唐慧喬

水，又是水。

美國(guó)航天局2020年10月26日發(fā)表公報(bào)稱：“平流層紅外天文臺(tái)（SOFIA）”首次在月球的太陽(yáng)照射面發(fā)現(xiàn)了水。

似乎探索地外的空間，和沙漠旅行有了一個(gè)共同點(diǎn)。人類(lèi)只要在這樣的環(huán)境里，要做的第一件事兒都是——找水！地球本來(lái)就是個(gè)“水球”，水資源已經(jīng)極為豐沛，人類(lèi)為什么還要舍近求遠(yuǎn)，到太空找水呢？

“月球水”到底是什么水？

1969年“阿波羅號(hào)”首次“造訪”月球之后，這個(gè)神話里氣質(zhì)高冷的星球，又添上了“極度干燥”的關(guān)鍵詞。不論是“外貌”，還是“阿波羅號(hào)”帶回來(lái)的標(biāo)本，人類(lèi)初識(shí)的月球看起來(lái)都“毫無(wú)水分”。

看起來(lái)月球沒(méi)水，那么可以進(jìn)行下一個(gè)研究了么？

不可以。

過(guò)去了51年，普通人都快能退休了，人類(lèi)還在和“月球水”死磕?！扒颉辈豢擅蚕?，干燥只是“月球水”的保護(hù)色。月球沒(méi)水？人類(lèi)不信。

“目測(cè)”看不出，“切片”也不行，那就“掃描”繼續(xù)找！2009年，NASA在“掃描”月球的過(guò)程中檢測(cè)到了3微米紅外波段的信號(hào)，終于給“月球有水”一個(gè)還算可信的論據(jù)。然而進(jìn)度條告訴我們，關(guān)于“月球水”的故事并沒(méi)有結(jié)束。

上面說(shuō)到的3微米紅外波段的信號(hào)，并不是水的“絕活兒”。能符合這一條件的，一種可能性是水，另一種則是羥基。如何排除羥基這個(gè)干擾因素，就成了探索“月球水”的下一步目標(biāo)。

在新一次的“掃描”中，NASA決定檢測(cè)6微米紅外波段信號(hào)，這一紅外波段信號(hào)，只有可能是兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子產(chǎn)生的。這一次，他們收到了清晰的反饋，“月球有水”終于成了一個(gè)真命題。

確定“有水”，就要“找水”。下一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了，月球的水都在哪兒呢？

作為衛(wèi)星，月球在地球面前確實(shí)是個(gè)“弟弟”，不過(guò)這個(gè)面積還沒(méi)有亞洲大的地盤(pán)兒卻并不好走。中國(guó)2016年發(fā)射的“玉兔號(hào)”月球車(chē)，也只在這里走了100米。在月球找水，“遍地開(kāi)花”的模式顯然行不通。

月球找水，需要“畫(huà)個(gè)圈”。根據(jù)研究人員測(cè)算，能夠檢測(cè)到6微米紅外波段信號(hào)的“有反應(yīng)區(qū)”，如南半球高緯度地區(qū)，就是月球“蓄水”的地方。同時(shí)，“月球水”也不是常規(guī)的液態(tài)水。在溫差巨大的環(huán)境中，普通的水根本“留不住”。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，通過(guò)各種高效過(guò)程產(chǎn)生或被捕獲的水，可能被月球表面的玻璃或是晶粒保護(hù)起來(lái)，儲(chǔ)存在月球兩極或大或小冷阱里。這些月球上的“蓄水池”，總面積大約有4萬(wàn)平方千米。這些被流星撞擊或太陽(yáng)風(fēng)攜帶而來(lái)的水分子“埋藏”很淺，分離利用的難度大大降低，月球上有水且儲(chǔ)量不低，在未來(lái)的探測(cè)任務(wù)中，這些潛在的水，完全可能被人類(lèi)“抓個(gè)正著”。

基于這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，NASA計(jì)劃2022年年底在月球南極部署一輛月球車(chē)，以探明當(dāng)?shù)厮姆植寂c含量。

外星水更香？

地球水，數(shù)量多，質(zhì)量還好。盡管這樣，人類(lèi)還是執(zhí)著尋找“外星水”?！巴庑撬闭@么香？

和地球一樣，人類(lèi)體內(nèi)70%都是水，想活著，水和空氣缺一不可。常識(shí)告訴我們，水經(jīng)過(guò)電解，可以變成氫氣和氧氣。也就是說(shuō)，有了水=能喝+能呼吸，人類(lèi)在這個(gè)地方活著，就成為可能。有了這個(gè)先決條件，在此處搭建適合人類(lèi)生存的地外空間也就成為可能。

除了維持生命，構(gòu)成水的“哼哈二將”——?dú)浜脱?，還有更多用處。

氧可以用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，方便提取其他資源；氫和氧還能以液態(tài)的形式成為火箭燃料，加之月球的低重力環(huán)境，發(fā)射航天器能耗遠(yuǎn)低于地球，已經(jīng)確定有水的月球，可能成為人類(lèi)發(fā)射航天器的新基地和探索宇宙的燃料補(bǔ)給基地。

這個(gè)道理同樣適用于其他星球的探索。無(wú)論是同屬“太陽(yáng)系行星小分隊(duì)”的火星、土星，或是已經(jīng)擁有地下海洋的木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四、土衛(wèi)六、土衛(wèi)二和海衛(wèi)一，還是處在天蝎座的三顆“超級(jí)地球”，都可能是人類(lèi)尋找“外星水”的目標(biāo)星球。

