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探索宇宙奧秘 · 理性思考
就在今年,嫦娥七號就要動身前往月球南極,去找一件關乎人類未來命運的東西:水。
但月球這么大,南極坑坑洼洼,讓著陸器帶著寶貴的時間去找,無異于大海撈針。你得有張“藏寶圖”。
2026年2月25日,中國科學院國家空間中心張杰、劉洋研究員團隊,就在《行星科學期刊》上更新了這張圖。他們不僅畫出了沙克爾頓坑(Shackleton Crater)的水冰分布,還發現:前人可能低估了這里的“寶藏”儲量 。
要想知道冰在哪兒,先得知道哪兒夠冷。因為月球沒有大氣,水冰暴露在陽光下會直接升華,變成氣體逃逸。
研究人員這次做了一件很細致的工作:他們考慮了極低溫下月壤的特殊熱性質,構建了一個高精度的熱穩定性模型。然后,他們把目光聚焦在沙克爾頓撞擊坑——嫦娥七號的熱門備選著陸區。
結果很有意思。沙克爾頓坑內部大部分是永久陰影區,但坑內的溫度并不均勻。模擬顯示,坑底平坦區域的平均溫度,比NASA的Diviner輻射計此前觀測到的數據還要低 。這就好比原來我們用紅外相機遠距離瞄了一眼,覺得挺冷;現在他們拿著高精度溫度計走進坑底,發現:喲,比咱想的還要冷。
這個“更冷”的結論很關鍵。溫度越低,水冰保存的時間就越長,甚至能在月球表面“安家落戶”。
基于這個更冷的溫度數據,團隊計算了水冰的升華速率,劃定了真正的“冷阱”——也就是水冰能穩定存在億萬年的區域。
結果令人振奮。他們識別出的水冰冷阱面積,比前人劃定的要大 。這意味著,如果沙克爾頓坑里真有水,那它的儲藏室比我們預想的更寬敞。
更讓人驚喜的是,這張“藏寶圖”上的好東西不止水冰。研究還發現了氰化氫(HCN)、二氧化硫(SO?)和氨(NH?)的冷阱 。這些揮發分在極低溫下也會“凍住”。特別是HCN,之前被認為可能只在坑壁上零星存在,但模擬顯示,坑底大部分平坦區域也具備保存HCN的條件。
這就有意思了。如果這些物質真的存在,它們不僅能作為資源,還能幫我們追溯月球的演化歷史。
把這項研究放在歷史中看,你會發現人類對月球水的認知,簡直是一部反轉再反轉的偵探小說。
上世紀六七十年代,阿波羅帶回的月壤是干的,科學家一度認定月球是顆“死寂的旱球”。直到1994年,美國的“克萊門汀號”用雷達瞄了一眼月球南極,暗示可能有冰 。但這信號后來被質疑,爭議持續多年。
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真正的轉折在2008年。那一年,科學家用離子探針在阿波羅樣品中測出了水;2009年,LCROSS任務直接撞擊月球南極,在濺射物中確認了水冰的存在 。此后,印度的“月船1號”、中國的嫦娥五號,都在月表發現了羥基或水分子的信號,甚至在撞擊玻璃珠里找到了分子水 。
從“月球無水”到“月球有水”,再到“水可能還挺多”,這條路走了三十年。
而中科院這項研究的意義在于:它把“有沒有水”的定性,往前推到了“水可能在哪、有多少”的定量階段。而且精度更高——空間分辨率達到了約50米/像素,比Diviner的240米清晰得多 。這相當于給嫦娥七號提供了一份高德地圖,而不是粗糙的全國公路網。
有了這張圖,接下來就看嫦娥七號的了。
按計劃,嫦娥七號將在今年(2026年)發射,由著陸器、軌道器、巡視器和那個最特別的“飛躍器”組成 。飛躍器能像跳蚤一樣,跳進那些陽光永遠照不到的深坑,用攜帶的水分子分析儀直接采樣——這是人類首次嘗試這樣的探測 。
中國探月工程總設計師吳偉仁說得直白:我們就是要去看看那些洞里到底有沒有水 。
這項任務的風險很大,因為月球南極地形復雜,光照條件苛刻,溫差的跨度能從零下200多攝氏度到零上十幾度 。但挑戰越大,回報也可能越大。如果嫦娥七號真能在沙克爾頓坑或附近找到水冰,那就不只是“發現了水”,而是為未來的月球基地找到了生命之源和燃料之源。
回到中科院這項研究。它沒有直接去月球,卻在地球上用模型和數據,為嫦娥七號指了個更精準的路。這讓我想起一句老話:磨刀不誤砍柴工。
現在,刀已磨好,柴就等著去砍了。
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