高德平台吹在(太阳)风里:月球如何获得水

时间:2020-09-16 作者:河南《高德娱乐》 热度:

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高德娱乐-Q554258报导:  上周发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究表明,月球上的水可能来自太阳,至少部分来自太阳。

直到几年前,正统的观点还认为月球非常干燥。但这种观点在2009年突然发生了变化。

研究人员利用印度“月船一号”(Chandrayan 1)航天器测量了月球表面反射的太阳光,发现月球吸收了不同波长的水(H2O)和相关的羟基(OH)。

(不同的材料反射不同波长的光,通过测定被吸收的波长,研究人员可以确定哪种化合物——在这种情况下是水和羟基——被光反射。)

“月船1号”的发现被“深度撞击”号和“卡西尼”号宇宙飞船的数据重新分析所证实。

然后,在那年的11月,美国宇航局的LCROSS航天器被故意撞向月球的两极区域,观测结果显示,在喷射出的物质羽流中存在水。

一个流体的定义

当我们谈到月球上的水时,并不意味着月球表面有液态水存在于水池或河流中。因为月球没有大气层,液态水是不稳定的。

大部分水可能与构成表面物质的矿物质结合在一起,这些矿物质被称为水合作用水。

水也可能以冰的形式存在,但冰只能在月球两极地区的某些陨石坑中稳定存在,那里的冰将处于永久的阴影中。

此外,探测到的水量相对较少。然而,作为未来太空任务的可能资源,水的存在是很重要的。

寻找源头

那么水是从哪里来的呢?人们提出了两种主要理论。

水可以通过陨石和彗星的撞击送到月球,这些陨石和彗星可能含有大量的冰。

另一种理论是基于这样一个事实:氢原子到达月球是太阳风的结果,太阳风是太阳持续喷射出的粒子流。该理论认为,氢原子与表面矿物中的氧发生反应,形成水和羟基。

这项新的研究是基于阿波罗任务期间捕获的岩石数据。美国国家航空航天局

田纳西大学的杨柳和他的同事发表了一项新的研究,试图通过观察氢的同位素组成来区分这两种理论。

氢有两种形式(或同位素):普通氢(原子质量为1 - 1个质子)和氘或重氢(原子质量为2 - 1个质子和1个中子)。氘与正常氢的相对数量为这种物质的起源提供了线索。

彗星和陨石中的冰含有相对大量的氘。然而,太阳风中的氢不含氘,因为太阳的所有氘在其历史早期的核反应中被耗尽了。

阿波罗救援计划

用于发现月球水和羟基含量(如上所述)的月球遥感观测无法区分这两种氢同位素。测量同位素组成需要在实验室中对样品进行精确测量。

幸运的是,我们在地球上有月球物质,它们是宇航员在1969年至1972年的6次阿波罗任务中收集到的样品。正是这些样本被用于当前的研究。

研究人员在三个阿波罗任务的月球土壤样品中发现了羟基的存在,并测量了它们的同位素组成。

他们惊奇地发现氘的含量很低;在大多数情况下,在地球上发现的水要比在彗星上观察到的水要少得多。

刘和他的合著者得出结论,月球水中大量的氢必然是通过太阳风来自太阳的。

他们还表示,同样的过程也可能发生在太阳系的其他无空气天体上,包括小行星灶神星(Vesta)。NASA的黎明号(Dawn)探测器也发现了灶神星存在水的证据。

在未来,这些过程产生的水可能会被证明对前往月球和其他地方的宇航员来说是无价的。除了提供水合作用,水还可以分解成各种成分,提供供呼吸的氧气和供燃料使用的氢气。

如果能在月球上建立基地的话,当地的这些资源将会节省从地球运输这些物质的巨大成本。

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