地球之外，宇宙處處可安家？既然“外星水”能為人類(lèi)就地解決“糧草”和“輜重”的雙重問(wèn)題，是不是只要有水的星球，就能成為人類(lèi)的新家呢？以月球?yàn)槔好绹?guó)計(jì)劃2022年建立的月球空間站，并在21世紀(jì)末建立永久的人類(lèi)存在。這可能成為新的“人類(lèi)一大步”，也將是人類(lèi)長(zhǎng)居月球的一個(gè)嘗試。

要想去月球定居，第一步要解決的就是交通問(wèn)題。現(xiàn)在航天器成功登陸月球的國(guó)家只有美國(guó)、蘇聯(lián)和中國(guó)。不僅技術(shù)門(mén)檻特別高，“飛船票價(jià)”也價(jià)格不菲。50年前，“阿波羅號(hào)”可是燒掉了美國(guó)數(shù)十億美元預(yù)算。利用太空電梯“運(yùn)人”的設(shè)想，因?yàn)槟壳疤技{米管只能做到幾厘米長(zhǎng)，所以還只能是個(gè)設(shè)想。

交通問(wèn)題至少已經(jīng)看到了曙光，但人類(lèi)千方百計(jì)上月球總不至于只為了打個(gè)來(lái)回。要生存，吃喝拉撒就是個(gè)大問(wèn)題。科學(xué)界認(rèn)為，月球水和月壤分解帶來(lái)的水和氧氣，足夠維持人類(lèi)正常生活，對(duì)排泄物的循環(huán)處理也可以作為日常用水的有效補(bǔ)充。近年來(lái)太空食品種類(lèi)大大豐富，已經(jīng)達(dá)到百種之多。中國(guó)的月球“小花園”、美國(guó)生物學(xué)教授提出的“月球溫室”等都能解決人類(lèi)的飲食問(wèn)題。

這樣看起來(lái)，離得近又足夠熟悉的月球很快就能成為人類(lèi)的第一個(gè)太空移居星球吧？不，沒(méi)那么簡(jiǎn)單。

首先，月球缺乏一個(gè)環(huán)繞全球的“保護(hù)罩”。太陽(yáng)風(fēng)“吹”到地球時(shí)，因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)的影響，太陽(yáng)風(fēng)的方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不會(huì)對(duì)地球及地球生物造成危害。月球也有磁場(chǎng)，但是并不“團(tuán)結(jié)”，月球磁場(chǎng)只在“有鐵”的地方存在。同樣的太陽(yáng)風(fēng)來(lái)到月球，有磁場(chǎng)的地方就“反彈”了這一波傷害，沒(méi)磁場(chǎng)的地方只能默默承受，如果移居月球后人類(lèi)不能打造一個(gè)人工磁場(chǎng)，再加上極容易引起過(guò)敏、增加癌變風(fēng)險(xiǎn)的月壤的影響，“月亮之上”的居民就可以不用出門(mén)了。

此外，月球常年處于“震動(dòng)模式”。月球上很可能頻繁發(fā)生地震，有時(shí)甚至可以持續(xù)數(shù)小時(shí)。和地球的自轉(zhuǎn)周期不同，月球自轉(zhuǎn)一次要27.32天，在月亮的“白天”，月球溫度能高達(dá)120℃，而到了持續(xù)14天的“黑夜”，月球氣溫又會(huì)降到零下200℃左右。這種極晝極夜漫長(zhǎng)交替、溫差巨大又“好動(dòng)”的星球，真的能讓人類(lèi)“安居”么？

月球尚且如此，太陽(yáng)系中離我們更遠(yuǎn)、了解程度更低的星球，在現(xiàn)有條件下顯然不能成為人類(lèi)移居的“新大陸”。探索宇宙并不是“有水萬(wàn)事足”，但是有水，還是為人類(lèi)提供了一種縱深探索宇宙的可能。借由水的助力，人類(lèi)可能就此展開(kāi)宜居星球的改造，也將會(huì)借助這個(gè)“驛站”奔向更廣袤的宇宙。

延伸閱讀：

科學(xué)家們認(rèn)為人類(lèi)注定要走向太空，而在發(fā)展過(guò)程中，資源問(wèn)題同樣需要得到解決。有很大一部分科學(xué)家認(rèn)為，水資源在未來(lái)會(huì)扮演類(lèi)似于石油的角色，我們需要做的就是不斷開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，從而更快、更好地為未來(lái)的太空移民提供支持。

在此之前，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)月球和火星表面存在水冰，然而由于特殊的天體環(huán)境，人類(lèi)想要開(kāi)采水資源并且加以利用的難度較大。但是我們必須克服相關(guān)困難，于是有科學(xué)家認(rèn)為，我們可以通過(guò)太陽(yáng)能及相關(guān)裝置來(lái)融化水冰，從而為人類(lèi)移民提供源源不斷的資源支持。

還有的科學(xué)家提出計(jì)劃，試圖捕獲小行星，然后利用特殊的罩子對(duì)它集中輻射，從而使其表面的巖石剝落，水冰會(huì)因此迅速蒸發(fā)，遇到罩子后又會(huì)凝聚起來(lái)，最后進(jìn)入收集裝置。

水資源對(duì)人類(lèi)而言至關(guān)重要，如果可以實(shí)現(xiàn)移民太空的目標(biāo)，開(kāi)采水資源也成為我們必須進(jìn)行的階段。在相關(guān)技術(shù)尚未成熟之前，即便失敗也不應(yīng)氣餒，畢竟我們還有漫長(zhǎng)的時(shí)光可以慢慢探索，總有一天能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)目標(biāo)。