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月球陽面亦有水 總量超預期

時間:2020-10-28 04:24:41來源:大公報

  圖:月球上一系列大小各異的冷阱\資料圖片

  【大公報訊】綜合法新社、路透社、新華社報道:月球作為人類太空探索的起航站,仍有諸多未解之謎。科學家近日首次探測到月球表面存在水分子,且水的分布可能較人類想像中要廣泛。目前尚未知這些水能否用作資源,但或增加太空人未來在月球執行任務時,尋找飲用水甚至是火箭燃料的希望。美國太空總署(NASA)稱,了解月球上的水是其「阿耳忒彌斯」探月計劃關鍵。

  過去人類一直認為月球極度乾燥,直到2009年後,科學家多次在月球上發現水的蹤跡,但僅限於極地的永久陰影區。26日發表於最新一期英國《自然.天文學》雜誌上的兩篇論文,其中一組研究人員首次在月球的陽光直射面探測到水分子;另一研究則根據數據模型推測,水可能以水冰的形式被封存在遍布月球表面的隕石坑和陰影中,令月球水資源比科學家想像的要更豐富、更易獲取。

  分布或不限於寒冷陰影區

  NASA研究員霍尼鮑爾帶領團隊,利用「同溫層紅外線天文台(SOFIA)」,在月球南半球的克拉維斯環形山探測到水分子。這是首次在月球的太陽射面發現水。SOFIA是一架被改裝過的波音客機,攜帶一台口徑約2.5米的望遠鏡,可在6微米的波長上對月球表面反射的光譜進行分析。此前,科學家通過3微米的光譜反射來識別月球上的水,但無法區分水分子(H20)及其近似物羥基(OH分子)。根據NASA說法,這一發現表明,「水可能分布在整個月球表面,而不限於寒冷、陰影的地方」。

  數據顯示,在靠近南極的地區水分子相對豐富,約為百萬分之100至400,相當於一立方米的土壤中含有340克水,較撒哈拉沙漠乾燥100倍。論文認為,探測到的水分子有可能儲存在月球表面特殊的「玻璃珠」物質中或是晶粒之間,以保護其免受惡劣氣候的侵害。

  另一項研究則聚焦「冷阱」的分布,冷阱即月球表面的永久陰影區,溫度為零下160攝氏度,足以將水冰保存數百萬甚至數十億年。研究員利用NASA月球勘測軌道飛行器(LRO)數據推測,冷阱大小相差甚遠,小到直徑僅有1厘米還不如硬幣大,且小規模微型冷阱數量是大冷阱的數百倍到數千倍,都能在月球兩極附近發現。科學家估計,月球表面有超過4萬平方公里可儲水,面積比之前估算多兩成。

  未來可供太空人飲用

  下一步,科學家將繼續探月,以進一步了解月球上的水是如何產生、存儲和轉移的。這些數據將為未來的月球探索計劃提供重要信息,幫助創建首個月球水資源圖,有助於未來人類太空探索任務。這些水或可經過處理後供太空人飲用,還可以通過分子分裂用作火箭燃料。NASA局長布里登斯廷在社交媒體上表示,目前尚不清楚是否可以使用,但了解月球上的水是「阿耳忒彌斯」(Artemis)計劃的關鍵。

  「阿耳忒彌斯」是美國最新發起的登月計劃,預計2024年再度將太空人送上月球,並於本世紀在月球軌道上打造一個永續存在、為人類登陸火星做準備的太空站。NASA早前宣布與英國、日本、澳洲等七國簽署《阿耳忒彌斯協議》,為提取和使用 「空間資源」建立規則。

  不過有分析指,這項研究仍存在許多未知數。首先如果水被封存在「玻璃珠」中,則需要大量工作才能提取出來,在月球上大功耗工作並不現實。至於微小冷阱,科學家實際上也不完全確定是否有水冰存在於其中,雖然它們的條件可能正好適合儲存水冰,但研究人員並沒有直接發現冷阱中的水。

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