地球的衛星月球隱約可見。在人類首次踏上月球表面五十年後，多個國家和營利性私營公司正在競相重返月球。
對於那些希望將更多人送上月球的人來說，未來月球任務的許多計劃都取決於開採那裡的可用資源。而資源最豐富的目標似乎是月球兩極，那裡永久陰影的隕石坑充當“冷阱”，積累了數十億年來彗星和小行星撞擊產生的水冰沉積物，以及月球上可能活躍的“水迴圈”。
經過漫長歲月形成的這些儲量可能非常巨大，為宇航員的生存和發展提供充足的水冰，從而實現人類在月球上的持續存在。從寒冷的隕石坑中提取出來的冰可以用於製造火箭推進劑、燃料電池和輻射遮蔽，更不用說生產飲用水了。
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另一方面，這批寶藏也可能提供另一種寶藏。雖然它對人類生存的效用是顯而易見的，但冰也可能具有巨大的科學價值，揭示月球歷史中隱藏的篇章，從而增進我們對地球生命如何產生和進化的認識。專家們現在正在辯論是否應該對月球冰開採的新興計劃採取冷淡態度——至少在更好地理解其科學潛力之前。
攜手探索月球
美國地質調查局天體地質科學中心（位於亞利桑那州弗拉格斯塔夫）的地質學家拉斯洛·凱斯泰說，月球冰具有毋庸置疑的研究價值。對黑暗極地隕石坑中沉積物的研究可能有助於提供關於月球軌道長期穩定性、小行星和彗星撞擊的性質和時間，甚至過去月球火山活動事件的新資訊。
“原則上，就目前而言，原位資源利用和科學之間不應該存在真正的衝突，”凱斯泰說。但他指出，“在能夠正確設計原位資源利用策略和技術之前，必須對月球上的冰有更深入的科學理解。”
如果月球極地冰沉積物被開發利用，這可能成為科學和商業攜手合作的絕佳範例。這是約翰·魯梅爾的觀點，他曾是美國宇航局的行星保護官員，現在是位於加利福尼亞州山景城的SETI研究所的高階科學家。
“科學家們認為，極地冰的許多層是過去彗星和小行星撞擊的記錄，為了解地球-月球系統的漫長曆史提供了線索，”魯梅爾說。“但他們需要工程專業知識才能在80開爾文的溫度下鑽取巖芯，這非常寒冷。”
相反，魯梅爾說，“冰礦勘探者”會想知道冰是由什麼構成的，以及它的品級是否高——也就是說，是否不太髒或被其他物質汙染。“一些彗星的核心可能含有大約5%的氰化物，”他指出，“因此，如果月球礦工要出售產品，他們必須注意產品質量！”
天體生物學意義
夏威夷大學馬諾阿分校的行星科學家保羅·盧西說，人們對月球兩極的冰知之甚少。“但它肯定具有重大的科學潛力，這取決於它是如何到達那裡的以及何時到達的。”
盧西特別指出，任何埋藏在隕石坑冷阱中的彗星冰都可能具有重大的天體生物學意義，可能包含著生命的關鍵成分最初是如何來到地球-月球系統的線索。保持這些證據相對不受未來月球著陸的汙染可能很重要。
“可能有一些獨特的地點需要從一開始就保留下來用於科學探索，”盧西說。然而，到目前為止，還沒有足夠詳細的冰分佈圖來識別關鍵地點。他說，月球採礦可以為取樣沉積物創造機會，而這些沉積物原本是太空機構的科學探索預算無法企及的。
“如果月球兩極存在有機[物質]，它們就為實地檢驗彗星和星際雲的[化學]合成模型提供了一個機會，而彗星和星際雲被認為對早期地球提供有機物質非常重要，”盧西推測道。事實上，他說，在太陽系中，沒有其他比月球更方便進行此類研究的星球外地點了。
同樣，德國柏林工業大學教授、華盛頓州立大學兼職教授、天體生物學家德克·舒爾茨-馬庫奇認為，月球冰可能包含我們可能找到的地球生命最早演化的唯一遺蹟。“我認為我們應該‘去’[開採月球冰]，但也絕對要分析這種冰可能含有的任何有機物，”他說。“這樣我們或許能夠解開地球生命起源之謎。”
科學優先
美國宇航局首席科學家吉姆·格林表示，目前的估計表明，月球黑暗隕石坑中存在大約一億噸到兩億噸水冰——這令人興奮。“從科學的角度來看，我們對此感到興奮，因為我們想知道它是如何到達那裡的……以及它是一次性發生的，還是[仍然]在今天發生？”
格林說，透過研究那些永久陰影區域，未來的探險家不僅可以窺探月球撞擊的歷史，還可以潛在地對月球內部進行新的發現，例如月球地幔中水和其他揮發性化合物的歷史。“這引導我們產生了科學上的渴望，即前往這些地點並帶回低溫樣本，以便在實驗室中進行研究，”他說。
這是否意味著從月球上每個陽光無法照射到的隕石坑中採集冰芯樣本，然後宣佈所有剩餘的水都禁止開採？
“我對這個問題的回答是不，絕非如此，”格林強調說。“我們想要取回樣本，並且可能會在採礦業介入並開展業務之前取回樣本。他們會等待我們取得巖芯並告訴他們那裡有什麼。首先，科學家們不知道，他們會想知道。這是一個非常激動人心的時刻。一切都關乎首先進行科學研究。”
格林回憶說，關於月球行星保護方面的分類可以追溯到阿波羅登月計劃。在阿波羅11號宇航員從他們歷史性的月球之旅返回地球后，他們被安置在隔離住所內——一種特殊的艾爾斯瑞姆拖車。阿波羅12號和14號登月任務的機組人員也是如此。
“當確定月球樣本中沒有需要擔心的生物材料時，大門就打開了，讓宇航員回家了，”格林說。因此，月球的分類是月球樣本的“非限制性地球返回”。
但基於新的月球科學觀測，是否有考慮改變這種分類？如果有，理由是什麼？
如果有，那將來自聯合國空間研究委員會（COSPAR）行星保護小組，格林是該小組的美國宇航局代表。“目前，我沒有看到任何讓我們暫停改變分類的事情，”他說。
佔領月球？
那麼，為了獲得兩全其美，既利用月球冰進行可持續探索，又用於科學研究，需要什麼呢？
密西西比大學太空法榮譽退休教授喬安妮·加布裡諾維奇指出，儘管基本準則是在1967年的聯合國《外層空間條約》中制定的，但這仍然是一個積極的國際辯論領域。加布裡諾維奇是2018年國家科學院關於行星保護政策報告的委員會成員和共同作者，該報告討論瞭如何識別和保護具有科學價值的區域。
例如，如果月球上的水冰被認為富含過去或現在的微生物生命，那麼它可能會被隔離並儲存起來用於研究。“從科學的角度來看，這很有道理，”加布裡諾維奇說。
正如報告中建議的那樣，需要一項正式的國際協議來解決保護月球作為科學研究資源的問題，無論探索是由政府還是私營公司進行。這樣的協議可以根據科學家、工程師和政策制定者的建議，制定識別和保護月球敏感區域的指導方針，並將透過聯合國頒佈。其法律基礎將基於《外層空間條約》第二條，該條規定月球“不受國家透過主權主張、使用或佔領或任何其他方式的據為己有”。加布裡諾維奇說，因為某個區域具有科學價值而關閉對其的訪問許可權，將等同於《外層空間條約》下的“佔領”。
“這就是為什麼必須達成國際協議，”她說。“這不是外交上的禮遇。而是一種法律上的必然。”