月球的阳光照射面发现了水? NASA的重大发现或为探月带来更多可能

安徽商报 2020-10-28 01:35 大字

当地时间10月26日,美国宇航局举行新闻发布会,公布月球重大发现:科学家在飞机上通过同温层红外线天文台的望远镜,首次在月球的阳光照射下发现了水。

“同温层红外天文台”缩写为SOFIA,是美国宇航局、德国航空太空中心和大学太空研究协会(URSA)共同合作的项目,是由一架波音747SP 改装上2.5 米直径反射望远镜,在约12,496米的高空进行红外线天文学研究的飞机。它的能力使它几乎能在地球大气层内所有的水蒸气之上飞行(能够观察到一些被大气层拦阻不能被地基设备观察到的红外波长),并且飞行至地球表面上的任何一点进行观测。每周进行3或4晚的飞行观测。它的主要科学目标是研究行星的表面和大气层组成;研究彗星的组成、演化和结构;以及探讨星际物质的物理和化学性质、探索恒星和其它天体的形成。

“水”是探月计划的关键

美国航天局局长吉姆·布里登斯廷在社交媒体上表示,SOFIA首次确认了月球的太阳照射面存在水,目前尚不清楚是否可以使用,但了解月球上的水是“阿耳忒弥斯”探月计划的关键。

SOFIA在月球的Clavius火山口中发现了分子水H2O,Clavius火山口是月球南半球从地球上看到的最大的火山口之一。这一发现表明水可能分布在整个月球表面,而不仅限于阴凉的地方。

科学家最早在月球上发现水蒸气是在1971年,2009年,他们发现了月球表面冻结水的第一个证据。但长期以来,科学家一直认为水仅存在于月球阴暗寒冷的背面,那里长年不会受到阳光的照射,这会令宇航员的探月计划更加危险。

先前对月球表面的观察发现了某种形式的氢,但无法区分水(H2O)及其化学上的近亲羟基(OH)。新的数据显示,水被困在分布在月球表面的土壤中,浓度为百万分之100至412(大致相当于一瓶12盎司的水/每立方米)。结果发表在最新一期的《自然-天文学》上。

NASA总部科学任务部天体物理处处长Paul Hertz说。“我们有迹象表明,H2O——我们知道的熟悉的水,可能存在于月球的阳光照射下,”“现在我们知道它在那里。这一发现挑战了我们对月球表面的理解,并提出了与深空探索有关的资源的有趣问题。”

这一发现对载人登月的计划意味着什么呢?知道月球上肯定有水,而且水可能在相对容易抵达的地方,意味着人类可能在月球上建立基地,并开采水源,在未来制造火箭燃料。

太空中的水已经是一种商品。2016年,一家美国航天器发射公司宣布,将为在太空中开采的水或氧和氢支付每公斤3000美元。

包括美国和中国在内的许多国家已经宣布,计划在2030年前在月球南极建立基地。美国最近宣布,计划在2024年将人类送上月球,并在2028年前永久驻留在月球南极。

新的发现证明了月球的光照面存在水,这意味着宇航员可以更容易地实现深空探索计划,水可以用于饮用或者燃料供应。

NASA人类探索与运营任务部首席探索科学家雅各布·布莱切尔(Jacob Bleacher)表示,最新的研究结果对人类的太空探索具有重要意义。“了解水在哪里,将有助于我们确定将‘阿尔忒弥斯’(Artemis)的宇航员送往月球具体哪个位置。”布莱切尔表示。

“阿耳忒弥斯”名字取自希腊神话中的月亮女神,“阿耳忒弥斯”计划是美国制定的重返月球计划,旨在2024年将首名女宇航员和1名男宇航员送上月球,并于2028年在月球上建立可持续落脚点,使其最终成为人类登陆火星的“中转站”。

月球之“水”从何而来

作为比较,撒哈拉沙漠的水量是SOFIA这次在月球土壤中检测到的水量的100倍。尽管水量很少,但这项发现提出了新的问题,即如何产生水以及水如何在恶劣、无空气的月球表面上持续存在。

水是我们深知的深空珍贵资源,是生命的重要组成部分。所发现的水是否容易获得作为资源使用尚待确定。

SOFIA的结果是建立在过去多年研究月球上水的研究基础上的。当阿波罗宇航员于1969年首次从月球返回时,它被认为是完全干燥的。在过去20年中,轨道飞行器和撞击器飞行任务,例如NASA的月球陨石坑观测和感知卫星,证实了月球两极周围永久阴影的陨石坑中有冰。同时,包括卡西尼号任务和“深撞击”彗星任务,以及印度航天研究组织的Chandrayaan-1任务在内的数种航天器,以及美国宇航局的地面红外望远镜设施,都在月球表面上大范围观察,并发现了日冕器中存在水合作用的迹象。但是,这些任务无法明确地区分其存在的形式——H2O或OH。

SOFIA提供了一种看月球的新方法,可以更清晰地看到红外宇宙,其FORCAST望远镜的高敏度红外摄像头,能够拾取水分子特有的特定波长(6.1微米),并发现了阳光明媚的Clavius火山口中相对令人惊讶的水分子浓度。

这项研究的主要作者凯西·洪尼波尔博士说:“我们第一次明确地在有阳光照射的月球表面上探测到水分子。”他说:“我们之所以知道它是水,是因为水分子——两个氢原子和一个氧原子结合——会发出特定波长的信号,不会被误认为是别的物质。”

“我们的探测显示,月球表面水分的分布可能比之前认为的更为广泛,而且不局限于极点附近。”洪尼波尔博士说。

那么,月球上的水是从哪里来的呢?月亮曾经下过雨吗?报道指出,月球没有大气层,所以不会下雨。月球受到携带氢气的太阳风的猛烈撞击,而且数十亿年来一直受到陨石的撞击。研究人员认为,水分来自撞击月球表面的陨石,或者是携带在陨石上,或者就是碰撞将土壤中现有的氢和氧转化为水。

“新发现”迎来“质疑”

俄卫星社表示,如果NASA的科学家们多了解一些苏联科学家的研究成果,他们可能就会意识到,苏联的月球探测器“月球24号”早在1976年就发现了这一现象。

“苏联向包括月球和金星在内的外太空星体发射了数十个探测器,为人类了解太阳系做出了重大贡献。然而,他们的研究成果经常被西方科学家误读。”报道说,由三名科学家署名并于1978年发表在苏联科学杂志《地球化学》(Geokhimiia)上的一篇论文曾宣布,在月球表面的危海发现了水。

报道还援引生前为哥伦比亚大学天文学教授的阿尔林克劳斯的话为上述发现佐证。据克劳斯说,三位作者检测了由“月球24号”带回的月球表面土壤样本。该探测器在危海表面向下钻了2米,提取了170克土壤。带回的样本证明,月球土壤大约包含0.1%的水,而更多的水出现在月球表面以下。

尽管如此,据克劳斯说,他们的研究成果一直到2012年也没被引用过一次。俄卫星社说,在NASA26日的新闻发布会上,当他们提到此前发现过月球有阳光照射的一面可能存在水的“迹象”,他们指的是美国于上世纪90年代的相关探索, “而不是任何苏联的发现。”综合

新闻推荐

保加利亚总理 确诊感染新冠病毒

新华社索非亚10月25日电保加利亚总理鲍里索夫25日在其个人社交媒体账户上公布,他确诊感染了新冠病毒。鲍里索夫说:“今天进...

 
相关推荐