最近，美國研究人員對阿波羅系列探月飛船帶回的月球土壤樣本進(jìn)行分析后認(rèn)為，月球上存在的水可能來源于太陽風(fēng)，這說明其他一些星球也可能同樣因此而存在水。此一說法再次引起了人們對月球水及其來源的關(guān)注。
　　航天探測發(fā)現(xiàn)月表有水
　　早在2009年，美國宇航局就曾宣布，科學(xué)家經(jīng)過對三個獨(dú)立航天探測儀器傳回地面的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)月球表面存在水和羥基（羥基是由一個氫原子和一個氧原子組成的原子團(tuán)，再加上一個氫原子就變成了水分子）。這是人類自1959年1月2日開始發(fā)射航天器對月球進(jìn)行探測以來，首次確認(rèn)月面有水。
　　在月球上找水，一直是航天探月活動較為關(guān)注的一個重點(diǎn)問題。以前主要在月球隕石坑內(nèi)尋找，未曾想到首次發(fā)現(xiàn)月球有水，并不是隕石坑底部的地下水，也不是被土壤吸收的水，而是普遍存在的附著在月球土壤表層的水。這一發(fā)現(xiàn)最先是根據(jù)印度首顆探月衛(wèi)星“月船1號”攜帶的美國科學(xué)儀器提供的數(shù)據(jù)資料而得出的，這臺儀器就是美國宇航局研制的“月球礦物質(zhì)繪圖儀”，簡稱M3。
　　“月球礦物質(zhì)繪圖儀”是利用光譜掃描的方式來開展探測工作的。月球上沒有大氣層和云霧，太陽光能夠完全照射到月面上，M3在繞月運(yùn)行過程中，可對月面反射太陽光的情況進(jìn)行追蹤掃描，根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷月球土壤中的物質(zhì)元素成分。由于每種元素吸收的光波波長是事先知道的，故當(dāng)某一波長的光波未被反射或反射很少時，即可推知相應(yīng)的元素就存儲在月面上。當(dāng)然，M3不僅能發(fā)現(xiàn)水和羥基，也能發(fā)現(xiàn)其他物質(zhì)，只是前者屬首次發(fā)現(xiàn)，其意義重大，故特別引人注目。
　　三個探測器共同證實(shí)
　　因?yàn)橐郧暗亩啻魏教焯綔y和12名航天員登月均未在月球表面找到水，人們一直認(rèn)為月球是一個干燥荒涼的星球，所以科學(xué)家們從M3提供的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)月面有水之后，最初推測是該儀器出了故障，給出了錯誤的信號。
　　美國天文學(xué)家杰茜卡·森夏恩于是想到了其在美國宇航局“深度撞擊”號探測器上安置的一臺類似M3的儀器?！吧疃茸矒簟碧柺且粋€彗星探測器，它于2005年1月13日被發(fā)射升空，于同年7月3日釋放所攜帶的子探測器“撞擊者”，使其猛烈撞擊“坦普爾1”號彗星的彗核。在撞擊過程中，探測器不僅及時地對彗核情況進(jìn)行了探測，而且還適時地將獲得的數(shù)據(jù)資料傳回地球。隨后，“深度撞擊”號飛向第二個目標(biāo)“哈特利2”號彗星，拍攝其彗核照片，繼續(xù)執(zhí)行探測任務(wù)。2009年3月，“深度撞擊”號曾繞經(jīng)月球，從其安裝的類似M3儀器獲得的探測數(shù)據(jù)中，科學(xué)家們也找到月球上有水和羥基的信號。這就基本解除了科學(xué)家原本存在的疑惑。
　　但是科學(xué)家們并未就此止步，他們又回顧了美國宇航局“卡西尼”號探測器的記錄?！翱ㄎ髂帷碧柺?997年10月15日發(fā)射升空的土星探測器，也裝有類似于M3的科學(xué)儀器。它是沿著借助行星引力以提速的路線奔向土星的，它在飛掠地球期間，也對月球進(jìn)行了探測?？茖W(xué)家們分析“卡西尼”號當(dāng)時傳回地面的探月數(shù)據(jù)，從中也發(fā)現(xiàn)了月球有水和羥基。三個不同的航天器上的三臺探測儀器同時出現(xiàn)同類型故障的概率幾近于零，所以這就證實(shí)了月球上確實(shí)存在水和羥基。
