月球上的水冰分布圖出現了!未來將用於提取月球水資源!

2021-01-20 遨遊世界科學

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2009年,美國國家航空航天局(NASA)發射了月球勘測軌道飛行器(LRO),這是十多年來美國首次向月球發射探測器。在那裡,LRO進行了觀測,並有了一些巨大的發現。例如,在月球南極-艾特肯盆地周圍的一系列永久性陰影環形山中,探測器證實了大量水冰的存在。

根據月球南極區域LRO獲得的溫度數據,歐洲航天局最近發布了一張月球水冰地圖,供未來的任務使用,包括歐洲航天局的一攬子資源觀測和勘探、商業開發和運輸的現場勘探,這些將在2025年由俄羅斯的月球27號著陸器飛向月球。

一旦到達那裡,遠景公司將對這些水冰貯藏點進行取樣,以評估未來為了建造和維持月球前哨站而收集這些水冰的可能性,即就地資源利用(ISRU)。這一過程的核心是「原種子」,這是一種將從月球南極區域的表面下提取樣本的鑽子。

除了水之外,這些樣本還可能含有其他揮發性物質,這些揮發性物質可能會在該地區的極低溫度下被捕獲,通常是-150°C(-238°F),在某些地區可能低於-200°C(-328°F)。這些樣品將被加熱,並由前景化學實驗室(普洛斯)進行分析,以提取這些揮發物,並對它們進行熱化學處理。

科學家會將它們加熱到最高1000°C(1832°F)的溫度,以測試是否可以提取其他化合物(如氧氣)。這樣做的目的是為了確定當地的資源是否可以被收集和轉化,以滿足太空人和月球殖民者的需求——比如生產建築材料、飲用水,甚至空氣。

英國開放大學(Open University)的漢娜薩金特(Hannah Sargeant)開發了這種改進的月球水提取方法,她因此被《福布斯》(Forbes)雜誌評為「30位30歲以下歐洲2020創新人物」(30 Under 30 Europe 2020 Innovation list)之一。正如漢娜所描述的這份榮譽:

「很高興看到空間資源正逐漸被人們認識以及體現它的研究價值,我榮幸成為今年的福布斯30 位30歲以下的歐洲人,但我想強調的是,有很多不可思議的人員,和我一起工作是如此值得在這個名單上。太空科學技術的未來絕對掌握在偉大的研究手中!」

普洛斯佩實驗室還將分析這些樣本,以獲得月球上關鍵元素的精確同位素測量數據,如碳、氧、氮和氫。這將有助於了解地月系統中揮發性化學物質的起源、演化和分布,也有助於天文學家更好地了解揮發性物質在太陽系內部的分布情況,

以及了解這些元素是如何、何時、何地分布的是了解我們的太陽系如何隨時間演變的關鍵。正如我們所知,這些化學物質也是生命存在的關鍵,因此,一個不穩定的記錄也可以幫助我們了解生命何時出現,以及在何處可以找到它。

「展望」號和俄羅斯的「月球-地球」計劃都是全球探索月球和勘探資源的更大計劃的一部分。這些任務的長期目標,連同「阿爾特彌斯計劃」和「月球門戶」的建設,是為月球探索和人類在月球上的永久存在創建一個可持續的計劃。

