如果希望将载人任务送往遥远行星的太空科学家们可以许一个愿望，许多人会要求在地球引力之外找到一个方便的水源。而在3月5日，他们可能已经如愿以偿。上周四，美国国家航空航天局（NASA）欣喜地宣布，月球勘探者号宇宙飞船证实了早期的迹象，表明在月球两极黑暗、寒冷的区域存在潜在可提取量的冰。
图片：月球勘探者号
“我们确信无疑！” 首席研究员艾伦·B·宾德在美国宇航局新闻发布会上宣布了勘探者号的发现。 |
“我们确信我们已经发现了水，” 月球勘探者号首席研究员，来自月球与行星研究所的艾伦·B·宾德在NASA艾姆斯研究中心举行的新闻发布会上对挤满了记者的会场说道。根据目前的初步数据，研究人员估计，在月球土壤或风化层中混合着1100万至3.3亿吨的冰冻水。水似乎分布在北极地区3600至18000平方英里的范围内，以及南极地区额外的1800至7200平方英里的范围内。此外，南极附近的水浓度似乎是北极地区的两倍。
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如果水可以被开采，它将成为建立永久或半永久性月球基地，以及可能为未来载人火星任务建立中转站的有利因素。水可以用于生活用途，也可以分解成氢和氧，以提供可呼吸的空气。这两种元素也可以重新组合成宇宙飞船或基地本身机械的燃料。“这对进一步探索来说是一项巨大的资源，”宾德说。
图片：NASA
陨石坑湖。 克莱门汀号在月球的一天中拍摄的月球南极地区图像显示了深邃的陨石坑，这些陨石坑被阳光遮蔽。 |
关于月球上有水的第一个证据是由1994年国防部-NASA联合宇宙飞船克莱门汀号发回的。克莱门汀号使用雷达探测到永久阴影的南极地区的水信号，科学家认为这是最有可能找到水的地方。尽管令人兴奋，但这些数据并非结论性的。
月球勘探者号于1月6日发射，是NASA低成本探索计划的一部分，旨在研究月球的成分，显然在其计划为期两年的任务的最初几周就消除了疑虑。在接下来的几个月中，勘探者号将继续发回更详细的数据，最终将从目前距月球表面62英里的轨道下降到仅6英里，以便更近距离地观察。
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科学家认为，撞击的彗星带来了现在月球上存在的任何水。“月球诞生时是热的，”宾德说，“所有的大气和水都沸腾蒸发了。”即使是撞击月球光照区域的彗星中的水也会在白天超过250华氏度的温度下迅速蒸发。水分子能够保留的唯一地方是在陨石坑的阴影处和月球永久黑暗区域，那里的温度保持在零下280华氏度的寒冷状态。
勘探者号的中子光谱仪所做的最新发现证实，水被困在月球的寒冷区域。来自太阳风的中子不断轰击月球。但是，如果中子与氢原子碰撞，它就会失去速度。
勘探者号上的光谱仪探测到地面上反射出更多这些慢速或所谓的慢中子的区域，与它们更高能量的同类物质，即超热中子相比。根据宾德的说法，来自中子光谱仪的数据比率图“揭示了在北部和南部极地区域相关曲线上分别明显的3.4%和2.2%的下降——这是人们期望在存在水冰的情况下发现的数据“特征”类型。
图片：月球勘探者号
宝藏 洛斯阿拉莫斯国家实验室的威廉·C·费尔德曼认为，有足够的水可以被提取，“以支持适度的殖民数个世纪。” |
下一个问题是有多少水。如果冰以固态片状或块状形式存在，则超热中子数量的下降幅度会更大。目前的数据表明，冰以小晶体的形式存在，约占月球岩石土壤的0.3%至1%。在这样的浓度下，一立方码的土壤将包含多达五加仑的水。
关键问题是水延伸到月球风化层中的深度。目前的估计是基于中子光谱仪信号可以穿透的深度——大约一英尺半。但是，加州大学圣地亚哥分校的詹姆斯·阿诺德估计，过去二十亿年中所有撞击“耕耘”过的月球风化层的深度约为6.5英尺。如果他是正确的，那么月球勘探者号对水冰量的估计将不得不增加多达四倍，达到4400万至13亿吨的范围。
尽管如此，当前估计的水量仍然代表着潜在的巨大财富。“我们的数据与大量陨石坑中存在水冰的情况相符，”洛斯阿拉莫斯国家实验室的合作研究员兼光谱仪专家威廉·C·费尔德曼说。“那里有足够的水来支持适度的殖民数个世纪——我们为未来的任务铺平了道路。”
勘探者号的中子光谱仪所做的最新发现证实，水被困在月球的寒冷区域。来自太阳风的中子不断轰击月球。但是，如果中子与氢原子碰撞，它就会失去速度。
勘探者号上的光谱仪探测到地面上反射出更多这些慢速或所谓的慢中子的区域，与它们更高能量的同类物质，即超热中子相比。根据宾德的说法，来自中子光谱仪的数据比率图“揭示了在北部和南部极地区域相关曲线上分别明显的3.4%和2.2%的下降——这是人们期望在存在水冰的情况下发现的数据“特征”类型。
图片：月球勘探者号
宝藏 洛斯阿拉莫斯国家实验室的威廉·C·费尔德曼认为，有足够的水可以被提取，“以支持适度的殖民数个世纪。” |
下一个问题是有多少水。如果冰以固态片状或块状形式存在，则超热中子数量的下降幅度会更大。目前的数据表明，冰以小晶体的形式存在，约占月球岩石土壤的0.3%至1%。在这样的浓度下，一立方码的土壤将包含多达五加仑的水。
关键问题是水延伸到月球风化层中的深度。目前的估计是基于中子光谱仪信号可以穿透的深度——大约一英尺半。但是，加州大学圣地亚哥分校的詹姆斯·阿诺德估计，过去二十亿年中所有撞击“耕耘”过的月球风化层的深度约为6.5英尺。如果他是正确的，那么月球勘探者号对水冰量的估计将不得不增加多达四倍，达到4400万至13亿吨的范围。
尽管如此，当前估计的水量仍然代表着潜在的巨大财富。“我们的数据与大量陨石坑中存在水冰的情况相符，”洛斯阿拉莫斯国家实验室的合作研究员兼光谱仪专家威廉·C·费尔德曼说。“那里有足够的水来支持适度的殖民数个世纪——我们为未来的任务铺平了道路。”