月球永久阴影区的秘密即将揭开或存在大量水冰,月球上有冰吗

2009 年 10 月 9 日,一枚两吨重的火箭以每小时 9000 公里的速度砸向月球。当它在一阵尘埃中爆炸,并将月球表面加热到数百度时,它坠落的漆黑陨石坑被称为 Cabeus,数十亿年来第一次短暂地充满了光。

这次坠落并非偶然。美国宇航局的月球陨石坑观测和传感卫星(LCROSS)任务旨在观察撞击后月球背面中会有什么影响。一艘跟踪火箭的航天器飞过尘埃羽流进行采样,而美国宇航局的月球勘测轨道器则从远处进行观察。

实验的结果是惊人的:科学家们检测到 155 公斤的水蒸气混入尘埃羽流。他们首次在月球上发现了水。LCROSS 的主要研究人员、美国宇航局艾姆斯研究中心的 Anthony Colaprete 说:“这绝对是确定的”。

亚利桑那州立大学的行星科学家马克·罗宾逊说:“月球的水资源并不明显。但仔细思考,这真的很奇怪。它缺乏大气层和极端温度,应该导致任何水几乎立即蒸发。然而,大约25年前,航天器开始探测到月球两极周围的氢气特征,暗示水可能以冰的形式被困在那里。LCROSS证明了这一理论。科学家们现在认为,月球上不只是有一点水冰,而是有6万亿公斤的水冰”。

这些冰大部分居住在月球两极的奇特特征中,称为永久阴影区(PSRs)。由于月球轨道的几何形状,这些陨石坑像 Cabeus 一样,太阳无法进入。德国马克斯-普朗克太阳系研究所的行星科学家 Valentin Bickel 说:“它们处于永久的黑暗之中”。

科学家们对 PSR 有着极大的兴趣。里面的温度可以降到零下170摄氏度以下。马里兰州约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家 Parvathy Prem 说:“有些PSRs比冥王星的表面还要冷。这意味着在PSRs的月球表面或下面的冰不一定会融化;相反,它可能已经在那里生存了数十亿年。研究冰的化学成分应该能揭示出它是如何被运送到月球的,这反过来又能阐明地球上水的起源,或者说是任何恒星周围的任何岩石世界。它也可以成为未来人类在月球上活动的一种资源”。

迄今为止的研究最多只能提供一个诱人的一瞥。但这种情况即将改变。明年,机器人飞行器将首次进入PSRs令人困惑的冰雪深处,揭示这些阴影环形山的内部是什么样子。到十年结束时,美国宇航局计划派人亲自去探索。

负责机器人任务的首席科学家罗宾逊说:“我不知道我们会看到什么。这是最酷的事情”。

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