月球表面下的冰比预期的要多 – Kosmonautix.cz

自 2019 年 9 月以来，月船 2 号探测器一直围绕月球运行——许多人将这一任务与登陆月球南部地区的失败尝试联系起来。 但该机器有两个部分，第一个部分成功地在轨道上进行了研究。 探测器沿月球轨道运行，轨道参数为 100 x 100 公里。 轨道器上装有八台科学仪器。 其中两个是月船一号探测器类似仪器的改进版本，其中还有高分辨率相机。 然而，美国宇航局的 LRO 探测器也在绕月飞行，并且由于这两台机器的存在，研究更加精确。 根据收集到的数据，研究已经在进行中，其中一些研究表明，月球上可用深度的冰比之前想象的要多。 最近的一项研究揭示了月球极地陨石坑中存在水冰的可能性增加的证据。 这项研究由空间应用中心（SAC）/ISRO 的科学家与印度理工学院坎普尔分校、南加州大学、喷气推进实验室和印度理工学院（ISM）丹巴德的研究人员合作进行。 这表明两极地区最初几米的地下冰量大约是地表冰量的 5 至 8 倍。

因此，在月球上钻探以采样或利用这些冰对于未来的任务和人类在月球上的长期存在至关重要。 此外，研究还表明，北极地区水冰的范围是南极地区的两倍。 与此同时，目前人们只对月球的南部地区给予了很多关注。 但为什么近年来人们对月球南极如此感兴趣呢？

你们大多数人可能都知道，在陨石坑底部发现了水（冰）的痕迹，这里可能是未来某个时候建立人类殖民地的合适地点。 冰库存可以发挥关键作用。 然而，北极也发现了冰，研究表明其数量甚至相当。 所以差异并不像过去想象的那么大。 南方地区之所以如此受探险者欢迎，其实是有历史原因的。 人们有一种误解，认为有些山脉总是被太阳照亮，而这种想法又助长了一种误解，即南极是一个永恒的光明之地。 另一个原因是南部地区比北部地区更糟糕，地图也更少。 即使在阿波罗任务时代也是如此。 该地区被昵称为“Luna incognita”（拉丁语，意为“未知的月亮”）。 实际上，只有美国宇航局的克莱门汀探测器揭示了该地区的许多新信息。 我们现在知道南极有更大的永久阴影区域，那里的温度较低，因此假设有更多的水冰。 然而，两极之间永久阴影面积的差异并不像最初想象的那么大。 实际比例约为1.25:1。 另一个重大飞跃是美国宇航局的 LCROSS（月球陨石坑观测和传感卫星）任务，最初的目的是在这两个地区寻找冰。 也就是说，在南部和北部。 但最终探测器只关注了南部地区，并且光谱仪确认了水的存在，这导致其他任务都集中在该地区。 因此，在 20 世纪 90 年代末，由于多种因素，包括过去绘制的地图不太清楚，月球南部地区成为探索的首选区域。 然而，仍然没有令人信服的证据表明它实际上是比北极更好的目的地，这一点得到了新数据的证实。

至于这种冰的起源，该研究支持这样的假设：月球两极地下水冰的主要来源是雨海火山活动期间的脱气。 这是月球地质年标。 Imbric纪元（距今38.5亿年前至32亿年前）。 据认为，在这个时期之初，一颗直径约100公里的小行星落在了今天的雨海（Mare Imbrium）地区，导致了雨海盆地的形成。 冰盖时代分为早冰盖时代，形成大盆地；晚冰盖时代，这些盆地在火山活动期间大部分被玄武岩充填。 这就是今天的月球海洋的形成方式。 研究结果还得出结论，水冰的分布可能与月球海洋和撞击坑的火山活动有关。 众所周知，揭示月球的火山历史对于了解其起源和热演化至关重要。 该表显示了不同类别的水冰，以及各自的挥发性物质。 它们的分布可以在显示两极的图片中看到。

班级北极地区

面积（平方公里 2 ）抵押 *熵 *各向异性*WEH*，嗯。 %

背景极地–0,38 ± 0,060,80 ± 0,050,50 ± 0,070,11 ± 0,06

CP级1035 ± 720,79 ± 0,070,92 ± 0,010,32 ± 0,030,15 ± 0,06

CW 级186 ± 80,80 ± 0,070,92 ± 0,020,33 ± 0,040,30 ± 0,03

WP级121 ± 60,80 ± 0,090,91 ± 0,030,35 ± 0,060,31 ± 0,01

CWP级121 ± 60,80 ± 0,090,91 ± 0,030,35 ± 0,060,31 ± 0,01

班级南极地区

面积（平方公里 2 ）抵押 *熵 *各向异性*WEH*，嗯。 %

背景极地–0,41 ± 0,050,83 ± 0,030,46 ± 0,040,11 ± 0,07

CP级516 ± 490,81 ± 0,070,93 ± 0,020,32 ± 0,040,18 ± 0,09

CW 级13 ± 20,85 ± 0,020,94 ± 0,010,28 ± 0,010,43 ± 0,02

WP级59 ± 70,81 ± 0,050,90 ± 0,070,36 ± 0,110,37 ± 0,07

CWP级13 ± 20,85 ± 0,020,94 ± 0,010,28 ± 0,010,43 ± 0,02

*属于单个类别的所有区域的平均值的平均值±1标准差。

研究小组利用美国宇航局月球勘测轨道器（LRO）上的雷达、激光、光学、中子能谱仪、紫外能谱仪和热辐射计等七种仪器的结果来了解月球上水冰的起源和分布。 研究表明，准确了解月球两极水冰的分布和深度对于限制未来着陆和采样地点选择的不确定性至关重要，这些任务旨在探索和表征月球挥发物（水和其他物质） 。

LRO 探测器利用其仪器搜寻月球两极地区的异常陨石坑。 然而，它们也有其局限性。 图片：戈达德太空飞行中心/美国宇航局科学可视化工作室

这一结果也支持了 SAC、ISRO 之前的一项研究，该研究指出一些极地陨石坑中可能存在水冰，该研究使用了印度 Chandrayaan-2 探测器（Chandrayan-2，双-频率合成孔径雷达）。 然而，即使是探测器及其仪器也有其局限性和区分能力，因此不能排除月球两极深层沉积水冰的可能性，而这种水冰仍然超出了两个探测器的探测能力。 目前的测量适用于地表以下约 1-3 m 的深度。 然而，所有这些发现对于未来的载人登月任务都很重要，因为获得当地资源是必要的，而获得这些资源越容易，在月球上建立永久基地就越容易。 不仅如此，这些结果对于未来的机器人月球任务和最终寻找合适的着陆点也很重要。

信息来源：
https://www.sciencedirect.com
https://www.isro.gov.in
https://kosmonautix.cz
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com

图片来源：
https://media-cldnry.s-nbcnews.com

https://www.soest.hawaii.edu

联系作者：报告错误、不准确之处、评论