视频 | NASA在月球向阳面发现水 或助力2024登月计划

当地时间26日中午，美国国家航空航天局（NASA）的同温层红外天文观测台“索菲娅”（SOFIA）首次证实：月球的向阳面上存在水。这一发现表明水可能遍布月球表面，而不仅仅是以冰的形式存在于寒冷、阴暗的区域。

观测任务中，索菲娅在月面的“克拉维乌斯环形山”（Clavius Crater）上探测到了水分子（H2O）。克拉维乌斯环形山是月球上最大环形山之一，位于月球南半球，在地球上肉眼即可看到。观测数据显示，该环形山区域有浓度为0.001%~0.004%的水，大致相当于在每立方米的环形山表面土壤中，存有一瓶355毫升的瓶装水。这一研究结果，被发表于最新一期的学术期刊《自然天文学》上。

“之前就有迹象表明，那种我们所熟悉的水，可能存在于月球上受阳光照射的那一面，”保罗·赫兹（Paul Hertz），华盛顿特区NASA总部科学任务理事会天体物理学部门的主任，在周一的记者会上说，“现在我们知道了它就在那里。这一发现挑战了我们对月球表面的理解，并提出了有关深空探索资源的有趣问题。”

在此次发现之前，科学家在对月球表面的观测中发现了某种形式的氢，但无法区分它是存在于水，还是水的“亲戚”羟基（OH）当中。羟基常见于下水道疏通剂的主要成分，氢氧化钠（NaOH）。 “在索菲娅观测前，我们知道那里（月球向阳面）存在一些水分，” NASA马里兰戈达德太空飞行中心的博士后研究员，凯西·洪尼伯（Casey Honniball）解释道， “但我们不知道有多少，如果真存在的话。我们也不知道它实际上是水分子——就像我们每天都喝的东西那样——还是更像是水管疏通剂。”

与此次发现相比，撒哈拉沙漠的含水量，是索菲娅在月壤中检测到的100倍。尽管探测到的水分很少，但这也引出了一系列新的问题，包括月球上的水是如何产生的，以及它是如何在阳面上严酷、无空气、且最高温度可达260华氏度（127摄氏度）的环境中持续存在的。“没有厚厚的大气层保护，月球向阳面的水应该会消失在太空中，” 洪尼伯说，“然而我们确实能探测到它。一定有什么东西在产生水，并且把水保留在了那里。”

对于这些水的获取或生成过程，此科学家表示可能有多种因素在发挥作用。其中的一种可能性是，携带少量水的微陨石如雨点般落在月球表面，会在撞击时将水沉积在月球表面。而根据另一种理论，太阳风将氢气输送到月球表面，并与土壤中的含氧矿物发生化学反应，产生羟基；同时，来自微陨石轰击的辐射可能会将这些羟基转化为水。

而月球向阳面上水的储存、积累方式，也引发了一系列有趣的讨论。科学家称，水可能被困在了土壤中的众多微观玻璃珠中，这些微观结构是微陨石撞击中，因高热量而形成的。另一种可能性更大的假说，则是这些水可能藏在月球土壤颗粒的缝隙之间，逃过了阳光的照射。

自然而然，这一消息激发了人们在月球表面收集水作为资源的想法。正如我们所知，水是深空中的稀有资源，也是生命的关键成分。然而，索菲娅发现的水是否容易获取、并能被当作资源利用，目前仍有待确定。在NASA的阿尔忒弥斯（Artemis）项目将第一个女性和第二个男性送上月球表面、于2024年建立起可持续的人类居留地之前，该机构迫切地想掌握月球上所有水资源信息。

“水很重，因此从地球发射补给水的开销巨大，”NASA人类探索任务理事会首席科学家，雅各布·布莱彻（Jacob Bleacher）说，“一旦我们不需要带水航行，我们就有机会带上其他有用的东西。”

在这些有趣的问题和可能性背后，“飞行天文台”索菲娅功不可没——它提供了一种观察月球的全新方式。这架改装过的波音747SP喷气式飞机，搭载着直径106英寸（约合269.24厘米）的望远镜，飞行高度高达45000英尺（约合13716公里），可以越过地球大气中99%以上的水蒸气，从而更清晰地看到红外视角下的宇宙。发现月球向阳面的水之前，索菲娅被设计用来观察遥远、昏暗的天体，例如黑洞、星团和星系。

现在，NASA正在计划索菲娅的一些后续飞行任务，以在不同的月相下，寻找其他阳光充足地区中水的存在。这些数据将给未来的月球探测添砖加瓦，例如NASA的“挥发物研究极地探索漫游者”（VIPER）任务，以支持创建首个月球水资源图，供未来人类太空探索使用。

（看看新闻Knews记者：任美星 编辑：潘奕 美国报道）