近期,我國官方對一個網(wǎng)友關于月壤能否種植菜的問題進行了回應,表示月壤因缺乏有機成分和極度干燥,無法用于種植。這一回答讓人們對探索月球的興趣稍顯疲軟。然而,嫦娥五號任務的新發(fā)現(xiàn)卻再次點燃了人們對月球的好奇心:原來月球上的水并非不存在,而是存在于月壤中,且含量可觀。
嫦娥五號任務是中國國家航天局于2020年11月24日發(fā)射的一項月球探測任務,旨在采集月球樣品并將其帶回地球,以深入研究月球的成分和歷史。這一任務標志著我國在航天領域邁出了重要的一步,成功完成了月球樣品返回任務,成為繼美國和前蘇聯(lián)之后,第三個完成此類任務的國家。
嫦娥五號任務中,通過著陸器、上升器、返回器和軌道器的協(xié)同作業(yè),成功在月球表面采集了1731克的月球巖石和土壤樣品。這些樣品中發(fā)現(xiàn)的“月球水”成為科研上的一大突破。數(shù)據(jù)顯示,嫦娥五號樣本的水含量約為120 ppm,而從其他地方濺射到采樣區(qū)的更古老巖石中的水含量約為180 ppm。這項發(fā)現(xiàn)引發(fā)了人們對月球水的產(chǎn)生原因和可能應用的熱切關注。
在此之前,國際上一直存在對月球是否含水的爭論。美國自20世紀60年代起進行了多次載人登月計劃和無人探測任務,共有12名宇航員成功登上月球表面并返回地球,但所帶回的382公斤月壤樣品都是干燥的,不含任何水分?茖W家們曾認為月球是一個干燥無水的天體,而美國的月壤也似乎為這一觀點提供了支持。
嫦娥五號任務的成功卻顛覆了這一認知。為什么美國的月壤沒有發(fā)現(xiàn)水,而中國的卻發(fā)現(xiàn)了呢?這涉及到著陸點的選擇。美國的登月任務主要集中在月球的赤道附近的低緯度地區(qū),以方便宇航員的活動和探索。而中國則選擇了位于中緯度地區(qū)的呂姆克山脈以北地區(qū)作為嫦娥五號的著陸點。這一選擇的科學目標是采集相對年輕的月球巖石和土壤樣品,為對月球演化歷史和成分的研究提供更多信息。
嫦娥五號的樣品分析結(jié)果表明,月球上的水主要是由太陽風帶來的。太陽風是太陽大氣層中高溫等離子體射出的高速帶電粒子流,與月球表面和巖石中的氧化物相互作用后釋放出氧原子。這些氧原子與太陽風中的質(zhì)子結(jié)合,形成氫氧離子(OH-),最終形成水分子(H2O)。雖然這種水分子需要經(jīng)過提取才能得到液態(tài)水,但其存在為未來月球探索和利用提供了潛在的資源。
月球上的水對于人類在月球上生存和工作具有極大的幫助。月球表面溫度極端,白天高達攝氏120度,晚上低至攝氏-170度。水可以提供飲水和種植植物所需的濕度,而氧氣則可供呼吸和推進火箭使用。此外,水還可作為輻射屏障,保護人類和機器人免受太陽輻射和宇宙射線的危害。
更為重要的是,月球水可以成為未來太空探索的潛在燃料。通過分解水,可以得到氫和氧。氫作為燃料廣泛用于推進火箭,將人類和貨物運送到月球和其他太空目標。此外,月球上的水還可用于燃料電池,為人類和機器人提供另一種能源選擇。
發(fā)現(xiàn)月球水的意義不僅在于為太空探索提供了可持續(xù)性和可拓展性的資源,同時也為人類了解月球和太陽系的演化歷史提供了新的線索。這一重大的科研突破不僅是對月球的認知重新定義,也是我國在航天領域取得的新的歷史性成就。未來,月球水的發(fā)現(xiàn)將為人類進一步探索太空提供堅實的基礎。