2022-01-24

“嫦娥五号”让月球有水“实锤” ,但水的来源存争议|嫦娥五号

  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?


  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。


  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。


  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"。


  美国找到月球有水的证据,不是来自SOFIA这个地球同温层观测平台,就是月球轨道上的环绕器,而"嫦娥五号"软着陆对月壤进行原位探测,估算出了月壤含水约为120ppm,月岩含水量约180ppm,这是人类首次通过原位探测证明月球有水,算是实锤了月球有水存在的证据。

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原文转载:http://tech.shaoqun.com/a/733895.html


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