“冰冷的月坑中，或许有可利用的水冰资源”

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月球上，一直有很多谜应该被解开。

最近，在美国旧金山召开的美国地球物理联合会( agu )秋季会议上，行星科学家对月球两极永久影区内陨石坑中的化学物质提出了新的见解，提出了利用这些化学物质的必要基本条件。 研究人员表示，这项研究将有助于科学家了解这些化学物质是否会成为未来登月任务的潜在资源。

这些化学物质是怎么留在这些陨石坑里的？ 我们真的可以利用那个吗？ 这些潜在的可用资源对人类月球探测意味着什么？ 带着相关问题，科技日报记者采访了中国科学院国家天文台研究员郑永春。

长年处于黑暗中，陨石坑就像冰箱一样

由于月球独特的自转倾斜的立场，阳光直接照射在赤道位置，月球极地区域的多个陨石坑冷峻，有些常年不见阳光，永久被寒冷的黑暗吞噬，就像冰箱一样，他们被称为冷阱( cold traps )。 郑永春介绍了。

月极区的这些冷阱是撞击彗星和小行星几十亿年后留下的伤疤。 彗星撞击有可能在月球上留下水蒸气、二氧化碳、甲烷等物质。 由于月球没有地球那样的大气保护，所以这些化学物质大部分在日光下被分解，逃到太空去。 但是，如果这些化学物质最终进入月极区的冷阱，就有可能摆脱蒸发的命运，被冻结几十亿年。

该科学家推测，极低温条件下的永久阴影区存在有机物、水、冰等化学物质，但目前是使用遥感手段的检测结果，没有进行现场采样，因此这些化学物质存在，含量有多高，还将进一步证实

10多年来，美国国家航空空航天局( nasa )的月球探测轨道器( lro )测量了太空中恒星和氢气发出的微弱紫外线反射到月球冷阱的信号。 2019年科学家研究了一种叫做福斯蒂尼( faustini )陨石坑的反射数据，发现反射的突然变化信号与冰有关，也认为可能表明了二氧化碳的存在。

利用lro收集的相关数据，考虑到分子在到达冷阱之前被分解的可能性，研究人员建立了模拟二氧化碳进入冷阱的模型。 结果表明，15% 20%的二氧化碳最终落入冷阱。 考虑到比以往的预测数据更高、相对更小的冷阱面积，这是惊人的结果。

开发利用的难度很大

专家表示，了解这些化学物质和冷阱的具体消息，有可能作为潜在的资源。 人类在月球上定居的话，可以把他们变成水和燃料。 但是，月球与地球不同，长时间暴露在空的放射线下，月球资源还有利用的可能性吗？

郑永春说:“月球上的化学物质留在很深的洞里。 因为温度很低，不会挥发。” 太空辐射会分解蛋白质和氨基酸等多种有机物，但不会影响干冰和水冰等化学物质，所以有可能会长时间残留。 他们是人类为了在月球上长久生存而开发利用的重要资源，毕竟从地球输送同类资源太贵了。

以目前人类的科学技术水平，真的能开发利用月球资源吗？ 郑永春说，月极区与其他地方不同，不仅有昼夜现象，没有太阳垂直照射，温度较低，但昼夜变化比较平稳，有利于探测器的长期稳定工作。 由于极地冷阱在极端低温下永远处于阴影领域，探测器是一项资源采集极其困难的事业，许多技术难题有待克服。 另外，月球水冰资源主要存在于月球土壤中，同时由于形式多而复杂(混合水、捆绑水、深埋冰等)，存在时变性、层次性、区际等不明确性，对其开发和利用提出了很大的挑战。

郑永春进一步介绍说，月极区的资源开发利用包括月极区水冰等挥发物资源的识别、含挥发物的月壤采集、挥发物的加热提取、冷凝收集、分解转化等多个技术环节。 而月球极端环境下的污水冰和挥发物资源开发利用面临许多工程技术问题，如何结合月球极区极端低温、日照不足的环境优势，寻求合理的技术途径和做法，是月球极区水冰资源开发利用的关键。

水冰资源作为深空探索活动，特别是载人探索活动的重要物质和能源，其应用依托于推进能源和再生生命保障系统的主要系统和关键技术环节，其重要性不言而喻。 郑永春强调，水冰等物质资源最丰富的月极区是世界各国建设月球基地、长时间运行的优先区域，也是未来载人登月活动的重要目标。 因此，月极区的资源开发利用，特别是水冰资源，将成为近期月球探测活动的研究热点。 (记者华凌)