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这架 Intuitive Machines 微型飞行器计划潜入月球南极马斯顿陨石坑永久阴影下的底部。图片来源:Intuitive Machines

科罗拉多州戈尔登 — 月球研究人员热议的一个话题是,水冰是否是月球南极一种容易获取的资源,正如专家们长期以来所假设的那样。寻找可利用的水冰是美国宇航局阿尔特弥斯计划的重中之重,因为该机构正在寻求在月球上建立可持续的人类存在。

人们认为月球水冰存在于永久阴影区(PSR)内,这些区域位于超低温冷阱内,气体可以在此冻结成固体。然而,6 月 4 日至 7 日在科罗拉多矿业学院举行的太空资源圆桌会议的专家们指出,支持在月球上利用水冰的前景的数据稀缺。虽然似乎有强有力的证据表明月球上存在水,但仍有无数问题悬而未决,对探险者能够利用水冰的假设提出了挑战。

技术挑战

夏威夷行星科学研究所高级科学家诺伯特·舍尔格霍夫 (Norbert Schörghofer) 告诉《太空新闻》:“预计大部分冰都存在于古老的大型永久阴影陨石坑中,但由于在黑暗中着陆和在极寒条件下操作的技术挑战,没有任何任务前往那里。”

然而,韩国航空宇宙研究院的韩国探路者月球轨道器(又名 Danuri)的数据打破了人们对月球表面可能存在大量水冰的希望。它于 2022 年 12 月进入月球轨道,目前计划继续执行月球观测任务,直至 2025 年 12 月。

Danuri 携带了由 NASA 资助、亚利桑那州立大学建造的 ShadowCam 仪器,用于从月球轨道收集月球 PSR 的高分辨率图像,以确定水冰和其他挥发物的分布和可及性。根据 Schörghofer 的说法,ShadowCam 没有发现研究人员希望看到的水。

“尽管 ShadowCam 没有发现月球冷阱中存在冰的证据,但仍有强有力的证据表明地下存在冰,”Schörghofer 说道。他说,这种冰可能存在于冷阱外部较浅的深度,这一发现可以通过一个钻孔进行验证。

绍尔格霍夫补充说,多次轨道飞行任务都发现了月球上埋藏水的证据,他指出,美国宇航局的月球勘探者号航天器在 1998 年 1 月至 1999 年 8 月绕月飞行,而俄罗斯在目前正在轨道运行的美国宇航局月球勘测轨道器上也安装了一台仪器。这两台月球轨道器都携带了一台中子光谱仪,可以探测到氢,据推测氢是以水的形式存在的。

直觉机器公司首席科学家本·布西 (Ben Bussey) 表示:“水冰的物理确认可能为人类和机器人的探索带来巨大推动力。”

扫描水源

尽管多个传感器暗示有证据表明月球上可能存在丰富的冰,但布西表示,目前尚不清楚月球水的位置、数量和形式,以及是否可以开采它们。

布西说:“水冰的物理确认将为人类和机器人的探索带来巨大的推动力。”

布西告诉《太空新闻》 : “即使存在丰富的水库,也可能很难获取,”比如潜伏在 PSR 内部的水冰。他说,水可能非常分散,以至于提取这些资源将意味着要处理大量的月球风化层。

布西说,下一个关键的拼图将来自直觉机器公司的探测飞船。根据 NASA 的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划,该飞船将于 2024 年下半年飞往月球南极,专门瞄准沙克尔顿山脊。这一区域接收到的阳光足以为着陆器提供大约 10 天的运行动力。

月球着陆器还搭载了美国宇航局资助的极地资源冰采实验-1,以评估风化层中的含水量,并在极地月球着陆区寻找其他挥发物。

该地区提供了与地球清晰的视线,便于持续通信,并可作为人类后续探索的潜在目的地。

如果机器人着陆器成功着陆,它将部署一架微型新星跳跃器——一种由美国宇航局资助的推进式无人机。布西说,这种无人机的设计目的是在月球表面跳跃,并将携带匈牙利普利空间技术公司提供的中子光谱仪进入马斯顿陨石坑永久阴影的底部。

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