它們更高能量的同類物質，即超熱中子相比。根據賓德的說法，來自中子光譜儀的資料比率圖“揭示了在北部和南部極地區域相關曲線上分別明顯的3.4%和2.2%的下降——這是人們期望在存在水冰的情況下發現的資料“特徵”型別。
圖片：月球勘探者號
寶藏 洛斯阿拉莫斯國家實驗室的威廉·C·費爾德曼認為，有足夠的水可以被提取，“以支援適度的殖民數個世紀。” |
下一個問題是有多少水。如果冰以固態片狀或塊狀形式存在，則超熱中子數量的下降幅度會更大。目前的資料表明，冰以小晶體的形式存在，約佔月球岩石土壤的0.3%至1%。在這樣的濃度下，一立方碼的土壤將包含多達五加侖的水。
關鍵問題是水延伸到月球風化層中的深度。目前的估計是基於中子光譜儀訊號可以穿透的深度——大約一英尺半。但是，加州大學聖地亞哥分校的詹姆斯·阿諾德估計，過去二十億年中所有撞擊“耕耘”過的月球風化層的深度約為6.5英尺。如果他是正確的，那麼月球勘探者號對水冰量的估計將不得不增加多達四倍，達到4400萬至13億噸的範圍。
儘管如此，當前估計的水量仍然代表著潛在的巨大財富。“我們的資料與大量隕石坑中存在水冰的情況相符，”洛斯阿拉莫斯國家實驗室的合作研究員兼光譜儀專家威廉·C·費爾德曼說。“那裡有足夠的水來支援適度的殖民數個世紀——我們為未來的任務鋪平了道路。”
勘探者號的中子光譜儀所做的最新發現證實，水被困在月球的寒冷區域。來自太陽風的中子不斷轟擊月球。但是，如果中子與氫原子碰撞，它就會失去速度。
勘探者號上的光譜儀探測到地面上反射出更多這些慢速或所謂的慢中子的區域，與它們更高能量的同類物質，即超熱中子相比。根據賓德的說法，來自中子光譜儀的資料比率圖“揭示了在北部和南部極地區域相關曲線上分別明顯的3.4%和2.2%的下降——這是人們期望在存在水冰的情況下發現的資料“特徵”型別。
圖片：月球勘探者號
寶藏 洛斯阿拉莫斯國家實驗室的威廉·C·費爾德曼認為，有足夠的水可以被提取，“以支援適度的殖民數個世紀。” |
下一個問題是有多少水。如果冰以固態片狀或塊狀形式存在，則超熱中子數量的下降幅度會更大。目前的資料表明，冰以小晶體的形式存在，約佔月球岩石土壤的0.3%至1%。在這樣的濃度下，一立方碼的土壤將包含多達五加侖的水。
關鍵問題是水延伸到月球風化層中的深度。目前的估計是基於中子光譜儀訊號可以穿透的深度——大約一英尺半。但是，加州大學聖地亞哥分校的詹姆斯·阿諾德估計，過去二十億年中所有撞擊“耕耘”過的月球風化層的深度約為6.5英尺。如果他是正確的，那麼月球勘探者號對水冰量的估計將不得不增加多達四倍，達到4400萬至13億噸的範圍。
儘管如此，當前估計的水量仍然代表著潛在的巨大財富。“我們的資料與大量隕石坑中存在水冰的情況相符，”洛斯阿拉莫斯國家實驗室的合作研究員兼光譜儀專家威廉·C·費爾德曼說。“那裡有足夠的水來支援適度的殖民數個世紀——我們為未來的任務鋪平了道路。”