未來將探訪月球兩極 兩極隕石坑內(nèi)的冰已經(jīng)存在了數(shù)十億年
2021-01-08 15:10:37 來源:知否
未來三年內(nèi),至少將有八艘來自俄羅斯、印度、中國、日本和美國的航天器著陸在月球表面,并開始探索月球上最具科學(xué)吸引力但又最敏感的區(qū)域,比如月球兩極。研究人員對凍結(jié)在月球隕石坑中的水冰很感興趣,但他們也擔(dān)心,人類的探測器如此頻繁的造訪可能會污染水冰。
出于各種原因,月球上的水冰對科學(xué)家們來說很重要。有些人希望分析其原始樣本,以解開數(shù)十億年前地球和月球如何以及何時存積水的線索。有人則想開采這些冰,作為未來月球基地火箭的燃料。
不過,科學(xué)家們現(xiàn)在面臨著一個兩難的選擇:是應(yīng)該立即開始挖掘水冰并將其轉(zhuǎn)化為燃料,還是緩慢推進(jìn)以小心地保護(hù)存于冰中的科學(xué)記錄?美國地球科學(xué)家克萊夫·尼爾(Clive Neal)說:“有些科學(xué)家認(rèn)為我們不能靠近水冰,因為那會毀了它,其他人則呼吁應(yīng)立即開采。”
美國國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)研究院(NASEM)認(rèn)為,為了有效地探索月球兩極,太空機(jī)構(gòu)需要優(yōu)先考慮他們想要從月球兩極獲得什么。國際空間研究委員會(COSPAR)也在評估情況,并將在未來幾個月決定是否為航天器登月發(fā)布新的指導(dǎo)。NASA正在等待COSPAR的決定,然后確定如何以負(fù)責(zé)任的方式造訪月球。
到目前為止,從來沒有航天器直接探測過月球兩極以及保存在那里的水冰。嫦娥六號可能會訪問月球南極,挖起水冰和巖石,并最早在2023年將它們送回地球。日本、印度、俄羅斯和歐洲也在討論前往月球南極進(jìn)行探索。NASA正準(zhǔn)備執(zhí)行以兩極為重點(diǎn)的登月任務(wù),包括2022年向南極發(fā)射兩個著陸器,在2023年發(fā)射更大的探測器VIPER,使用1米長的鉆頭去挖冰。
當(dāng)50年前阿波羅宇航員首次登上月球時,沒人擔(dān)心這可能污染月球的水冰,因為當(dāng)時的研究人員認(rèn)為月球極度干燥。但在過去十年間,科學(xué)家們已經(jīng)意識到月球許多地方都有水,包括凍結(jié)在黑暗極地隕石坑中的水冰。這些水都可能是富含水的小行星或彗星撞擊表面到達(dá)月球的,也有些可能來自月球內(nèi)部。無論其來源如何,月球上的水都保存著關(guān)鍵的科學(xué)信息。
月球兩極隕石坑內(nèi)的冰已經(jīng)存在了數(shù)十億年,不僅記錄了月球的早期歷史,或許也記錄了地球的早期歷史。NASA艾姆斯研究中心的行星科學(xué)家阿里爾·多伊奇(Ariel Deutsch)說:“月球水的歷史為太陽系如何隨時間演變提供了很多線索。”
由于月球水冰的重要性,許多研究人員對如何探索它持謹(jǐn)慎態(tài)度。值得注意的是,有些人在研究火箭尾氣對水冰可能產(chǎn)生的污染影響。模擬表明,火箭釋放的水會擴(kuò)散到月球周圍,并在暗面凍結(jié)。由此推測,月球極地冰層已經(jīng)被過去的探月行動所污染。
COSPAR要求探月任務(wù)需要保留所有有機(jī)材料的清單,如碳復(fù)合材料、油漆和粘合劑等。擁有這樣的清單有助于緩解人們對月球污染的擔(dān)憂,因為它確切地告訴科學(xué)家哪些人造材料進(jìn)入了月球環(huán)境。將來,這份清單可能囊括從火箭或生命維持系統(tǒng)排放的氣體。
不過,很多科學(xué)家并不太擔(dān)心污染問題,因為火箭尾氣產(chǎn)生的水蒸氣只會在月球表面的最上面沉淀薄薄的一層,所以我們?nèi)匀豢梢暂p松挖到未被污染的冰。
其他人提出了幾個保護(hù)月球水冰的想法,比如保留月球的南極或北極用于科學(xué)研究,同時開放另一極用于采礦和探索。另一種方法是將某些冰封的隕石坑劃為禁區(qū),畢竟月球上有很多這樣的隕石坑,而且并不是所有的隕石坑都需要探索。
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