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科学家首发现月球两极存水冰 未来能否移居月球?
来源:新京报     日期:2018/08/27    字体:【】【】【

美科学家首次发现月球两极存在水冰

冰层位于地表,深度和来源尚未确定;专家称,月球将成为人类深度太空探索的“加油站”

图中浅蓝色区域就是发现水冰的地方,上图为月球南极,下图为月球北极。图/NASA

月球与“月船1号”示意图

“月船1号”是此次发现的功臣。

“月船1号”是印度首个月球探测器,发射重量1.3吨,造价约8300万美元,2008年10月22日发射升空,原计划绕月运行两年。2009年8月29日,印度地面站与“月船1号”失去联系。

2016年7月至10月,美国航天局捕捉到一个失联绕月探测器的踪影。经分析就是“月船1号”,仍在约200公里高的月球轨道上绕行。

“月船1号”发射后曾遭遇多次故障,为失踪埋下隐患。据印度空间研究组织宣称,“月船1号”在不到一年时间里,已完成近95%的预定任务,其中包括一台月球撞击探测器完成了对月球的撞击。

新京报讯 (记者陈沁涵)半个世纪以来,天文学家一直在争论月球上是否存在冰。美国夏威夷大学等机构研究人员21日宣布,他们首次发现了月球两极表面存在水冰(water ice)的确切证据,并得到美国国家航空航天局(NASA)确认。这一发现对于未来人类进行月球探测乃至太空探索都意义非凡。

首次直接证明月球有水冰

水冰是由水或融水在低温下固结而成的冰。早在上世纪60年代,科学家们就提出水冰可能存在于月球、水星和谷神星的永久阴影区域。

上世纪60-70年代间,美国先后发射6艘“阿波罗”载人登月飞船及其他数十个月球探测器寻求水的痕迹,但都失望而归。直到2009年,印度的月球探测器“月船1号”发回的月球表面光谱中发现了水元素的谱线,科学家据此认为月球表面的大部分地区存在水分子。

近年来,许多探测任务发现月球表面存在水或水冰的迹象,但都缺乏确凿的证据。据BBC报道,8月21日,由夏威夷大学研究人员领导的一个科学家小组在美国《国家科学院学报》上发表研究报告称,他们分析了印度“月船1号”探测器携带的月球矿物质绘图仪所得到的数据,发现了固态水——冰的近红外吸收光谱的特征,直接证明那是月球上的水冰。

水冰深度和来源仍待确定

分析结果显示,在月球南极,水冰分布在寒冷又黑暗的陨石坑中;在月球北极,水冰分布稀疏而广泛。月球极地气温低至163摄氏度,永远不会被阳光照射,因此在这样的环境下水冰长期稳定保存。

此项研究负责人之一、夏威夷大学的李帅称,探测数据显示冰层位于月球地表,水冰的深度和来源还不能确定,需要一个新的轨道卫星来对月球极地加以研究,填补对月球极地的认知空白。

释疑1 未来是否可移居月球?

人类虽然已经成功登月,但是对月球上的资源还没有详尽的了解,水冰的发现将开启人类探索太空的新纪元,因为它不仅可以为宇航员提供饮用水,而且能制成火箭燃料。

中国航天科工集团第二研究院研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光说,在太空中其他星球上找到氧是很容易的,因为岩石等都是金属的氧化物,但是氢并不容易找到。月球上发现水冰,电解之后可得液氢、液氧,它们可用来制备效率较高的火箭燃料,极大地降低太空任务的成本。

美国宇航局科学任务理事会副主任托马斯·佐伯琴发推特表示,月球到地球之间的距离很近,水冰的出现可以使月球成为人类进行深度太空探索的“加油站”,甚至能帮助人类在月球上建立长期或永久基地。

大多数人更关心的问题是,水冰的发现是否意味着人类有望移居月球?杨宇光称,月球的环境非常恶劣,完全不适宜人类居住,移民月球的可能性很小。上个月意大利科学家宣布在火星发现液态湖,激起人们移居火星的设想,但就人类目前掌握的技术来看,火星也不适宜作为移民的目的地。

“不论是月球还是火星,更现实的计划是建立长期有人值守的科学考察基地,开发它的资源。”杨宇光说。

释疑2 如何开采和利用水冰?

美国科罗拉多矿业学院空间资源中心主任安杰尔·阿布德·马德里指出,从月球提取冰,将是“建立太空经济的第一步”。今年6月,在科罗拉多矿业学院举行的空间资源圆桌会议上,科学家、工程师和采矿技术专家共同探讨了开采月球水冰的可能性。与会者讨论后认为,量化资源加上开发和部署技术的时间,开采水冰大概需要10年。

据美国《商业内幕》报道,在圆桌会议上,科罗拉多矿业学院的研究员介绍了一种将月球水冰转化为火箭燃料的提取技术——“热采矿”。具体操作是,在月球陨坑附近的永久光照区部署多个万向反射镜,通过反射阳光来照射周围阴暗的陨坑,将水冰转化为水蒸气,收集后进行电解处理,得到氢和氧。

月球上的资源开采之后如何利用?杨宇光表示,除了少量可作为科学考察的样本,把外太空资源运回地球是没有意义的。因为运输成本非常高,而且极少资源是外星球存在而地球上没有的。在月球上开采资源后应该直接使用它,我们称之为资源的“原位利用”。比如在月球建立太空基地,所需的铁、镍等金属元素就可以在矿石里找。

目前比较紧迫的问题是,全球各国如何合作进行月球探索活动,杨宇光介绍,因为开发月球的费用极其高昂,合力探索能减少各国决策者的一些顾虑,更高效地完成空间任务。

■ 说法

“外层空间活动须为全人类谋利”

随着航天技术的飞速发展,各国对月球的兴趣也在不断复苏。如今证实月球上确实存在水冰,更是吸引了许多民营太空探索公司。但月球资源的归属权至今还是个问题。

2015年11月25日,时任美国总统奥巴马签署了《美国商业太空发射竞争法》,该法赋予了太空采矿合法性,明确了太空资源的私有财产权,意味着私企开采太空资源和进行商业用途获得了法律上的权利。但这仅仅是美国的法律,月球资源究竟属于谁?

外交部国际法咨询委员会委员、中国政法大学国际法学院副院长马呈元说,关于月球目前有两个国际条约加以规定,一个是1967年签署的《外层空间条约》,另一个是1979年签署的《月球协定》,均获得了联合国大会的通过。

这两个条约规定,月球和其他天体,包括火星在内,任何国家不得依据主权要求或通过利用、占领或其他任何方式据为己有。马呈元说,《月球协定》之后近40年里,在外太空立法方面几乎没有新进展,因此在月球采矿立法方面,目前是一个空白。可以肯定的是,各国进行外层空间活动必须为全人类谋利,不能为自己的利益去开采月球或火星资源。

马呈元表示,就国际法来说,短期内制订太空资源开采条约是不现实的,这会受到大多数国家的反对,因为大多数国家没有开采能力,只有少数国家受益。就国内立法来说,比如美国制订了自己的法律允许开采太空资源,这会损害其他国家利益,但美国机构或公民依据国内法是可以在太空采矿的,暂时没有相关国际法禁止这样的行为。即使制订了相关国际法,也缺乏执行力,很难阻止有能力的国家开发太空资源。

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