“嫦娥五号”让月球有水“实锤” ,但水的来源存争议

本文转自:国际旅游岛商报
近日 , 中科院地质地球所行星科学团队在《科学进展》上发表论文 , 研究结果显示嫦娥五号探测器发现月壤、月岩中存在微量水 , 这是人类月球原位探测的重大发现 , 也让月球上是否有水的争议尘埃落定 。那么 , 月球上的水来自哪里?是否可以为人类所用呢?
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嫦娥五号采样区背景图和水含量
月球是否有水争论多年
月球是距离地球最近的大型天体 , 古时候人类对月球有着美好的想象 , 编织出如梦似幻的神话故事 。然而 , 天文学家早就发现月球是一个没有大气 , 遍布陨石坑的“死星” 。尽管如此 , 1952年氘的发现者、美国化学家哈罗德·尤里提出了月球上的永久阴影区可能存在水或类似的挥发性物质 。
虽然当时人类没有能力探测和验证这一推测 , 但上世纪60~70年代的美苏探月和登月竞赛 , 为月球找水提供了可能 。1969年 , 阿波罗11号载人飞船首次登月成功 , 但无论是月面仪器还是航天员带回的样品 , 都没有发现月球有水的证据 。一时间 , 月球是干燥无水的星球成为共识 。
这一时期 , 苏联通过“月球16号”“月球20号”和“月球24号”3次成功的取样返回探测任务 , 采回了约300克月壤月岩样品 。苏联科研人员通过分析月壤样品发现 , 月壤中存在微量的水 。
事实上 , “阿波罗”任务取回的样品也有类似发现 , 但美苏检测到月壤中水的含量都很低 , 更重要的是 , 都无法排除月壤返回地面后接触水蒸气的可能性 , 也就导致不能肯定地宣布月球上有水存在 。
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“阿波罗”载人登月任务中取回的月球岩石样本
随着遥感技术的进步 , 以及上世纪90年代月球探测的回潮 , 月球找水进入新阶段 。1994年 , 美国科研人员通过克莱门汀探测器的雷达对月球两极进行了探测 , 发现疑似冰存在的证据 。1998年 , 美国“月球勘探者号”通过伽马射线仪和中子频谱仪 , 探测到月球极区富含氢元素 , 为水的存在提供了旁证 。
随后 , 各国加大探测力度 , 美国月球勘测轨道飞行器用更灵敏的种子探测器和莱曼-α探测器 , 在月球南极环形山中探测到水和羟基信号 。印度“月船一号”上的M3探测器也在月球极区发现了羟基信号 。2009年 , 美国使用LCROSS探测器撞击月球 , 携带的红外和紫外分光计发现了水和羟基信号 。然而 , 3微米的红外波段不能区分水和羟基 , 无法作为不可辩驳的证据 。
实际上 , 月球上的水不止存在于永久阴影区 。2020年 , 美国宇航局宣布 , SOFIA在2018年8月的飞行观测中 , 发现月球南部克拉维乌斯环形山附近有6毫米红外辐射 。SOFIA是一个携带2.5米望远镜的波音747飞机 , 而6毫米红外光是水分子受热振动产生的 , 这个发现证明月球表面存在水分子而不仅是羟基 。
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SOFIA平台发现月球存在水分子
SOFIA发现克拉维乌斯环形山附近的水浓度为100~400ppm , 也就是每吨月壤含有100~400克水 。不过 , 月球有水的最新证据 , 是来自“嫦娥五号” 。
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