我们终于有了月球上水的详细地图

水是地球上生命的关键，也是人类在太阳系旅行的关键。水是一种很重的资源，需要携带到航天器上，所以最好尽可能从目的地获取。幸运的是，月球上已经有一些水了——天文学家刚刚更清楚地看到了水的确切位置。

SOFIA 机载天文台（于 2022 年 9 月完成最后一次飞行）的最新观测结果绘制了月球南极附近水分子的详细地图。这些结果最近被《行星科学杂志》接受，并在上周的年度月球和行星科学会议上发表，它们解答了地质学和未来人类探索的一个关键问题：我们可以在哪里找到月球上的水？

科罗拉多大学行星科学家保罗·海恩 (Paul Hayne) 表示：“我们确实不知道水在哪里、有多少、以及它是如何到达那里的。”他并未参与这项新研究。

[相关：神秘亮点引发火星是否含有液态水的争论]

美国宇航局 2010 年的 LCROSS 任务首次引发了人们对月球南端的兴趣，当时其雷达显示冰冻水储存在太阳光无法到达的地方，如陨石坑底部。印度月船号探测器的一系列后续观测为月球水的存在提供了进一步的证据，但有一个问题——天文学家认为可能的水分子 (H ₂ O) 可能是氢和氧的另一种排列，称为羟基 (OH)。然而，SOFIA 有能力搜索更广泛的分子特征，这意味着它可以扫描水的确凿迹象，而不是可能与羟基混淆的东西。

“SOFIA 的这些观测结果非常重要，因为它们明确地描绘出了月球阳光照射下表面的水分子，”NASA 月球科学家、新研究报告的合著者 Casey Honniball 说道。精确的冰区地图可以帮助行星科学家区分水在月球表面的不同移动方式，并了解这种赋予生命的化合物最初是如何到达那里的。

SOFIA 主任兼论文第一作者威廉·T·里奇 (William T. Reach) 表示：“我们在阴凉处看到更多的水，那里的表面温度较低。”这与地球上背对太阳的滑雪坡保留更多积雪的情况类似。

研究人员正在考虑两种主要情景来解释月球水的起源：彗星撞击月球后蒸发的水，或很久以前形成的火山矿物中的水。SOFIA 数据尚未帮助他们缩小来源范围。“这些都是观察结果，并没有给出一个好的、清晰的解释，”Reach 补充道。

尽管他的团队仍在研究观测到的水的来源，但探测到水对人类未来的太空探索来说可能是一个福音。加州大学洛杉矶分校行星科学家泰勒·霍瓦斯 (Tyler Horvath) 表示，月球南极存在水的可信说法解释了“为什么我们如此专注于将这些地区作为人类和机器人月球探索的下一阶段目标”，他没有参与该项目。

不幸的是，SOFIA 无法继续绘制月球水图——经过改装的波音 747 和望远镜现已退役，并被送往亚利桑那州图森的皮马航空航天博物馆。“我希望这些结果能为不久的将来开发另一个机载观测站铺平道路，”霍瓦特说。

[相关：与 SOFIA 告别，NASA 搭载望远镜的 747 飞机]

尽管该项目提前结束，但 SOFIA 在其最后一次飞行中成功完成了对月球以及其他天体目标的大量观测。事实上，它产生了如此多的数据，科学家们仍在对它们进行整理。Honniball 说，SOFIA 的发现“将持续数年”，并可以为未来的任务做好准备，这些任务都将解决有关水的问题。一些主要的例子包括加州理工学院今年晚些时候发射的月球开拓者轨道器、美国宇航局寻找水的挥发物调查极地探测车 (VIPER)，当然还有美国的阿尔特弥斯计划，该计划旨在最早在₂₀₂₅年将人类降落在卫星的南部地区。

这些即将开展的项目还带来了将月球土壤样本送回地球的诱人前景，这是自阿波罗计划以来从未发生过的事情（至少对美国人来说）。“在实验室里，即使是一粒尘埃也像是一个独立的世界，揭示了月球物质的历史和演化，”里奇说。在实际操作实验中实际处理月球冰样本最终可以确定月球上的水是什么形式。

在此之前，行星科学家将继续研究 SOFIA 的月球地图，尽可能地获取每一点信息。