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月球两极或存在水冰 能为太空探测飞船提供燃料

http://www.kexue.com 2012-04-03 19:32:38 搜狐科学  发表评论

月球南极的沙克尔顿陨石坑边缘 

 Mini-RF图像显示月球南极 

 NASA的月球勘测轨道器的合成孔径雷达探测到沙克尔顿陨石坑内部永久处于阴暗状态,可能蕴藏着水冰 

  据国外媒体报道,科学家称,月球两极很可能蕴藏着大量的水冰,有望为太空探测飞船提供燃料,并可以帮助推动可持续的经济和工业扩展到太空。

  研究表明,月球的两极有着独特的环境,很可能在永久性阴暗、超冷的陨石坑内蕴藏着水冰。美国宇航局(NASA)的月球勘测轨道器(LRO)上的雷达探测到了这些独特环境,例如,位于月球南极的沙克尔顿陨石坑(Shackleton crater)被认为是目前已知月球上最可能蕴藏冰的地区。沙克尔顿边缘的山峰几乎持续得到太阳光的照射,而其内部永久处于阴暗状态。美国休斯敦月球和行星研究所的科学家、微型射频工程(Miniature Radio Frequency project,Mini-RF)团队成员保罗•斯普迪斯(Paul Spudis)说:“很长一段时间,科学家都在辩论沙克尔顿是否蕴藏着水冰。”斯普迪斯在上周召开的第43届月球与行星科学大会上对Space.com记者说:“我们通过分析沙克尔顿的反射发现,这个陨石坑内蕴藏着冰。但我不知道有多少冰。沙克尔顿是一个非常有趣的陨石坑,约4.5千米深,直径20千米。它是月球上该尺寸范围内最深的陨石坑。”

  在过去的几年中,几个不同的证据互相吻合,以帮助支撑月球上有水的观点。例如,在2009年,科学家宣布,搭载在印度的首个月球探测器“Chandrayaan-1”上的NASA仪器发现了月球表面上有水分子的证据。斯普迪斯说,此外,Chandrayaan-1的“撞月探测器”(Moon Impact Probe,MIP)在2008年撞上月球表面时,显然通过一个外大气层水云。MIP在关注沙克尔顿这个“冷阱”(cold traps)时,实际上已经观测到了水。

  斯普迪斯是Chandrayaan-1雷达实验(从2008年至2009年绘制月球图)的主要研究者。成像雷达绘制两极的暗区,发现永久性阴暗陨石坑中水冰的反射。2009年,NASA的月球陨石坑观测和遥感卫星观测(Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,LCROSS)的撞击器撞击月球沙克尔顿陨石坑时,检测到有水蒸气和冰粒扬起。斯普迪斯说,Mini-RF收集的数据显示,在月球北极的冰量为6亿吨。斯普迪斯说:“如果您将这些冰转换成液态氢和液态氧,用以发射火箭,就是每天都发射航天飞机,也可以发射2200年。我认为实际数量比估计的数量至少要大1个数量级。所以月球上有大量的水,我们可以使用它辅助航天基础设施。这是我们挖掘这些水的真正意义。”斯普迪斯还说,地球的卫星包含物质和能量资源,我们需要建立一个永久性的、可重复使用和可扩展的空间运输系统。

  为了进一步探测月球的冰“冷阱”,Mini-RF团队与波多黎各的阿雷西博(Arecibo)射电望远镜科学家合作。虽然Mini-RF发射器失败,但其硬件在去年和最近的数据收集实验中仍然可以接收信号。阿雷西博射电望远镜用雷达波束射向月球,Mini-RF传动装置收听从月球表面反射回来的反射脉冲,借此建立一个图像带。这项技术被称为“双基地雷达观测(bistatic radar observation)”。新墨西哥州的美国能源部桑迪亚国家实验室的专家正在对这些数据进行分析。

  马里兰州应用物理实验室的行星科学家本•伯西(Ben Bussey)说:“Mini-RF团队可以通过双基地雷达测量,测试月球两极附近地区的永久性阴影区含有水冰的假设。”此外,这些测量结果可以用于研究月壤、火山碎屑沉积、喷出物的组成和结构。伯西和他的同事们指出,这些数据将提供一个独特的新的证据,以确定月球极地陨石坑是否含有冰。已经证明,这完全是一个新的仪器模式,能够获得令人兴奋的科研结果,将揭示极地冰、月球表面粗糙度和其它特性的信息。(尚力)

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