“嫦娥五号”报告：月球上真的有水！

原标题：“嫦娥五号”报告：月球上真的有水！

如何开采和利用？能喝吗？

近日，中科院地质地球所行星科学团队在《科学进展》上发表论文，研究结果显示“嫦娥五号”探测器发现月壤、月岩中存在微量水，这是人类月球原位探测的重大发现，也让月球上是否有水的争议尘埃落定。

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月球上是否有水？

这个问题已经争论多年，“嫦娥五号”找到有水的最新证据

月球是距离地球最近的大型天体，古时候人类对月球有着美好的想象，编织出如梦似幻的神话故事。然而，天文学家早就发现月球是一个没有大气，遍布陨石坑的“死星”。尽管如此，1952年氘的发现者、美国化学家哈罗德·尤里提出了月球上的永久阴影区可能存在水或类似的挥发性物质。

当时人类没有能力探测和验证这一推测，上世纪60—70年代的美苏探月和登月竞赛，为月球找水提供了可能。1969年，阿波罗11号载人飞船首次登月成功，但无论是月面仪器还是航天员带回的样品，都没有发现月球有水的证据。一时间，月球是干燥无水的星球成为共识。

这一时期，苏联通过“月球16号”“月球20号”和“月球24号”3次成功的取样返回探测任务，采回了约300克月壤月岩样品。苏联科研人员通过分析月壤样品发现，月壤中存在微量的水。

事实上，“阿波罗”登月取回的样品也有类似发现，但美苏检测到月壤中水的含量都很低，更重要的是，都无法排除月壤返回地面后接触水蒸气的可能性，也就导致不能肯定地宣布月球上有水存在。

随着遥感技术的进步，以及上世纪90年代月球探测的回潮，月球找水进入新阶段。1994年，美国科研人员通过克莱门汀探测器的雷达对月球两极进行了探测，发现疑似冰存在的证据。1998年，美国“月球勘探者号”通过伽马射线仪和中子频谱仪，探测到月球极区富含氢元素，为水的存在提供了旁证。

随后，各国加大探测力度，美国月球勘测轨道飞行器用更灵敏的种子探测器和莱曼-α探测器，在月球南极环形山中探测到水和羟基信号。印度“月船一号”上的M3探测器也在月球极区发现了羟基信号。2009年，美国使用LCROSS探测器撞击月球，携带的红外和紫外分光计发现了水和羟基信号。然而，3微米的红外波段不能区分水和羟基，无法作为不可辩驳的证据。

实际上，月球上的水不止存在于永久阴影区。2020年，美国宇航局宣布，SOFIA在2018年8月的飞行观测中，发现月球南部克拉维乌斯环形山附近有6毫米红外辐射。SOFIA是一个携带2.5米望远镜的波音747飞机，而6毫米红外光是水分子受热振动产生的，这个发现证明月球表面存在水分子而不仅是羟基。

不过，月球有水的最新证据，是来自“嫦娥五号”。“嫦娥五号”对月壤进行原位探测，估算出了月壤含水约为120ppm，月岩含水量约180ppm，这是人类首次通过原位探测证明月球有水，算是实锤了月球有水存在的证据。

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月球的水来自哪里？

3种不同说法：太阳风吹来的、彗星撞来的、月岩本身含水

月面白天温度最高可达160℃，夜间最低能降到零下180℃。在这样严酷的环境下，液态水早就蒸发殆尽。那么，月球上的水到底来自哪里呢？

目前，科研人员对月球上水的来源提出了3种不同说法：

第一种推测，月面的水是太阳风吹来的。太阳风不仅会吹走火星大气，它也含有大量的氢，当太阳风吹到月球表面时，太阳风中的氢和月壤矿物中的氧结合形成羟基甚至水分子，并在月壤中保存下来。科研人员认为，月壤中大部分的水是太阳风吹来的。

第二种假说，月面的水是彗星撞来的。来自外太阳系的彗星含有大量的水冰，它们进入内太阳系在阳光照耀下挥发，但也有些彗星撞击到月球，带来宝贵的水。彗星撞击时绝大部分的水都蒸发逃逸不复存在，但也可能有一部分水渗入月壤，保存下来成为月壤中的水。