　　根據(jù)“深度撞擊”號提供的數(shù)據(jù)證實(shí)，月球表面大部分地區(qū)都存在水和羥基的跡象，而不僅僅限于高緯度的兩極地區(qū)。但是，月表水含量非常稀少，在容量為兩升的飲料瓶內(nèi)盛放的月球土壤中，很可能只有一滴水。這相當(dāng)于從1噸重的月表物質(zhì)中僅可以得到1千克的水。水含量遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以孕育生物的地步。
　　2009年10月9日，美國宇航局用一枚重2.2噸的半人馬座火箭和一個重891千克的牧羊探測器連續(xù)撞擊月球南極的凱布斯坑，從濺起的坑底物質(zhì)中至少發(fā)現(xiàn)了96升水，此舉揭示了月球南極永久陰影帶里存在水冰。繼而在2010年，美國宇航局又在月球北極附近發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個含水隕石坑，其中至少蘊(yùn)藏有6億噸水冰。
　　月球表面水的來源
　　關(guān)于月球表面水和羥基的來源，科學(xué)家們分析稱，其形成和滯留是一個持續(xù)進(jìn)行的過程，有些月表水可能來自撞擊月球的彗星或小行星，有些可能來自撞擊事件釋放的困于月表下面的水，但絕大部分則可能來自太陽風(fēng)攜帶的氫原子與月球土壤中的氧原子相結(jié)合形成的水。
　　太陽風(fēng)是日冕因高溫膨脹而向外拋出的超音速帶電粒子流，其中主要含有帶正電荷的氫原子。由于地球有大氣層的阻隔和磁場的屏蔽，太陽風(fēng)無法直接到達(dá)地面，而月球缺乏這種保護(hù)，致使太陽風(fēng)可直達(dá)月面。在太陽風(fēng)的連續(xù)沖擊下，月面巖石的化學(xué)鏈被打破，結(jié)果釋放出氧原子，氧原子與氫原子相遇產(chǎn)生化合作用，就生成了水分子或相近的羥基。
　　太陽發(fā)射出不間斷的粒子流，致使太陽風(fēng)每秒流量達(dá)到100萬噸，對太陽這樣質(zhì)量的星體來說，此一損失微不足道。研究人員表示，太陽系中其他一些沒有大氣層、直接暴露于太陽風(fēng)的星球，也有類似的產(chǎn)生水的條件，比如距太陽最近的水星和一些諸如灶神星的小行星上就可能同樣存在源于太陽風(fēng)的水。這一思路為在太陽系中其他類似月球這樣的天體尋找水源提供了一條線索或途徑。
　　在發(fā)現(xiàn)月表有水之后，一些科學(xué)家就認(rèn)為，隨著時間的推移，水分子在月表移動，直至被兩極月坑捕獲而結(jié)冰。月坑水如若果真存在幾十億年的話，科學(xué)家就可通過對它的研究而解開太陽系形成之謎。
　　與此同時，發(fā)現(xiàn)月表有水尤其是月坑有水對人類開發(fā)和利用月球資源亦有重大意義。如若能在月球上找到大量水冰，就為將來在月球上建立基地和向月球移民創(chuàng)造基本條件，并可使月球成為探索宇宙的中轉(zhuǎn)站。因?yàn)閮艋蟮乃粌H可供人飲用或滿足工農(nóng)業(yè)用水之需，還能使其分解成氫氣和氧氣，二者冷卻后可變成液氫和液氧，從而能成為液體火箭低溫高能推進(jìn)劑。由于月球引力僅為地球引力的六分之一，故從月球基地上用小型火箭即可發(fā)射大型深空探測器和宇宙飛船。
　　毋庸置疑，月球找水任務(wù)和研究其來源的工作還會繼續(xù)進(jìn)行下去。事實(shí)上，世界航天大國都有繼續(xù)探月或者派人登月的計(jì)劃安排。歐洲首個登月航天器項(xiàng)目不久前已經(jīng)啟動，并將在2018年進(jìn)行首次登月，目的就是尋找月球上的水源。
　　【責(zé)任編輯】龐