美国国家航空和宇宙航行局周飞霞 这张图片突出了月球的克拉维斯环形山，一张图片描绘了月球土壤中的水，还有一张美国宇航局的红外平流层天文台(SOFIA)发现阳光照射下的月球水的图像
信用:NASA 美国国家航空航天局的平流层红外天文观测站(SOFIA)首次证实了月球阳光照射表面的水
这一发现表明，水可能分布在月球表面，而不仅限于寒冷、阴暗的地方
索非亚在克拉维斯环形山探测到水分子(H2O)，克拉维斯环形山是地球上可见的最大的环形山之一，位于月球的南半球
以前对月球表面的观察发现了某种形式的氢，但无法区分水和它的近亲——羟基
来自这个位置的数据显示，月球表面一立方米土壤中的水浓度为百万分之100到412——大致相当于一瓶12盎司的水
研究结果发表在最新一期的《自然天文学》上
“我们有迹象表明，H2O——我们所熟悉的水——可能存在于月球被阳光照射的那一面，”保罗·赫兹说，他是位于华盛顿的美国宇航局总部科学任务董事会天体物理学部主任
“现在我们知道它在那里
这一发现挑战了我们对月球表面的理解，并提出了与深空探测相关的有趣问题
" 相比之下，撒哈拉沙漠的水量是索非亚在月球土壤中检测到的水量的100倍
尽管数量很少，但这一发现提出了新的问题，即水是如何产生的，以及它是如何在恶劣、无空气的月球表面持续存在的
水是太空深处的宝贵资源，也是我们所知的生命的重要组成部分
SOFIA找到的水作为资源是否容易获得还有待确定
在美国国家航空航天局的阿尔特弥斯计划下，该机构渴望在2024年将第一个女人和下一个男人送上月球表面之前，尽可能多地了解月球上的水，并在2024年之前在月球上建立可持续的人类存在
索非亚的结果是建立在多年来对月球上水的研究基础上的
当阿波罗宇航员1969年第一次从月球返回时，月球被认为是完全干燥的
过去20年的轨道和撞击器任务，如美国宇航局的月球陨石坑观测和传感卫星，证实了月球两极永久阴影陨石坑中的冰
与此同时，几个航天器——包括卡西尼任务和深度撞击彗星任务，以及印度空间研究组织的月船一号任务——和美国国家航空航天局的地基红外望远镜设施，广泛观察了月球表面，并在阳光更充足的地区发现了水合作用的证据
然而，这些任务无法明确区分它存在的形式——H2O或俄亥俄州
“在索非亚观测之前，我们就知道有某种水合作用，”凯西·洪尼伯尔说，她是该论文的主要作者，在檀香山的夏威夷大学发表了她的研究生论文
“但我们不知道有多少(如果有的话)是水分子——就像我们每天喝的那样——或者更像是下水道清洁剂
" 索非亚提供了一种观察月球的新方法
这架改装的波音747SP喷气式飞机在高达45000英尺的高度飞行，配有一个106英寸直径的望远镜，可以观察到地球大气中99%以上的水蒸气，从而更清楚地看到红外宇宙
利用索非亚望远镜的微弱物体红外照相机，索非亚能够在6
1微米，并在阳光充足的克拉维斯陨石坑发现了一个相对令人惊讶的浓度
科学家们在飞机上使用美国国家航空航天局的望远镜——红外天文同温层观测站，首次在阳光照射的月球表面发现了水
索非亚是一架改装的波音747SP飞机，它允许天文学家以地面望远镜无法实现的方式研究太阳系及其以外
分子水，H2O，在克拉维斯环形山中被发现，这是月球南半球地球上可见的最大的环形山之一
这一发现表明，水可能分布在月球表面，而不仅限于寒冷、阴暗的地方
信用:美国宇航局/艾姆斯研究中心 “如果没有厚厚的大气层，阳光照射下的月球表面上的水应该会流失到太空中，”Honniball说，他现在是马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后研究员
“然而不知何故，我们看到了它
有什么东西在产生水，一定有什么东西把它困在那里
" 在这种水的输送或创造中，可能有几种力量在起作用
降落在月球表面的微陨石携带少量的水，在撞击时会将水沉积在月球表面
另一种可能性是可能有一个两步过程，太阳的太阳风将氢输送到月球表面，并与土壤中的含氧矿物质发生化学反应，生成羟基
与此同时，来自微陨石轰击的辐射可能将羟基转化为水
水是如何储存起来的——使得它有可能积聚起来——也提出了一些有趣的问题
水可能会被截留在土壤中微小的珠状结构中，这些结构是由微陨石撞击产生的高热形成的
另一种可能性是，水可能隐藏在月球土壤颗粒之间，并遮挡阳光——这可能使它比被困在珠状结构中的水更容易接近
对于一项旨在观察遥远、昏暗物体(如黑洞、星团和星系)的任务来说，索非亚对地球上最近、最亮的邻居的关注与往常不同
望远镜操作员通常使用一个引导摄像头来跟踪恒星，保持望远镜稳定锁定在观察目标上
但是月亮是如此的接近和明亮，以至于它充满了引导摄像机的整个视野
由于没有可见的恒星，尚不清楚该望远镜能否可靠地跟踪月球
为了确定这一点，2018年8月，运营商决定尝试测试观察
“事实上，这是索非亚第一次观察月球，我们甚至不能完全确定我们是否能得到可靠的数据，但是关于月球水的问题迫使我们去尝试，”索非亚的项目科学家纳塞姆·朗瓦拉说，他在美国宇航局位于加利福尼亚硅谷的埃姆斯研究中心工作
“令人难以置信的是，这一发现从本质上来说是一项测试，现在我们知道我们可以做到这一点，我们正在计划更多的飞行来进行更多的观察
" 索非亚的后续飞行将在额外的阳光照射位置和不同的月球阶段寻找水，以了解更多关于水是如何产生、储存和在月球上移动的信息
这些数据将增加未来月球任务的工作，如美国国家航空航天局的挥发性物质调查极地探测漫游者(VIPER)，为未来人类空间探索创建第一张月球水资源地图
在同一期《自然天文学》杂志上，科学家们发表了一篇利用理论模型和美国宇航局月球勘测轨道飞行器数据的论文，指出水可能被困在比目前预期的更大的月球上的小阴影中，那里的温度保持在冰点以下
T “水是一种宝贵的资源，对于科学目的和我们的探险者来说都是如此，”美国国家航空航天局人类探索和行动任务理事会的首席探索科学家雅各布·布利尔说
“如果我们能够利用月球上的资源，那么我们就可以携带更少的水和更多的设备来帮助实现新的科学发现
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