

据一项近期研究的作者称,一份月球“藏宝图”可以指引探险家找到月球上的冷冻资源,这些资源可以提供制造燃料和其他必需品的关键成分。
研究团队利用月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)十多年的地表温度数据,绘制了月球上的“冷阱”区域——这些区域的温度足够低,可以存在固体二氧化碳(CO2),这与我们在超市里买到的干冰是同一种物质。这些“宝藏”有望用于制造火箭燃料、食物、材料以及为月球探险家提供氧气。
首席研究作者、任职于亚利桑那州行星科学研究所(Planetary Science Institute)的夏威夷行星科学家Norbert Schorghofer表示,冷阱一直是月球探索的近期焦点,因为专家们预计会在这些地方找到水。
尽管目前还没有人能够证实这些冷阱中是否存在二氧化碳冰,但这项研究支持了月球上存在永久阴影且极寒区域的观点,这些区域的冰可以得以保存。此外,月球上存在二氧化碳的直接证据也已存在。2009年,美国宇航局的月球陨石坑观测与传感卫星(LCROSS)蓄意将一块火箭残骸高速抛入月球陨石坑,制造了一个喷射到太空的物质羽流。探测器随后分析了该羽流,并探测到了二氧化碳和水分子。
Schorghofer说,这一事实,加上新的寒冷区域地图,意味着“这些冷阱确实应该含有二氧化碳”。但是下一步需要的是一个任务去实地勘探和验证。
在高于某个特定温度时,太空中的水冰和二氧化碳冰会升华,直接从固态转变为气态。在一些冷阱中,二氧化碳冰的升华速度非常缓慢——每十亿年最多损失几厘米的深度。这意味着,至关重要的是,月球上的冰应该会累积,因为月球收集冰的速度比它消失的速度更快。

仅在南极地区,就有约6,000平方英里的水冰冷阱。但二氧化碳需要更低的温度才能保持冷冻,而这些更寒冷的区域更难找到。Schorghofer的团队在《地球物理学研究快报》(Geophysical Research Letters)上报道称,他们在南极地区阴影笼罩的陨石坑中发现了79平方英里的冰冷阱,这些区域可能存在固体二氧化碳。他们还发现了一个听起来显而易见的事实——那里的任何冰在夏天月球温度略有升高时都会融化得更快。
科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado at Boulder)的行星科学家、对月球极地冰特别感兴趣的Paul Hayne(未参与此项研究)表示,这些区域——月球上一些最寒冷的地方——代表了一个相对较大的、二氧化碳可以稳定存在的区域,考虑到其易挥发性。
Hayne说,这些冷阱位于“阴影中的阴影”里,至少在过去十亿年里没有见过阳光。科学家们此前就知道这些区域的存在,但不知道它们有多冷或多广阔。
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他说,尽管这项研究提供了一份冷阱的“藏宝图”,但获取和提取二氧化碳是另一回事。
Hayne表示,未来的着陆器和宇航员任务可能会发现许多比从轨道上看不见的、更小的冷阱。他对研究者们能够通过他们的研究“发现”这些地方感到特别兴奋。尽管月球上的碳含量很少,但它是一种非常有用的元素。他说,甲烷——近来SpaceX火箭的首选燃料——可以由二氧化碳制成。
Schorghofer说,月球上的二氧化碳究竟来自哪里并不确定。其中大部分可能由富含不同种类冰的彗星沉积而来,他也补充说,富碳陨石撞击月球表面也可能通过化学反应产生二氧化碳。月球也可能在“释气”,让被困在地下深处的二氧化碳慢慢到达地表。
Schorghofer说,月球上的碳含量非常少,对其的寻找可能“就像地球上早期的石油勘探”。他说,那时人们在寻找高浓度的碳氢化合物,“现在我们正在寻找高浓度的碳。”