月球水源或不易获取,该如何合理利用呢?

文章作者:bianji3 | 2018-02-28
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       科学家认为月球上水的来源可能有三种:一是来自撞击月球的彗星或小行星;二是撞击事件释放出了月表下面的水;三是携带氢原子的太阳风,氢原子与月球土壤中的氧原子结合之后形成水。“月船一号”的观测结果证实了月球水源形成的第三种可能。
       水是氢氧化合物,水的形成离不开氢原子和氧原子。月球就像是一个大海绵球,不断吸收着来自太阳的带电粒子。这些带电粒子与月球表面灰尘中的氧原子发生反应,从而产生了水。这是印度“月船一号”探测器搭载的由欧洲航天局(ESA)与印度空间研究组织(ISRO)共同开发的“亚千电子伏原子反射分析仪”(SARA)的观测结果,进一步验证了月球表面水源产生的可能途径。同时,也为科学家研究月球和太阳系中其他无空气天体提供了新的思路。

研究结果显示月球表面水的分布更加广泛,而且相对稳定,意味着这些水源可能是以氢氧根(或称羟基)的形式存在。  研究结果显示月球表面水的分布更加广泛,而且相对稳定,意味着这些水源可能是以氢氧根(或称羟基)的形式存在。

  据报道,一项新研究发现,月球上的水资源分布可能比原先认为的更为广泛,并且不局限于特定区域。不过,这些水源可能并不容易获取。科学家还发现,月球表面的水似乎一直保持静止状态,不会四处移动,而且似乎在白天和夜晚都会出现。

  这些结果与较早前的研究并不相符。此前的观测显示,月球的水资源集中在两极,并且水信号的强度会在白天出现波动。“我们发现,无论在一天中观察的时间,观察的纬度如何变化,表明水存在的信号似乎一直存在,”研究第一作者、美国太空科学研究所(Space Science Institute)的高级研究员约书亚·班菲尔德(Joshua Bandfield)说,“水的存在似乎并不取决于月球表面的组成成分,而且水的分布十分广泛。”

  不过,科学家还在努力确定月球上水源的性质,寻找获取这些水源的方法。“出于许多原因,人们对月球上的水兴趣浓厚,”研究共同作者、美国西南研究院(Southwest Research Institute,SwRI)的科学家迈克尔·波斯顿(Michael Poston)说,“当你把水分子裂解时,你会得到氧气和氢气,二者都是可呼吸空气和火箭燃料的重要成分。羟基(OH)相对水而言更具有反应活性,在对月球研究站的支持上不如水有吸引力。”

  当受到太阳光加热时,月球所发射和反射的光线会混合在一起。而且,月球表面会反射来自太阳的红外光。为了表征月球水的测量结果,研究人员发明了一种新方法来整合温度信息,从而在本质上将月球的反射光和发射光分离开来。

  科学家利用一个模型,以及基于月球辐射计实验(piner Lunar Radiometer Experiment,搭载于美国航空航天局的月球勘测轨道飞行器上)所测量数据制成的详细月表温度地图,与此前从月球矿物质绘图仪(Moon Mineralogy Mapper,为印度月船1号探测器提供的一台红外光谱仪)所采集的数据进行整合。

  研究结果显示月球表面水的分布更加广泛,而且相对稳定,意味着这些水源可能是以氢氧根(或称羟基)的形式存在。羟基由1个氧原子和1个氢原子组成,比水分子更具有反应活性。羟基很可能是从矿物质中被析取出来的,因为在化学上它会与其他分子结合,本身无法存在很长时间。

  “通过对月表水或氢氧根的移动方式加以限制,我们就可以控制到达极地冷阱的水量,”波斯顿说,“下一步是确定这些是水还是氢氧根,或者二者的混合物,以及它们来自哪里。是来源于外界,比如彗星或小行星撞击?还是来源于月球本身的内部过程,比如古代的火山活动?又或者,这有没有可能是一个正在进行中的过程,是太阳风与月球物质反应产生了氢氧根或水分子?”

  想要解答这些科学问题,还需要进行更多的探测任务和更深入的研究。此项研究的结果发表在近期的《自然-地球科学》(Nature Geoscience)期刊上。

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