“嫦娥五號”證明：月球上有水

黃增強

最近，由中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學(xué)團(tuán)隊、上海技術(shù)物理研究所、國家空間科學(xué)中心、南京大學(xué)等多家科研機構(gòu)合作，利用“嫦娥五號”攜帶月球礦物光譜分析儀探測的數(shù)據(jù)，首次獲得了月表原位條件下的水含量。

關(guān)于月球上是否有水，這個問題已經(jīng)爭論了半個多世紀(jì)。1969年至1972年，美國曾多次發(fā)射“阿波羅號”探測器，并成功地在月球表面著陸。美國雖然從月球帶回391千克月壤，但科學(xué)家們從樣品中沒有測量到水，甚至連留在月球表面的探測器也無法探測到水。從此，“月球是干的”幾乎成為人們的共識。

1970年至1976年，蘇聯(lián)分別成功發(fā)射了“月球-16號”“月球-20號”和“月球-24號”月球探測器，從月球運回326克月壤。蘇聯(lián)科學(xué)家從“月球-24號”任務(wù)采集的部分月壤樣品中測量到了微量的水，但是這一研究成果沒有得到廣泛的重視。

進(jìn)入21世紀(jì)，光譜儀探測成為更加先進(jìn)的方式。2009年，印度“月船一號”搭載的月球礦物繪圖光譜儀探測發(fā)現(xiàn)，在月球上水隨處可見，并且水含量隨緯度的增加而增加。這一結(jié)果讓很多人意識到月球上真的有水。此后，前往土星的探測器“卡西尼號”、前往彗星的探測器“深度撞擊號”和“月球觀測和傳感衛(wèi)星”等都用光譜儀的探測確認(rèn)月球上確實存在水。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國探索太空的步伐越來越快，特別是我國四次成功發(fā)射“嫦娥一號”“嫦娥二號”“嫦娥三號”“嫦娥四號”探測器，通過十多年的不懈努力，對月球的探測取得了長足的進(jìn)步。

2020年11月24日，我國在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射“嫦娥五號”探測器。同年12月1日，探測器成功著陸在了月球風(fēng)暴洋北部地區(qū)，并將1731克的月壤樣品帶回地球。“嫦娥五號”探測器攜帶了最先進(jìn)的月球礦物光譜分析儀，近距離獲取了月表的光譜。經(jīng)過科學(xué)家和研究團(tuán)隊數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，“嫦娥五號”采樣區(qū)的水含量在百萬分之一百二十以下，而巖石中的水含量約為百萬分之一百八十，相當(dāng)于1噸月壤中大約有120克水，1噸巖石中大約有180克水。這一新發(fā)現(xiàn)是人類首次實現(xiàn)了月表原位條件下的水含量探測，是對爭論了半個多世紀(jì)以來，月球是否有水的最有力的證明。

什么是月球水？它以什么形式存在？月球水不是直接可以用來飲用的普通水，它主要以氣態(tài)水和固態(tài)水的形式存在，并非地球上的液態(tài)水形式。“嫦娥五號”采樣區(qū)探測到的水，主要指的是礦物里的水分子或者羥基。如果想要成為日常使用的液態(tài)水，月球水還需要在一定條件下才能轉(zhuǎn)化，例如高溫。

“嫦娥五號”發(fā)現(xiàn)月球有水，對我國的科研成果有著極為重要的現(xiàn)實意義。其一，如果月球表面有廣泛的水存在，那么人類就可以想出方法獲取這些水資源，例如通過加熱月壤，獲得液態(tài)水。其二，月球上有了水以后，還可以把它分解成氧氣和氫氣。這樣的話，人類在月球上建立基地的難度將會大大降低。其三，水、氧氣和氫氣除了可以供日常生活使用以外，還能用于生產(chǎn)和制造，氫氣還可以充當(dāng)能源，例如火箭的燃料。

我們從“嫦娥五號”探測器的數(shù)據(jù)中不難看出，月球上有可以利用的水資源，對人類研究月球，將月球作為中轉(zhuǎn)站向更深的空間進(jìn)行探測，起到了積極有效的推動作用。