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  • NASA最新研究表明月球上有足夠多的水資源
    然而,水冰的形式則有可能。由於月球表面的特殊地形加上自旋規律,月球表面存在很多永久陰影區域(PSR),在某些極地PSR中,溫度足夠低(<110 K),因此能以水冰的形式長期封存水資源,這些區域被稱為「冷阱」,通過某些天文撞擊(主要是來自柯伊伯帶的、富含水分的彗星的撞擊)或者意想不到的其它方式在月球上產生了水,最終可能會以冰的形式冷滯於月球兩極。
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    美國夏威夷大學等機構研究人員21日宣布,他們首次發現了月球兩極表面存在水冰(water ice)的確切證據,並得到美國國家航空航天局(NASA)確認。這一發現對於未來人類進行月球探測乃至太空探索都意義非凡。
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    作者 | 小小出品 | 網易科技《知否》欄目組(公眾號:tech_163) 未來三年內,至少將有八艘來自俄羅斯、印度、中國、日本和美國的太空飛行器著陸在月球表面,並開始探索月球上最具科學吸引力但又最敏感的區域,比如月球兩極。
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    科學家通過裝在波音客機上的天文觀測臺,終於檢測到了屬於水分子的光譜,明確地證實了月球上存在水。在這些地方,溫度永遠不會高於-163攝氏度,為水冰的存在提供了條件。利用NASA月球月球勘測軌道飛行器的數據,《自然-天文學》另一篇論文的研究者們計算了永久陰影區的面積,大約在40000平方千米左右,60%位於月球南極。無論水是來自隕石、彗星或者其他天體,任何出現在該區域的水分子都會被凍結到和巖石一樣硬。
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    科學家通過裝在波音客機上的天文觀測臺,終於檢測到了屬於水分子的光譜,明確地證實了月球上存在水。自從阿波羅計劃第一次登陸月球後,月球上到底有沒有水一直是困擾著科學家們的難題。2009年,NASA的一項研究在光譜分析上發現了月球水存在的可能性。
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    雖然月球曾經被認為像沙漠一樣乾燥,但在過去的幾十年裡,科學家發現月球表面存在水和冰的證據,不過僅限於較冷、陰暗的地區。科學家先前推測,月球的陽光照射區域可能無法維持水資源。這是因為如果沒有厚厚的大氣層,陽光照射下的月球表面上的水就會流失到太空中。
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    是的,月球上有水。這個結果再一次被證實,未來人類甚至可能更廣泛地採集到它們。美國國家航空航天局(NASA)的最新研究發現,月球上可能有多達 6 億噸的水冰,有一天有望幫助登月者長期生存,它甚至可以變成就地取材的火箭燃料,只需要將水分解為氧氣和氫氣,然後保存。
  • NASA科學家證實月球上有水
    如果月球存在大量可使用的水,我們就不再需要在探月時花費大量的金錢和空間從地球運輸水資源。早在2009年,NASA就利用印度「月船1號」探測器攜帶的「月球礦物繪圖儀」(Moon Mineralogy Mapper,簡稱M3)對月球隕石坑進行成像。當時,M3意外在克拉維斯環形山檢測到了3微米紅外波段的信號,符合這一條件的,一種可能性是水,另一種則是羥基。
  • 這一次,是真的確定月球上有水
    對於想要探索月球的人類來說,水是一種非常珍貴的資源。它不僅能供太空人飲用,還能夠裂解成氫氣和氧氣,這兩種氣體對於火箭燃料製備和人類呼吸有著很大意義。如果月球存在大量可使用的水,我們就不再需要在探月時花費大量的金錢和空間從地球運輸水資源。
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    近年來,通過研究月球隕石,科學家對月球的水、巖漿活動、新巖石類型等方面有較多新的發現。不說話的隕石成為科學家了解月球的重要窗口。水可能在月球上普遍存在日本團隊稱,他們從在非洲找到的月球隕石LUNAR METEORITE NWA2727中,發現了一種需要水才能形成的礦物質——斜矽石。它的存在,強烈暗示月球上存在水活動。
  • 這一次,是真的確定月球上有水-虎嗅網
    如果月球存在大量可使用的水,我們就不再需要在探月時花費大量的金錢和空間從地球運輸水資源。早在2009年,NASA就利用印度「月船1號」探測器攜帶的「月球礦物繪圖儀」對月球隕石坑進行成像。當時,M3意外在克拉維斯環形山檢測到了3微米紅外波段的信號,符合這一條件的,一種可能性是水,另一種則是羥基。
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    去年 8 月,印度以失敗告終的月球車計劃本想繪製出月球南極的水冰分布圖。美國當然也有與月球水資源相關的計劃。5 月 15 日,NASA 宣布了《阿爾忒彌斯協議》,這是一項在月球上開採資源的法律草案,以 2024 年 NASA 讓太空人重返月球表面的阿爾忒彌斯計劃命名,協議涉及的問題包括緊急援助和技術標準的互操作性,表明美國先於其他國家對月球的開採條款做出了規定。