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“月球弹坑观察与感知卫星”撞击后,产生的持续大约20秒的尘埃羽状喷射物。

  月球勘测轨道器月球射线检查器试验预言家(Diviner Lunar Radiometer Experiment )获得的月球南极温度图,显示出那里有几个异常寒冷的陨石坑

  据国外媒体报道,美国宇航局的“月球弹坑观察与感知卫星” (LCROSS)撞击月表一年后,天文学家证实月球上的陨石坑可能是大量水冰和其他令人吃惊的化学物质的储存库,它上面布满的这些寒冷、潮湿的“绿洲”,可能有足够载人任务使用的水。

  2009年10月9日,“月球弹坑观察与感知卫星”让用过的火箭“半人马座”撞向月球南极附近的“凯布斯”陨石坑,以前的观测资料已经在这一地点发现氢气的迹象。“半人马座”成功撞击后,一艘飞船从爆炸激起的碎片云里飞过,寻找水和其他月球土壤成分的迹象。该卫星的第一批观测结果显示,这个羽状物里大约含有200磅(90.72公斤)水。10月22日发表在《科学》杂志上的一篇新论文,将羽状物里所含的水汽和水冰总量增加到341磅(154.67公斤),误差不超过26磅(11.79公斤)。

  确定爆炸从该陨石坑激起的尘埃总量后,天文学家估计“月球弹坑观察与感知卫星”撞击点的土壤里大约含有5.6%的水冰。早期研究显示,月球土壤包含仅1%的水,就足够任何试图在这个天体上建立永久性基地的未来太空探索家使用的。美国宇航局行星学家安东尼·科拉普瑞特在10月21日的吹风会上说:“1%通常就可以满足人们所需,这是从黑暗的阴影处提取的净水量。而我们发现了5%的含量,这意味着这个撞击点对正在寻找这种资源的人来说意义重大。”

  水不仅可以隐藏在月球上黑暗、很深的陨石坑里,而且能够隐藏在阳光照射下的月表下面的永久冻结带里。根据撞击数据判断,月球水可能以松散的冰粒子的形式与土壤混合在一起,而非像溜冰场一样蔓延开来。这种分布方式会使收集水变得更简单。科拉普瑞特说:“水冰以这种方式分布非常好。至少在你需要的时候,你就可以把它挖出来。”

  但是,那个羽状喷射物并不只含有水。在《科学》杂志上发表的一系列论文的报告材料都是根据“月球弹坑观察与感知卫星”和月球勘测轨道器(LRO)的观测资料得出的,这些论文显示,从月表喷射出来的羽状物还包含很多其他化合物,其中包括羟基、一氧化碳、二氧化碳、氨、钠、氢、甲烷、二氧化硫和银。

  这次撞击在月表留下一个直径80英尺到100英尺(24.38米到30.48米)的坑,有8818磅到13228磅(3999.78公斤到6000.12公斤)的碎片从陨石坑里飞出,升至“月球弹坑观察与感知卫星”可以观测到的超过6英里(9.66公里)高空。天文学家和在线观看的天文爱好者本指望在“半人马座”撞击的瞬间,可以看到一个明亮的闪光,但结果他们什么也没看到。

  美国宇航局首席月球学家迈克尔·瓦尔古表示,较弱的爆炸说明这枚火箭坠落的地方土质松软,表面可能覆盖了一层雪。美国布朗大学的行星学家、其中一篇论文的第一作者彼得·舒兹指出,这些土壤还充满在室温下就能蒸发的挥发性化合物。松软的土壤使人无法看到自上而下的撞击场面。

  加州大学洛杉矶分校的天文学家大卫·派格表示,月球勘测轨道器上的“莱曼阿尔法测绘仪”( LAMP)传回的数据显示,水汽云团包含大约1256磅(569.71公斤)一氧化碳、300磅(136.08公斤)氢分子、350磅(158.76公斤)钙、265磅(120.20公斤)水银和88磅(39.92公斤)镁。其中一些物质的沸点很低,是行星大气和早期的地球生命的重要组成成分。

  与在这个陨石坑里发现的水相比,在这里发现的其他化学物质的数量比通常情况下在彗星上发现的还要多。加州大学伯克利分校的行星学家格雷格·德洛瑞没参与这项最新研究,他说:“他就像一些无主珍宝。”天文学家之所以会选择“凯布斯”陨石坑,一部分原因是因为数十亿年来,它的坑底一直处于阴影处。没有直射阳光,月球极地的陨石坑内的温度可以下降到零下400华氏度,寒冷程度足以使这些化合物与土壤粒子粘结在一起,就像舌尖被冰块粘住一样。

  微陨星撞击和紫外光子等其他因素产生的少量的热,可以使这些分子摆脱月球的禁锢。月表的这些成分代表着“什么应该粘住”和“什么应该释放”之间的一种平衡。这里有很多不同物质,而且大部分在室温环境下呈气态,它们很容易与其他化学物质发生反应,但它们至今仍被禁锢在月球上,这一事实有助于天文学家更好地了解这些物质是如何到达那里的。

  德洛瑞说:“也许现在月球仍很活跃,它正进行着各种化学反应,不断产生化合物,并继续把它们收集在极区。或许这告诉我们,月球的活性和它的动力学系统可能比我们以前认为的更强。目前仍在继续的一些过程,把水聚集到极地。”舒兹指出,另一种可能性是,这些物质是搭乘彗星或小行星到达月球的。数十亿年间,月球上堆积的化合物可能移向了两极,它们被那里的寒冷环境所俘获,最终掩埋在土壤下。

  要确定这些物质出现的真正原因,只有一种方法。德洛瑞说:“我们必须前往那里。”不管这些水是不是对未来前往那里的宇航员有用,这些冰对科研是有好处的,因为它们可能保存了大量潜在的科研信息。他说:“为了了解这些水蕴含的故事,我们要去那里的理由有很多。”

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