水是地球生命的关键，也将是人类探索太阳系的关键。水是飞船上的一项沉重资源，所以最好能从目的地获取。幸运的是，月球上已经存在一些水——天文学家们刚刚更清楚地了解了它的确切位置。
来自 SOFIA 飞行天文台（2022 年 9 月完成最后一次飞行）的最新观测数据，生成了月球南极附近水分子的详细地图。这些结果最近被《行星科学杂志》接受，并于上周在年度月球与行星科学会议上发表，这些研究正在回答一个对地质学和未来人类探索都至关重要的问题：我们在月球上哪里能找到水？
“我们真的不知道（水）在哪里、有多少，或者它是如何到达那里的基本情况，”科罗拉多大学行星科学家、与新研究无关的保罗·海恩说。
NASA 2010 年的 LCROSS 任务首次引起了人们对月球南端的兴趣，其雷达探测到存在冻结的水，储存在阳光无法到达的地方，例如陨石坑底部。印度 Chandrayaan 探测器的一系列后续观测进一步证实了月球水的存在，但有一个问题——天文学家们认为的可能水分子（H₂O）可能是另一种氢氧原子组合，称为羟基（OH）。然而，SOFIA 具备搜索更广泛分子信号的能力，这意味着它可以扫描确切的水信号，而不是可能与羟基混淆的信号。SOFIA。
新研究的合著者、NASA 月球科学家凯西·洪尼巴尔说：“SOFIA 的这些观测很重要，因为它们明确绘制了月球阳光照射表面的水分子分布图。”一个准确的冰区地图可以帮助行星科学家区分水在月球表面移动的不同方式，并了解这种生命之源是如何到达那里的。
SOFIA 主管、该论文的首席作者威廉·T·里奇说：“我们在阴影区域看到更多的水，那里的表面温度更低。”这就像地球上的滑雪道背离太阳时会保留更多的雪一样。
研究人员正在考虑两种主要情景来解释月球水的起源：撞击月球的彗星蒸发的水，或者很久以前形成的火山矿物中 trapped 的水。SOFIA 的数据尚未帮助他们缩小来源。里奇补充说：“这些是观测结果，它们没有附带一个清晰、整洁的解释。”
尽管他的团队仍在弄清楚观测到的水的来源，但能够探测到它本身对未来人类太空探索来说可能是一大福音。加州大学洛杉矶分校行星科学家泰勒·霍瓦斯（未参与该项目）表示，对月球南极存在水的可靠声明解释了“为什么我们如此专注于这些区域，作为下一阶段人类和机器人月球探索的目标”。
不幸的是，SOFIA 无法继续绘制月球水资源分布图——这架改装的波音 747 飞机和望远镜现已退役并安置在亚利桑那州图森市的皮马航空航天博物馆。霍瓦斯说：“我希望这些成果能为未来几年开发另一架此类飞行天文台铺平道路。”
尽管项目提前结束，SOFIA 在最后几次飞行中仍然完成了大量对月球以及其他天体的观测。事实上，它产生了大量数据，科学家们仍在整理。洪尼巴尔说，SOFIA 的发现“将持续数年”，并可能为未来的任务做好准备，这些任务将解决 H₂O 的问题。一些主要例子包括今年晚些时候发射的加州理工学院的月球探路者轨道器、NASA 的水探测器挥发物探测极地探索漫游车 (VIPER)，当然还有美国的阿耳忒弥斯计划，该计划旨在最早于 2025 年将人类送上月球南部地区。
这些即将推出的项目还带来了将月球土壤样本送回地球的诱人前景，这是自阿波罗计划以来（至少对美国人来说）从未发生过的事情（对于美国人来说）。里奇说：“在实验室里，即使是一粒尘埃也像一个世界，揭示了月球物质的历史和演变故事。”实际进行一项关于月球冰样本的动手实验，最终可能会确定月球上的水是以何种形式存在的。
在此之前，行星科学家们将继续研究 SOFIA 绘制的月球地图，从中提取他们能获得的所有信息。
