NASA尋找月球水源行動獲意外收獲:冰層存在可能更廣泛

據媒體報導,阿波羅計劃幾十年前拍攝的照片為NASA在月球上尋找水源的工作帶來了新的曙光,或者更准確地說,帶來了新的陰影,這可能為未來在月球基地中更自給自足的Artemis太空人鋪平了道路。雖然月球通常被認為是乾燥和荒涼的,但科學家們相信,在月球的兩極存在水冰。然而新研究表明,冰層可能更廣泛。

NASA尋找月球水源行動獲意外收獲:冰層存在可能更廣泛

兩極的冰受益於持續的陰影:它們是在火山口中發現的,這些火山口永遠感受不到太陽的熱量。Artemis項目的目標之一是,當太空人重返月球時,找到一種可以利用這些水建立一個更可持續的月球基地的方法。

然而,最近在更廣泛的范圍內觀察到有水冰存在的證據。這包括在月球的日面表面,在那里,你會認為太陽的熱量會蒸發它。「這些觀察結果一開始是違反直覺的:水不應該在這樣惡劣的環境中生存,」 NASA噴氣推進實驗室科學家Björn Davidsson解釋道,「這對我們對月球表面的理解提出了挑戰並提出了一些有趣的問題,如水冰等揮發物是如何在沒有空氣的物體上生存的。」

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Davidsson和他的合作者、噴氣推進實驗室的科學家Sona Hosseini今日發表了一篇新論文,其可能解釋了冰是如何滯留的。他們指出,月球表面不是規則的和平坦的。相反,它的岩石質地加上非常稀薄的月球大氣層可能會形成一些可以持續使用冰的地方。

通過將1969年至1972年阿波羅計劃的圖像考慮進來,這兩位科學家可以將巨石和隕石坑納入冰的形成和融化的計算機模型中。NASA指出,其結果是形成了一個以前被忽視的陰影區域網絡。「通過將這種表面粗糙度納入他們的計算機模型,Davidsson和Hosseini解釋了在小陰影中霜是如何形成的以及為什麼水的分布在一天中會發生變化,」NASA說道。

溫暖地區的溫度可以達到240華氏度或120攝氏度。然而,由於大氣非常稀薄,即使在附近極端寒冷的地區,熱量也往往不會分布。因此,在陰涼處,溫度可能驟降至零下350華氏度或零下210攝氏度。

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NASA解釋稱:「隨著太陽在月球上運行,月球表面的霜可能會積聚在這些寒冷的陰影區域、慢慢暴露在陽光下並循環進入月球的外逸層。然後水分子在表面再次凍結,並在其他寒冷、陰暗的地方再次積累為霜。」

最新發表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上的這項新研究則建立在先前試圖整合表面粗糙度數據的研究基礎上。另外,它還考慮了水分子如何以霜的形式留在月球表面,這是一個新的考慮,其影響也不僅僅局限於理論層面。

Hosseini說道:「如果在月球陽光充足的地區有水,那麼未來的探險者可能會把它作為燃料和飲用水的來源。」

接下來,科學家們將進一步研究月球上可能存在多少水冰、它們有多容易接近以及它們隨著時間推移如何圍繞月球表面移動。新傳感器–Heterodyne OH Lunar Miniaturized Spectrometer (HOLMS)–正在被開發成能在未來的任務搭便車到我們的自然衛星並在那里測量羥基水平。而這可能是水存在的跡象。

然而除此之外,新發現可能會對更遠的太空探索產生更廣泛的影響。畢竟,月球並不是唯一擁有大量表面紋理的地方,火星上類似的角落和裂縫–甚至土星環中的粒子–可能也隱藏著水冰,進而可能在未來的任務中起到作用。

來源:cnBeta