第三种猜测，月球岩石本身就含有水。固态星球矿物含水本就顺理成章，以近期汤加火山大喷发为例，火山喷发的气体中绝大多数都是水蒸气。科研人员在“阿波罗”取回的月球样品中，发现部分矿物中含有极少的水，可以支持这个猜测，而“嫦娥五号”发现月岩含水量远高于月壤，尤其是它探测的那块月岩，本身形成于月球深处，是陨石撞击溅射出来的，这为月球水的内生说提供了有力证据。

根据“嫦娥五号”的探测分析结果，月壤中的水绝大部分是太阳风贡献的，而月岩的水多数应该是岩浆凝固前就有的。

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水的含量有多少？

1吨月岩中只有180克水，还不到地球沙漠含水量的1/10

首先我们要知道，月球上并没有直接发现游离的液态水或冰，甚至没有发现主要成分是羟基的矿物，无论是遥感还是原位探测，月球上的水是通过水分子和羟基的红外信号，折算出来的含水量，这些“水”很可能是月球矿物晶格中的结晶水和结构水，或以其他诡异的状态苟延残喘。

美国的SOFIA发现，克拉维乌斯环形山附近的水浓度为100—400ppm，也就是每吨月壤含有100—400克水。

而“嫦娥五号”对月壤进行原位探测，估算出了月壤含水约为120ppm，月岩含水量约180ppm。更进一步说，月球表面的含水量是微乎其微的，月岩180ppm的含水量相当于1吨月岩中只有180克水，这点水不要说和大多数地球土壤相比，就是和干燥的沙漠对比都少得可怜。沙漠中沙子的含水量每吨一般在2公斤到十几公斤，而月壤中的水不到地球沙漠含水量的1/10。

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如何开采利用？

人类要利用月球上的水，还得深入月球南北极的永久阴影区

目前，月球有水，还只是对水分子甚至羟基进行光谱探测的结果，最多只能证明月球表面存在水分子，要说存在水蒸气、水冰，甚至是液态水等货真价实的游离水，仍然有待发现。

水是生命之源，虽然科学探测发现月球上有水，但在严酷的环境下月球无法诞生生命。即使如此，水的存在也让月球成为了一个别具吸引力的地方。很多人甚至一些科研人员写的论文都在大胆畅想，如果能有效开采和利用月球上的水，将能帮助航天员维持在月球上的活动，甚至制取氢氧推进剂，服务载人登陆火星的计划。

美国商业公司表示，要利用月球上的水制取推进剂，为深空探测器、载人飞船和静止轨道卫星补加推进剂，让月球上的水成为有利可图的资源。

尽管如此，美国SOFIA和“嫦娥五号”对月面探测找水的结果，都表明月面的水含量太低，直接从月壤制取水的难度和成本太高，至少在月球探测和开发初期是缺乏经济价值的。

另外，目前的遥感探测表明，月球两极的永久阴影区应该存在丰富的水资源。虽然月球极区存在水冰或富含挥发水的矿物，还只是根据遥感探测数据的合理猜测，但月球基地永久阴影区的含水量要比SOFIA和“嫦娥五号”探测的月面中低纬度地区高很多。

暴露在阳光下的月壤、月岩中存在水，固然是科学上的重大发现，但在工程上尤其是人类未来建设月球基地，甚至是月面制取推进剂，这么低的含水量显然缺乏实用价值，因此，人类要利用月球上的水，还得深入月球南北极的永久阴影区。

未来，我国“嫦娥七号”将携带飞跃探测器，对月球极区陨石坑的阴影区进行原位探测，我们期待它带来更劲爆的好消息。

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月球上的水能喝吗？

通过多重手段，日后在月球上饮用月球上的水是有可能的

人类移民月球，想要长期在月球上生活，就需要各类资源，特别是水资源，如果月球上没有可供人类使用的水，那么，从地球往来运输水等各类资源去月球，也并不现实。

月球上的水，是否像地球上的水一样，是可以供人类饮用的呢？研究者表示，月球上的水资源，主要用来在月球上生产氢燃料，之后将月球改造成可供人类进行资源补给的“太空中转站”。

当然，如果检测没有问题，而且可以通过多重过滤等手段，将月球上的水加以利用，人类日后在月球上饮用月球上的水，也是完全有可能的。不过，这个前提是需要在月球上建造和地球一样的水循环系统。

综合《中国航天报》、央视新闻等

责任编辑：张俊 SF065