美国宇航局将发射一辆名为 VIPER 的探测车来绘制月球冰层地图

地球上的水在很大程度上是一种常见的可再生资源。当水库水位下降时，雨水最终会将其填满。然而，在月球上，水更像石油或黄金——经过漫长岁月的缓慢积累，基本上保持不变。

在未来的任何任务能够建立冰矿之前，我们必须知道冰矿在哪里。为此，NASA 计划向月球发射一辆探测车。如果一切顺利，高尔夫球车大小的挥发物调查极地探测车 (VIPER) 将在 2022 年假期穿越月球南极，钻探和嗅探土壤以寻找冰的迹象。它绘制的地图对于试图更好地了解月球水来自何处的科学家和未来口渴的宇航员来说都至关重要。

VIPER 项目科学家安东尼·科拉普雷特 (Anthony Colaprete) 表示：“我们正处于科学与探索相结合的十字路口。”

只要你弄到足够的月球水，你就有足够的资源来运营月球前哨站。除了饮用和沐浴之外，适当施加电流可以将水分解成氢气作为火箭燃料和氧气作为呼吸。然而，我们实际上可以从月球上榨取多少有用的水仍是一个悬而未决的问题。“最终，我们感兴趣的是这些水是否代表了我们所认为的石油储备或天然气储备，”科拉普雷特说。

粗略估计，每个月球极点的水量在 1 亿至 10 亿公吨之间——足以容纳任何数量的南极洲式前哨基地。但对于大型太空大都市，人类可能不得不另寻他处。例如，如果在 1 月份将纽约市移植到月球极点，每天 10 亿加仑的水量将在年底前将该地区永久吸干。

研究人员知道，可能有少量分子的薄膜附着在尘埃颗粒上，但数量可能不多。更令人兴奋的是月球陨石坑观测和传感卫星 (LCROSS) 的观测结果，NASA 于 2009 年故意将其撞向月球南极。在它扬起的尘埃中，研究人员发现了真正的水冰颗粒的迹象。LCROSS 的首席研究员 Colaprete 将土壤中的冰碎片比作混在咖啡渣中的糖粒。这种水实际上可能是宇航员最容易接触到的。冰在与太空真空接触时会直接蒸发，因此收集水可能很简单，只需搅动泥土，然后用防水布接住产生的蒸汽即可。

雷达数据还暗示，地下几英尺处还存在第三种水——大块冰土混合物。按重量计算，这些月球永久冻土块中水的含量可能超过 15%，但严寒天气会使它们冻得比混凝土还硬，因此挖掘起来更加困难。

为了绘制上述所有区域的三维地图，VIPER 将前往南极，那里的太阳在月球天空中的位置足够低，许多区域可以永久地被冰层遮蔽。探测器将在数十亿年前陨石坑的缓坡上上下下，水可能在那里积累了最多的时间，探测器将使用三种不同类型的光谱仪嗅探氢分子。其中两种将不断扫描表面以寻找水的副产品，而第三种则深入地下。当它发现一个特别潮湿的地方时，VIPER 将部署一个三英尺长的钻头，将一些埋藏的尘埃带到地面进行进一步分析。

总之，月球车上的仪器将绘制出一幅范围大约为十几英里的区域资源地图，显示出哪里有什么样的冰。如果 VIPER 探测到金子，未来的宇航员将直接使用这张地图。但它也将成为科拉普雷特所说的“资源模型”的基础——这是一种预测水应该存在于何处以及原因的科学理论。他喜欢南极，因为这里狭小的探索空间内包含了许多不同的环境，这让 VIPER 最有可能收集到足够的数据，从而建立一个适用于整个月球的模型。他说，地球上的矿产勘探也是以类似的预测方式进行的：“我们正与美国地质调查局密切合作，将他们使用的流程和技术带到月球上。”

资源模型将成为探险家和科学家的多用途数据集。它对任何想要放置冰矿的人来说都很有用，但它也包含有关冰中不同类型粒子的信息，可以区分彗星带来的水和通过与太阳风的相互作用形成的水。

VIPER 代表着人类在月球上建立持久存在迈出了一大步。不过，它也强调了这种存在将如何依赖于一种耗费数十亿年才开发出来的大量但有限的资源。将矿物勘探和开采技术移植到月球上可能有助于我们进入太空，但只有充分利用可持续发展实践，我们才能留在月球上。