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月球是地球唯一的卫星，同时也是距离地球最近的天体，从上世纪50年代末前苏联发射“月球1号”探测器以来，人类差不多向月球发射了近140颗探测器，远远领先第二名-火星，可以说对地外天体的探测，人类对月球的了解应该是相对最深入和最全面的。 不过，即使人类在50多年前就已经登上了月球，也有包括前苏联、美国和我国在内的3个国家从月球上取回了月壤样品，但是截至目前，我们对月球的认知也仅仅处于初级阶段，特别是对于月球的演化历史、月球上水冰的存在区域和条件、氦3资源的形成和分布等等，必将贯穿于今后人类对月球深入探测的全过程。
月球永久阴影区的新发现大家知道，在月球上密密麻麻地分布着大小和深度都不一的陨石坑，这些陨石坑内部究竟分布着什么，一直以来都是科学家们重点关注和研究的课题之一。后来，科学家们通过诸多月球轨道探测器，发现了一些坑石坑内部，分布着具有能强烈反射太阳光线的“洁白”物质，经证实是由水和一些气态物质凝结所形成的水冰，从而表明月球上的确存在着水资源。
为了探测月球上水资源的分布和含量情况，在2009年10月的一天，美国NASA发射了月球陨石坑观测与传感卫星，并最终以时速9000公里的速度撞击了月球，在形成“卡比厄斯”陨石坑的同时，也在月球的阴影区域形成了一股羽流。这次撞击，使得这片月球永久阴影区第一次短暂地被光线所照亮。
随后一艘航天器对激起的尘埃羽流进行了采样分析，结果检测到155公斤的水蒸气，这个发现震惊了世界。因为在传统的认知中，月球表面缺乏大气，气压极低，昼夜温度极大，而且还时刻受到高能粒子的冲击，月表如果存在水资源，那么在很短的时间内就会立即蒸发。此次人类航天器主动撞击月球，充分表明了月球上面不但有水，而且含量还很丰富，据科学家们初步估测，月球上的水冰，起码有6万亿公斤。
在实验取得重要的数据之后，科学家们通过深入的分析，认为这些水冰物质，大部分集中在月球两极的永久阴影区内部。之所以是“永久阴影区”，一方面是因为月球的自转轴与太阳系黄道平面夹角仅有5度左右，太阳光线几乎水平地照射到它的两极，而极地陨石坑的边缘会阻挡光线直接到达它们的深处。
另一方面，在一些较深的陨石坑内部，不但太阳光线无法直接照射进去，就连陨石坑边缘反射的太阳光线，也无法照射进内部，因此可以称为“双阴影区”，内部温度可能达到零下250摄氏度，有可能是太阳系中温度最低的区域。在这样的环境下，是完全有条件支撑水冰的长期存在，据推测，有些区域的水冰，古老到已经存在了数十亿年，几乎与月球“同岁”。
这些古老水冰是如何来的？地球的演化历史是非常复杂的，从古到今都被始终活跃的地质活动所打乱，因此要想追溯地球的起源和发展演化规律比较困难。而月球则不一样，在很早以前内核就已经冷却，它上面的水冰，特别是永久阴影区内的水冰，可以说自它们到来之后就几乎没有受到什么影响，将月球形容为太阳系的历史博物馆一点也不为过。 关于水是如何到达月球的，目前科学界主要有三种观点。一是通过小行星或彗星在撞击月球时遗留下来的。在这种情况下，当太阳系形成时，太阳系内部炽热的水分子被太阳风蒸发并吹走，只有在寒冷的空间区域，水才能凝结并积聚成冰冷的结构。这些包含水冰的天体，随后轰炸了包括月球在内的“内太阳系”，向其表面输送了水源。
二是在月球演化的中期，出现了强烈的、全球性的火山喷发，释放出大量尘埃和气体物质，在短期内形成了稀薄的月球大气，其中含有的水蒸气因低温环境，逐渐在月球两极凝结，形成水冰，最后只有处在永久阴影下的水冰，没有经历重复蒸发，一直保留到现在。
三是太阳风将氢气运送到月球，并与月球表面的氧气发生反应，最后形成水冰。 从目前来看，由小行星或者彗星撞击形成月球水冰的这种可能性，被科学家们接受的比例较高。因为，从水冰的氮碳比看，远远超出了火山所能提供的合理水平，而且其中的硫元素含量也比较低，因此火山形成假说存在较大的问题。另外，从月球水冰中的氘同位素含量看，要比太阳风中的含量高很多，而与彗星中的类似。如果月球的冰完全由彗星提供，那么地球可能也是如此。这可能意味着岩质行星，必须经历类似的影响，才能积累生命繁衍所需的水资源。
后续将要派出机器人深入月球阴影区之前人类对月球的探测，还未曾真正涉猎到永久阴影区。比如，阿波罗载人登月只是集中在月球的赤道附近。我国的嫦娥四号和玉兔二号是在月球背面的南极冯·卡门撞击坑，也没有瞄准永久阴影区。 目前，美国正在加快实施重登月球的“阿尔忒弥斯计划”，准备在数年之内将人类重新送上月球的表面，而在此任务之前，还可能包含一项专门针对月球永久阴影区的探测任务，目前美国NASA正在寻求与商业公司合作，准备派一批机器人完成这项使命。
比如，美国Intuitive Machines有可能成为第一家探索月球永久阴影的公司，计划于今年年底在SpaceX火箭上发射，降落点位于沙克尔顿陨石坑附近的山脊上，通过3次“跳跃”进入陨石坑内部，通过携带的探照灯和摄像机观察阴影区内部都有什么。
今年夏秋时节，美国和韩国还将分别发射小型航天器，专门对月球永久阴影区进行探测。更为重要的是，预计在2023年，一辆名为 VIPER的月球漫游车将乘坐 SpaceX 猎鹰9号火箭前往月球，之后将驶入月球的三个永久阴影区域，并将钻入一米深的地下冰层，通过对样本的采集和分析，最终揭示月球永久阴影区域内的古老水冰，所隐藏的诸多秘密。 |
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