月球永久陰影區的秘密即將揭開:或存在大量水冰
2009 年10 月9 日,一枚兩噸重的火箭以每小時9000 公里的速度砸向月球。當它在一陣塵埃中爆炸,並將月球表面加熱到數百度時,它墜落的漆黑隕石坑被稱為Cabeus,數十億年來第一次短暫地充滿了光。
這次墜落並非偶然。美國宇航局的月球隕石坑觀測和傳感衛星(LCROSS)任務旨在觀察撞擊後月球背面中會有什麼影響。一艘跟踪火箭的航天器飛過塵埃羽流進行採樣,而美國宇航局的月球勘測軌道器則從遠處進行觀察。
實驗的結果是驚人的:科學家們檢測到155 公斤的水蒸氣混入塵埃羽流。他們首次在月球上發現了水。LCROSS 的主要研究人員、美國宇航局艾姆斯研究中心的Anthony Colaprete 說:“這絕對是確定的”。
亞利桑那州立大學的行星科學家馬克·羅賓遜說:“月球的水資源並不明顯。但仔細思考,這真的很奇怪。它缺乏大氣層和極端溫度,應該導致任何水幾乎立即蒸發。然而,大約25年前,航天器開始探測到月球兩極周圍的氫氣特徵,暗示水可能以冰的形式被困在那裡。LCROSS證明了這一理論。科學家們現在認為,月球上不只是有一點水冰,而是有6萬億公斤的水冰”。
這些冰大部分居住在月球兩極的奇特特徵中,稱為永久陰影區(PSRs)。由於月球軌道的幾何形狀,這些隕石坑像Cabeus 一樣,太陽無法進入。德國馬克斯-普朗克太陽系研究所的行星科學家Valentin Bickel 說:“它們處於永久的黑暗之中”。
科學家們對PSR 有著極大的興趣。裡面的溫度可以降到零下170攝氏度以下。馬里蘭州約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家Parvathy Prem 說:“有些PSRs比冥王星的表面還要冷。這意味著在PSRs的月球表面或下面的冰不一定會融化;相反,它可能已經在那裡生存了數十億年。研究冰的化學成分應該能揭示出它是如何被運送到月球的,這反過來又能闡明地球上水的起源,或者說是任何恆星周圍的任何岩石世界。它也可以成為未來人類在月球上活動的一種資源”。
迄今為止的研究最多只能提供一個誘人的一瞥。但這種情況即將改變。明年,機器人飛行器將首次進入PSRs令人困惑的冰雪深處,揭示這些陰影環形山的內部是什麼樣子。到十年結束時,美國宇航局計劃派人親自去探索。
負責機器人任務的首席科學家羅賓遜說:“我不知道我們會看到什麼。這是最酷的事情”。