|
中国嫦娥五号月壤样品，发现高含量太阳风成因水，估算出太阳风质子注入为嫦娥五号月壤贡献的水含量至少为170 ppm，也就是百万分之170。证实了太阳风是月球水的主要来源之一，为月表中纬度地区水的分布提供了重要参考。 中国这个最新的研究成果，意义很大，彻底终结了国际上关于月球上到底有没有水的争议，也为月球水的来源和分布提供了依据。  嫦娥五号月壤样本的TEM图 这个成果是否意味着，我们可以从月壤里大规模榨水？ 若是根据数据计算看，一吨月壤大约含水量是170克左右，由于鸡蛋密度基本与水相同，直观点说，大约就是3个鸡蛋的分量，差不多是一杯水。 这个量如果跟地球比起来，那确实少得可怜。地球上最干燥的沙漠里，一吨沙子含水量也有百分之几，一吨沙壤可以提取出几公斤水，是月壤的几十倍。  但是，那可是在月球啊！只要有水，就可以就地取材，不用花费重金从地球运水过去。1立方米的月壤就是1.5吨，含水量大约250克，10立方米就是2.5公斤水，能满足一个人一天生存基本的需求，这还不算其他水循环措施可以大幅降低实际耗水量的情况。如果使用核动力和机械化生产，那这个水的产量，确实足够支撑一个团队的长期月球生存，提供人类生存需要的水和氧气。 同时，这个数据也有一些局限性，那就是高含量的水，是在嫦娥五号矿物“表层”中发现的，并且也确定是太阳风成因水。而且这些水，很大程度上是以“羟基”形式存在的，不是游离的水分子，没法被生物直接利用。这就造成了很多新的麻烦。  先说下太阳风是什么，其实不光有“太阳风”，还有“地球风”，这其实都是稀薄到人类无法直接感知的物质挥发。即便是在地球太空轨道上依然有极为稀薄的气体物质，这些物质甚至有少部分可以逃逸飞到月球表面，太阳上的物质也一样。于是来自太阳的氢离子高速轰击着月壤表面，与月球上的氧原子结合，就形成了一个氢原子加一个氧原子的羟（qiǎng）基，或是两个氢原子加一个氧原子的水分子，就有了前文提到的发现。 但同时我们需要看到，这种所谓的水的形成，含量和分布是限制很严格的，一方面靠稀薄的“风”吹来的原材料实在是很稀少，一方面这种情况也多是在月壤表层发生作用。 想利用这些水，就不能单纯地找个地方闷头挖矿，而是需要满月球的跑，吸取含水量较多的表层土，在没有空气、地表复杂的月球上，这个工程的可行性和效率就不是非常高。  关于月球是否有水，一直是人类探月的重中之重。一开始大部分人都认为，在直接日照下，上百度高温的月面是不可能有水的。美国阿波罗登月时受制于仪器技术水平，当时也没有探测到水。但是，1978年，苏联的月球24号采集到的样品里，首次测量到微量的水，人类的观念从此开始产生变化。2009年，印度月船一号利用最新的光谱仪，发现月球上到处都是水，当然这里的水，也是上文提到的水分子和羟基，并不是河流湖泊。此后，人们对月球是否有水的观念开始改变。如今嫦娥五号带回了样本，让月球上到处都有水的结论，得到了彻底的证实。 这次中国探月成果的发布，还有一个更重要的意义。 这就是科学研究里最重要的理论问题。人想研究或分析问题，必须有对应的基础理论，必须研究明白事情的成因，搞清楚了因，才能知道果，才能更进一步地研究和利用，人类文明进步的本质，其实就是无数个“为什么”。  我们这次的结论，确定了月球水的主要来源之一是太阳风成因水。月球水的来源可能性是很多的，可能是月球形成时就存在的，也可能是偶然的冰陨石或者彗星带来的，甚至可能是此前探月时火箭着陆器的影响也未可知。不搞清这些就想研究月球水资源开采和应用，那就是空中楼阁，就是没学会走，就想着要跑。 我们这次还确定了太阳风成因水含量，随纬度增高有增大的迹象。还发现了，有一部分岩石里也有水的迹象，说明还有一些月球内部水存留，没有在月球形成之初的火山喷发，以及脱气过程中全部流失。 有了上面的结论作为基础，我们可以科学地推断出，在这种成因下，月球表面水资源，利用价值有限，难以从石头里直接榨水。但同时，月球形成已经46亿年了，在此期间，月球表面的“水”不断形成，又不断被上百度的高温蒸发，那么蒸发出来的水，总会不断扩散飘到一些特殊地区。比如，高纬度的永久阴影区，或是数十亿年里都没有被太阳照到的某个陨石坑，或者某个月球深沟里。  46亿年里，这些不见阳光，终年零下200度的天然冷库，积累下的水分子又会是什么情况？如果直接找到这些水矿冰矿，是不是就能根本性地解决人类在月球长期驻留问题？未来中国在月球表面建立永久基地，也就是“广寒宫”，利用月球表面的水，就像是“打井”，有水才能长期生存，所以广寒宫挖井，是非常值得研究的课题。 月球水的成因，之前都是猜想，而中国这次的发现，从科学角度给出了坚实的理论支撑，为下一步探月找水，提供了科学可靠的路线。  同时，这个研究结果还有一个非常强大的地方，那就是泛用性。既然月球能受到太阳风影响产生水，其他与月球类似的星体呢？未来如果我们真的在月球上，按照一步步科研推导出来的结论，挖到了水矿甚至是冰矿，那么类似环境的火星卫星上，是否也有这种冰矿存在？挖掘出来就近送到火星，是不是就能解决火星用水问题？ 我们的嫦娥五号带回来月壤，发现了高含量水，看起来只是一个科研成果；但是这个成果，在深空探索、月球建设领域，照亮了一片光明未来，促进人类走向太空，为人类文明发展打开了新的大门。中国为人类文明做出的贡献，也会越来越大。 |
|
|
