Moon Crater
NASA GSFC/Arizona State Universi via Getty Images

天文学界确认月球表面有水的存在已经有一小段时间,但之前一定是认为水只会存在于两极的陨石坑深处,这里因为长年处于陨石坑的阴影下,因此少数由彗星或其他星体带来的水份可以存在着,不会因阳光照射而散逸。也是因为这个缘故,目前 NASA 规划的月球基地以这样的一个陨石坑或其近旁为主。

然而就在稍早的时候,NASA 发布了其 SOFIA 天文台所做的最新发现,确认了月球即使是受到光照的表面,也会有水分子的存在。发现水的地点是在南半球一个名为 Clavius 的陨石坑,这个发现所引申的问题,就是水是如何在这样的环境下长期存在,以及其存量足不足够宇航员利用,而不需特地跑到两极的陨石坑开采。

SOFIA 是 NASA 由波音的 747SP 客机(短版的 747)改装而来的飞行天文台,将一具 2.5 米直径的望远镜带到 13.7 公里的高空,以避开平流层大气的干扰。其观测的频段主要在红外线,过去对月球的观测确认了氢原子以和氧原子结合的方式存在于表面,但无法得知是水分子(H2O)还是氢氧基(OH)的形式。这次则是针对能鉴别两者的 6 微米波段进行观测,发现了表面确实是水分子的可靠证据。至于表土含量推估在 100~412 ppm 之间,或是一立方米的土层中约有 350ml 的水。听起来似乎是不少,但这可比撒哈拉沙漠还干 100 倍呢。

当然,关键的问题还是水是如何在这样的环境下长时间存在的,毕竟在真空又是高辐射的环境当中,有这样的水量都不太合理。这意味着水份势必有某种补充机制,又或是月表存在着某种抑制水蒸散的机制,这就有待科学家再进一步研究了。目前推测较有可能的补充来源是微陨石或是太阳风与月球表土间的交互作用;而抑制的机制则可能是陨石撞击时形成的玻璃微粒,对太阳辐射起来保护作用。不过这些都只是猜测而已。

至于宇航员是否能利用的部份,就要端看这水有没有简单的方式能采集了。如果能有可靠的方式将月土中的水分离出来的话,NASA 可能就能考虑让宇航员降落在更容易到达的地点了呢。总之,SOFIA 会将继续以分析月球表面的含水量为目标,继续执行观测任务。