月球找水有多重要?嫦娥七號為何鎖定月球南極?|嫦娥七號之二

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  嫦娥七號探月任務的重點和看點,是到月球南極找水,但為甚麼科學家鍥而不捨地在月球找水?在月球找到又為何要鎖定南極?

嫦娥七號|科學家曾認為月球是無水星球

嫦娥七號將由長征五號火箭發射升空。圖為發射嫦娥六號的長徑五號火箭。
嫦娥七號將由長征五號火箭發射升空。圖為發射嫦娥六號的長徑五號火箭。(網上圖片)

  先從月球到底有沒有水說起。科學家對該問題的認知,曾有「大反轉」。

  在很長一段時間裏,月球是無水星球幾乎是科學界共識。這既與月球起源的「大碰撞」假說,認為撞擊產生高溫導致水蒸發殆盡有關,也是1969至1972年間的美國阿波羅計劃,太空人從月球採回的土壤樣品沒有含水的證據,留在月球表面的儀器亦沒有探測到水汽。

  該共識直至上世紀90年代開始改變。隨着新探測技術出現,科學家發現未有人類或探測器踏足的月球南北兩極,尤其是南極,存在着大量的氫,氫正是水的化學結構之一,由此推斷有水存在,水或以水冰的形態存在。至2009年,印度「月船1號」在繞月軌道上探測的數據,進一步推動該觀點。

  月球上的水從何來,目前的猜測包括載着水的小行星撞擊留下、太陽風的電離分子撞擊形成等等。

  延伸閱讀:嫦娥七號奔月 中國或成首個在月球找到水的國家!|嫦娥七號之一

嫦娥七號|「冷阱」或能封存水冰數十億年

南極是月球最有希望找到水的地方。圖為美國阿耳忒彌斯二號任務拍攝月球南極的艾托肯盆地東邊緣圖片。
南極是月球最有希望找到水的地方。圖為美國阿耳忒彌斯二號任務拍攝月球南極的艾托肯盆地東邊緣圖片。(網上圖片)

  至於為何月球南極最可能有水?答案與月球自轉軸夾角有關,因為夾角很小,太陽只會在月球兩極的地平線附近徘徊,陽光照射高度角很低,所以南極地區會因地形遮擋,形成陽光照射不到的永久陰影區。該地區還分布着大量隕石坑,其內部永遠黑暗,且極為低溫。

  月球南極溫度在零下173至零下113度之間,隕石坑內部則可以低至零下233度,它們又被稱為「冷阱」。科學家相信,水冰在此可以穩定封存數十億年,故「冷阱」是月球最大機會找到水的地方。

  當然,找到實證比任何理論或推測都重要。在月球南極找到水,是現階段航天和科學界重要目標。

  為甚麼科學家想盡辦法在月球找水?一是科學研究,科學家既要了解月球從何而來,又希望從月球的水中得到更多太陽系起源和演化的資料。

嫦娥七號|月球水源助人類探索更遙遠星球

中國將於2023年代開始建立月球基地,所以找水是重要任務。
中國將於2023年代開始建立月球基地,所以找水是重要任務。(圖片來源:Getty)

  二是人類探索太空的「剛需」。水可以飲用,又可經過電解來製造氧氣,兩者都是人類生存的必須。月球有水、能製氧,未來太空人可望在不高度依賴地球補給的情況下,在月球長時間駐留,再進一步更能以月球為補給基地和「跳板」,探索火星或更遙遠的星球。因此,嫦娥七號若能找到水,將是人類探索宇宙的重要里程碑。

  根據計劃,中國探月工程計劃於2030年前後實現載人登月,隨之會建立月球基地,找水源已刻不容緩。

  有一點必須補充:2020年發射的中國嫦娥五號,從月球採回了1,731克土壤,是人類相隔44年後拿到的月球新樣品。隨後中國科學家在樣品中首次發現水分子,並確認經過1,000度加熱和化學反應,每噸月壤中製造出51至76公升水。

  不過,「人造水」技術複雜、效率相對低,並涉及耗能、高溫等問題,局限性較大,故在月球直接找到水源,是現階段最優選項。

  延伸閱讀:月球找水有多重要?嫦娥七號為何鎖定月球南極?|嫦娥七號之二

  (封面圖像由AI生成)

嫦娥七號先會繞月飛行進行探測,著陸器組合體再擇機在月球南極降落。小圖為嫦娥七號。
嫦娥七號先會繞月飛行進行探測,著陸器組合體再擇機在月球南極降落。小圖為嫦娥七號。(圖片由AI生成)

嫦娥七號奔月 中國或成首個在月球找到水的國家!|嫦娥七號之一

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