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中科院地質(zhì)地球所行星科學(xué)團(tuán)隊與上海技術(shù)物理研究所、國家空間科學(xué)中心等單位的科研團(tuán)隊基于嫦娥五號所攜帶“月球礦物光譜分析儀”探測的數(shù)據(jù)研究獲得了月球表面原位條件下的水含量。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)-進(jìn)展》雜志上。
作為離地球最近的天體，月球在人類宇宙探索歷程中有著非常重要的地位。無數(shù)科幻作品都曾想象在月球上建立人類基地，美國航空航天局更是計劃將這一幻想變成現(xiàn)實(shí)，通過“阿爾忒彌斯計劃”在月球表面建立一個長期生存基地作為人類探索火星的前哨站。而人類能否在月球上長期生存，月球上有沒有水存在是一個有著關(guān)鍵影響的因素。水不僅能飲用，還可以分解成氫氣和氧氣，其中氫氣可以作為火箭燃料，氧氣則可用于呼吸。
“阿波羅計劃”使人類登上月球并獲得了大量月球樣品，而無論是通過留在月球表面的儀器檢測還是直接檢測待會地球的樣品都沒有發(fā)現(xiàn)水的存在。因此，在很長的一段時間內(nèi)，人們都認(rèn)為月球上不存在水分。
隨著探測技術(shù)的發(fā)展，光譜儀開始成為月球探測的主要工具。2008年印度“月船一號”發(fā)射，在月球環(huán)繞軌道運(yùn)行將近一年。其搭載的月球礦物繪圖光譜儀在月球上發(fā)現(xiàn)了水存在的痕跡，并且緯度越高，水含量越大。后續(xù)“卡西尼號”、“深度撞擊號”等探測器都利用光譜儀了驗(yàn)證月球上存在水分。然而這些探測都不是在月球表面近距離進(jìn)行的。
2020年我國月球探測器嫦娥五號發(fā)射并成功著陸月球。著陸后，嫦娥五號在完成月球鉆取采樣及封裝的同時，也利用攜帶的月球礦物光譜分析儀對采樣區(qū)月表目標(biāo)進(jìn)行光譜探測和分析。月球礦物光譜分析儀采用聲光可調(diào)濾光器作為分光器件，實(shí)現(xiàn)了0.45-0.95μm成像光譜探測，0.9-3.2μm光譜測量，可對月表采樣約3m×3m區(qū)域進(jìn)行多光譜擺掃成像與機(jī)械臂采樣點(diǎn)的全光譜精細(xì)光譜成像測量。
通過對月球礦物光譜分析儀測量結(jié)果的數(shù)據(jù)分析，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)嫦娥五號采樣區(qū)的水含量在120 ppm以下，而巖石中的水含量約為180 ppm。相當(dāng)于1噸月壤中大約有120克水，1噸巖石中大約有180克水。這些水以水分子或羥基的形式存在，需要通過加熱才能得到液態(tài)水。
嫦娥五號帶來的突破不僅只是通過月表原位探測發(fā)現(xiàn)月球有水，還在于其帶回的月球樣品對于研究月表水分分布、來源等問題有著顯著幫助。據(jù)研究人員分析，月壤中的水主要來自太陽風(fēng)與月球表面的撞擊，而巖石比月壤多出來的水可能來自月球內(nèi)部。
目前，對于月球水分的研究仍處于起步階段，離支持月球基地建設(shè)還有很長一段距離。接下來，嫦娥六號、嫦娥七號將在嫦娥五號科研成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)從原位和軌道兩個方面探測月表水的含量和分布。
(原標(biāo)題：嫦娥五號實(shí)錘月表有水 光譜儀再立新功)
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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