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研究顯示月球表面水比想像豐富得多,或可飲用並製造火箭燃料


最新研究顯示,月球上的水比之前想像的要多得多,這提出了一個誘人的前景,即未來執行太空任務的太空人可能會在月球表面找到飲用水,甚至可能是燃料。

過去人類一直認為月球極度乾旱,直到大約十年前,一系列發現表明,這個離地球最近的天體「鄰居」表面上有水的痕跡。

10月26日發表在《自然·天文學》(Nature Astronomy)期刊上的兩項新研究表明,月球上的水可能比之前認為的要多得多,包括儲存在月球極地地區永久陰影下的「冷阱」(cold traps)中的冰。

以前的研究已經通過掃描月球表面發現了水的跡象,但無法區分這些跡象是水(H₂O)還是羥基(-OH,由一個氫原子和一個氧原子組成的分子)。

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但一項新的研究提供了進一步的化學證據,證明即使在陽光充足的地區,月球也含有分子水。

研究人員使用來自紅外天文平流層天文台(SOFIA)機載望遠鏡的數據,使用更精確的波長(6微米而不是3微米)掃描了月球表面。

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研究論文合著者之一、夏威夷地球物理和行星研究所的凱西·霍尼鮑爾(Casey Honniball)說,這使得他們能夠「明確」區分分子水的光譜指紋。

霍尼鮑爾表示,研究人員認為水可能被困在保護它免受月球惡劣環境影響的物質中,進一步的觀察將有助於更好地理解水的來源和儲存方式。

「如果我們發現某些位置的水足夠豐富,或許能夠將其用作人類探索的資源,」霍尼鮑爾說,「它可以用作飲用水、可呼吸的氧氣和火箭燃料。」

新研究還著眼於月球極地地區,那裡的水冰據信位於從未見過陽光的月球隕石坑中。之前已經發現了巨大的「空洞」:美國宇航局(NASA)2009年在月球南極附近的一個深坑裡發現了水晶體。

但新研究發現了數十億個微型隕石坑的證據,每個隕石坑都可能孕育出極少量的水冰。

科羅拉多大學天體物理系的保羅·海恩(Paul Hayne)表示:「如果你站在月球上靠近其中一個極點,你會看到整個『星系』的細小陰影散布在月球表面。」

「這些細小的陰影大多數都比硬幣還小,陰影下都會非常冷,而且大多數都冷到足以儲藏冰層。」海恩說,「這表明月球上的水可能比之前想像的要豐富得多。」

研究人員說,這可能意味著月球表面大約有4萬平方公里的面積具有儲水能力。他們利用NASA月球勘測軌道飛行器拍攝的高解析度圖像和月球溫度測量,重建了這些小隕石坑的大小和分布。

海恩稱,這些微型隕石坑分布在兩極,似乎與千米大小的月球凹陷一樣冷——大約零下160攝氏度。與幾百個更大的冷阱相比,它們在數量上達到「數百億」個。

科學家們希望這些冷阱的樣本能告訴我們更多有關月球乃至地球是如何獲取水的信息,也許可以提供小行星、彗星和太陽風暴輸送水的證據。

研究也為太空人無論在月球上還是在登上火星的任務中提供了一種潛在的實用資源。

NASA計劃在月球軌道上建立一個名為Gateway的空間站,設想有一天從月球南極挖掘出來的冰可能會供應飲用水,還可以將分子分裂,為未來的太空旅行製造火箭燃料。

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