月球南极有什么特别之处？

2023 年 8 月 23 日，印度的“月船 3 号”着陆器在月球南极附近成功着陆，开始了一项为期 14 天的初步研究任务，期间一辆名为“Pragyan”的探测车将探索我们的最大卫星。

然而，在崎岖的南极地区穿越巨石并非易事，尽管世界上主要的航天机构都在努力尝试。就在印度着陆前几天，俄罗斯的一艘探测器坠毁在月球上，离“月船 3 号”的着陆点不远。

与此同时，地球上的中国国家航天局和 NASA 正在为前往月球南极的重大无人探险做准备，那里拥有月球上最大量的水冰资源之一。

所有这些世界强国都希望成为第一个在卫星上原地（即原始状态）发现水冰，而不是仅仅通过轨道数据发现水冰的国家。有了水，未来的月球殖民者就可以解渴，或者将水分子分解成氢气（火箭燃料）和氧气（可用于火箭燃料或呼吸）。

好消息是，根据目前月球科学的状况，几乎可以肯定在月球的某些区域能够找到水。如果只发现一颗覆盖着月壤的干燥、古老的卫星，那将是一个令人震惊的发现，并可能导致对数十年来有影响力的科学的重新评估。

科学家们是如何知道月球上有水的？

起初，他们只是猜测。

1645 年，一位名叫 Michael van Langren 的荷兰天文学家绘制了月球地图，并将那些构成“月亮上的人”的暗斑标记为maria，拉丁语意为“海洋”。这似乎是一个合理的解释，直到美国天文学家 William Pickering 在 19 世纪末进行了一些望远镜测量后得出结论，月球没有大气层，表面上的任何水很早就已经蒸发掉了。

月球干燥论的时代由此开始，并一直持续到阿波罗计划时期，当时研究人员带回了地球上一些看似干燥的土壤样本。然而，一位名叫 Kenneth Watson 的理论物理学家在 1961 年发表了一篇论文，声称像水这样的挥发性物质可能存在于从不直接受到阳光照射的陨石坑区域——就像月球南极一样。但 Watson 的论文直到几十年后才变得有影响力。

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并非完全干燥

从 20 世纪 90 年代开始，一系列轨道探测器开始产生令人着迷的证据来支持 Watson 的理论。1998 年，“月球勘测者号”探测器探测了物理学家所描述的阴影区域，发现那里的氢含量比其他地方都高。

2008 年，“月船 1 号”探测器探测到与水或氢氧化物 (OH) 相符的信号，但不幸的是，无法进一步缩小结果范围。

两年后，NASA 的月球陨石坑观测与传感卫星 (LCROSS) 撞击月球，产生了大量碎片，随后由与 LCROSS 一同发射并分离的“月球勘测轨道飞行器”(Lunar Reconnaissance Orbiter) 对其进行扫描。后者发现了微小的冰晶碎片，几乎半个世纪后证实了 Watson 的理论。

“月船 1 号”最引人注目的结果直到 2018 年才公之于众，当时其由 NASA 制造的月球矿物学测绘仪的数据显示，在南北两极都有大量集中的水。

虽然北极只有少数区域永久处于黑暗中，但南极的南极-艾特肯盆地拥有大量的此类区域。

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新的探测器任务

NASA 计划在 2024 年底向月球南极派遣一辆特殊的探测器——这是其迄今为止最先进的探测器之一——“挥发物调查极地探索探测器”(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover，简称 VIPER)。该探测器将配备一个头灯，并配备一个 1 米长的钻头，用于钻探月球土壤。

VIPER 将比以往任何探测器都更深入黑暗、更危险的区域，以寻找水冰。NASA 希望绘制出月球上的冰层分布图，并评估冰是如何被封闭在地下的。

中国的“嫦娥七号”任务计划于 2026 年发射，并将携带一个名为“水分子和氢同位素分析仪”的飞行探测器前往月球。该探测器旨在对冰进行采样和分析，其工作方式与探测器类似。

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