一項新的研究利用現已退役的平流層紅外天文台（SOFIA），拼湊出了第一張詳細的月球上水分佈的大面積地圖。SOFIA是美國宇航局和德國航天局的一個聯合項目。由於為月球水的數據標出了清晰、可識別的特徵，這項研究為水可能如何在月球表面移動提供了提示，特別是在其南極附近–這是一個重要的太空探索區域。這項研究於2023年3月15日發表在《行星科學》雜誌上。

新地圖覆蓋了月球表面60度緯度以下朝向地球的大約四分之一，並延伸到月球南極。鑑於所覆蓋的大區域，研究人員可以很容易地確定水與月球表面特徵的關係，遠離陽光並偏向寒冷地區。

一項新的研究利用現已退役的平流層紅外天文台（SOFIA）拼湊出了第一張詳細的、大面積的月球上的水分佈圖。這張新地圖涵蓋了月球表面60度緯度以下面向地球的約四分之一，並延伸到月球南極。在這個數據可視化中，SOFIA的月球水觀測結果用顏色表示，藍色代表水信號較高的區域，棕色則較低。

“當看水的數據時，我們實際上可以看到火山口的邊緣，我們可以看到單個的山，我們甚至可以看到山的白天和夜晚的差異，這要歸功於這些地方水的濃度較高，”比爾-瑞奇說，他是位於加州矽谷的NASA艾姆斯研究中心SOFIA科學中心的主任，也是這項研究的主要作者，該研究在2023年月球和行星科學會議上發表。

2024年底，NASA的Volatiles Investigating Polar Exploration Rover（VIPER）將在SOFIA研究的區域登陸，在Mons Mouton頂部，進行地球以外的首次資源測繪任務。這座平頂的月球山將是領導目前SOFIA數據研究的團隊的下一篇論文的重點區域。

目前的這一發現，以及之前SOFIA關於月球陽光下表面水的數量和分佈的兩個結果都指向了水的一個獨特的光信號。其他觀察月球表面廣泛區域的任務研究了不同波長的光，這些光不能將水與類似的分子（如羥基）區分開來。月球上的水存在於土壤中，可能以冰晶的形式出現，或者以水分子與其他物質化學結合的形式出現。

研究人員沒有確定該地區水的絕對數量，而是將在月球南極周圍獲得的數據與月球赤道附近相對乾燥的參考區域進行比較，以了解其豐度如何變化。在火山口和山脈的陰影面發現了更多的水，類似於地球上的滑雪者知道接受太陽直射較少的山坡可以保留更長時間的雪。這表明月球的局部地理環境對水的數量同樣起著重要作用。

月球的靜止圖像和SOFIA數據的南部部分。資料來源：美國宇航局戈達德太空飛行中心科學可視化工作室/Ernie Wright

當NASA準備在Artemis計劃下將宇航員送回月球時，該機構已經確定了月球南極附近的13個候選著陸區域。通過Artemis，NASA將把第一位女性和第一位有色人種送上月球，而月球水可能是建立人類長期存在的關鍵資源。

“通過這張SOFIA數據地圖，以及其他即將到來的數據，我們正在研究水在不同的月球環境條件下是如何集中的，”參與這項工作的位於馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的客座助理研究科學家和VIPER科學團隊成員凱西-霍尼博爾說。”這張地圖將為Artemis計劃提供關於潛在勘探區域的寶貴信息，但也為未來的科學任務，如VIPER提供區域背景。”

除了創建新地圖結果的南部地區之外，與其他任務相關的站點的SOFIA觀測結果也在檔案中，現在正在進行分析。NASA與Artemis相關的任務將以極地和非極地區域為目標，包括月球開拓者，它將圍繞月球運行以繪製其羥基和水。

月球上的水可能來自哪裡–它是否是古老的，作為月球上早期火山過程的結果而固有地存在於月球的礦物中，還是當代的，由小行星、彗星或太陽風提供的，以及它是否沿著月球表面遷移–是SOFIA觀測留下的另一個重要問題。VIPER將致力於更好地了解這一區別，這對於確定水是廣泛存在於表面深處，還是只散佈在表面或附近非常重要。

然而，很明顯的是，即使在最低限度，月球上的水也比我們曾經認為的要多得多。

夏威夷大學馬諾阿分校的教授、該論文的共同作者保羅-盧西說：”我們從阿波羅時代起就認為月球是骨幹的，這種認識是錯誤。我們已經知道這是錯的，但問題是錯了多少。”