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科学家发现月表存在水冰依据 水从哪儿来仍需探究

发布时间:2022-09-12 20:19:10 来源:天博在线

  由夏威夷大学研究人员领导的一个科学家小组近来在美国《国家科学院学报》上宣布研究报告称,他们剖析了印度“月船1号”勘探器带着的月球矿藏绘图仪所得到的数据,发现了固态水冰的近红外吸收光谱特征,证明那是月球上的水冰。

  中国科学院国家天文台研究员郑永春告知科技日报记者,月球上有没有水,假如有水,又是以什么方法存在的?一直以来,这些问题在学术界争论不休。

  月球存在水冰的想象最早是由美国科学家肯尼思沃森等人在1961年提出的。他们以为,月球极地一些碰击坑底部,或许处于太阳照耀不到的永久暗影区,表层和次表层的温度终年维持在零下233摄氏度到零下223摄氏度。原始月球脱气效果产生的水,以及彗星碰击月球带着至月表的水,在这样的低温条件下,很或许会以水冰的方式长时刻保存下来,逃逸进入太空的或许性很小。他们估测,月球南北极的深坑底部或许存在许多水冰。

  “在月球水冰想象提出后的30余年间,许多科学家进行了多方面的探究,直到上世纪90年代,都没有找到月球有水的确凿依据。”郑永春说。

  但科学家没有中止在月球上找水的尽力。1994年,美国发射克莱门汀号月球勘探器。该勘探器的雷达回波显现,月球上或许有水。1998年,美国发射的月球勘探者号勘探器勘探成果显现,在月球南北极区域存在丰厚的氢,据此,科学家估测,月球极区或许含有丰厚的水冰。但这两次的成果都有较大争议。

  一直到2009年。“美国科学家使用火箭末子级碰击月球外表,撞出的物质飞上太空被卫星拍下相片。通过对这些尘土物质进行光谱剖析,科学家发现这些物质是含水的。”中国航天科工集团第二研究院研究员、世界宇航联空间运送委员会秘书长杨宇光告知科技日报记者。

  “近年来跟着传感器及勘探技能的全体提高,在月球上找水的进展加速。实际上,美印科学家此前就对月船一号的数据进行了剖析,成果表明月球南北极永久暗影区域或许有不同来历的水。”中国科学院国家天文台研究员平劲松告知科技日报记者,但其时的数据分辩空间率不高,此次,研究人员再次归纳剖析了“月船一号”及其他相关数据,给出了月球极地暗影区域的水体分布图。

  “但科学家迄今得到的都是关于月球上存在水冰的重要直接依据,假如要拿到直接依据,需求原位勘探器或巡视勘探器去取回月球上的岩石或土壤样本,在其间找到水冰。”杨宇光说。

  这些月球上的水来自哪里?是月球在远古时期就有,仍是来自其他天体?郑永春表明,正如地球上的水从哪来的有许多说法相同,科学家对月球上水的来历也有几种估测。

  一种说法是,月球上的水是由小行星和彗星碰击带来的。2011年,美国研究人员对阿波罗飞船带回的月球外表岩石标本进行了剖析。他们要点测量了标本中一类名为磷灰石的矿藏所含的氢同位素组成份额。成果发现,其组成份额与3个已知彗星中的氢同位素组成份额挨近。由此研究人员以为,彗星是月球上水的首要来历之一。

  2016年,美国、英国和法国的研究人员发现,大部分月球内部存在的水或许是40多亿年前月球构成初期小行星碰击月球后留下的。

  “月球外表有许多碰击坑,是被小行星和彗星碰击构成的,彗星是带着许多水冰的小天体。当碰击到月球上之后,彗星上的冰就会留存下来。”郑永春说。

  太阳会发射出不间断的粒子流,这一现象被称为“太阳风”。太阳风中的粒子大部分是氢离子,也有氦离子和氧离子的痕迹,由于地球有扎实的大气层和磁场,它们是无法抵达地球的。可是月球没有这些保护层,不断遭受太阳风的突击,其间的粒子会留在月球外表的尘土中。这些氢离子会和月球外表的氧化物产生反响而生成水分子或附近的羟(HO)。

  2012年,美国研究人员对阿波罗系列探月飞船带回的月球土壤样本进行剖析后指出,这些样本中的大多数都含有羟基和水,其间的氢原子与太阳上的相同。

  此外,太阳风也会将地球大气层外的一些水分子吹到远方,而当月球通过这些地方时,就会捕获来自地球上的水,但这两种理论并没有得到广泛认同,也难以构成较大的水资源规划。

  平劲松则以为:“和地球相同,月球上的水首要是固有的,来自太阳的尘土星盘,后来在大碰击年代,又有小行星、彗星带来的水作为弥补,但弥补有限。此外,太阳风与岩石月尘的效果,虽能够在月球外表生成水分子,但能留下来的几率太小。”

  “不论是月球仍是火星,更实际的方案是树立长时刻有人值守的科学考察基地,开发它的资源。”杨宇光说。

  他解释道,在太空中其他星球上找到氧是很简单的,由于岩石里包括金属氧化物,有丰厚的氧元素,可是氢并不简单找到。月球上发现水冰,电解之后可得液氢、液氧,它们能用来制备功率较高的火箭燃料,极大地下降太空使命的本钱。

  “月球上的引力只要地球的六分之一,假如月球上有各种资源,将来人类在去往火星或其他星球的时分,物资就能够从月球弥补,一起,假如能在月球外表制备水的话,本钱会小许多。月球能够成为人类勘探银河系的一个中转站。”杨宇光说。

  此外,本年6月,在科罗拉多矿业学院举办的空间资源圆桌会议上,人们探讨了挖掘月球水冰的或许性。与会者评论后以为,将月球上的资源定量化,加上开发和布置技能的时刻,挖掘月球水冰至少需求10年。