美科學家首次發現月球兩極存在水冰
  冰層位於地表，深度和來源尚未確定；專家稱，月球將成爲人類深度太空探索的“加油站”

 

 

  圖中淺藍色區域就是發現水冰的地方，上圖爲月球南極，下圖爲月球北極。圖/NASA

 

 

  月球與“月船1號”示意圖

  “月船1號”是此次發現的功臣。

  “月船1號”是印度首個月球探測器，發射重量1.3噸，造價約8300萬美元，2008年10月22日發射升空，原計劃繞月運行兩年。2009年8月29日，印度地面站與“月船1號”失去聯繫。

  2016年7月至10月，美國航天局捕捉到一個失聯繞月探測器的蹤影。經分析就是“月船1號”，仍在約200公里高的月球軌道上繞行。

  “月船1號”發射後曾遭遇多次故障，爲失蹤埋下隱患。據印度空間研究組織宣稱，“月船1號”在不到一年時間裏，已完成近95%的預定任務，其中包括一臺月球撞擊探測器完成了對月球的撞擊。

  新京報製圖/高俊夫

  新京報訊 （記者陳沁涵）半個世紀以來，天文學家一直在爭論月球上是否存在冰。美國夏威夷大學等機構研究人員21日宣佈，他們首次發現了月球兩極表面存在水冰（water ice）的確切證據，並得到美國國家航空航天局（NASA）確認。這一發現對於未來人類進行月球探測乃至太空探索都意義非凡。

  首次直接證明月球有水冰

  水冰是由水或融水在低溫下固結而成的冰。早在上世紀60年代，科學家們就提出水冰可能存在於月球、水星和穀神星的永久陰影區域。

  上世紀60-70年代間，美國先後發射6艘“阿波羅”載人登月飛船及其他數十個月球探測器尋求水的痕跡，但都失望而歸。直到2009年，印度的月球探測器“月船1號”發回的月球表面光譜中發現了水元素的譜線，科學家據此認爲月球表面的大部分地區存在水分子。

  近年來，許多探測任務發現月球表面存在水或水冰的跡象，但都缺乏確鑿的證據。據BBC報道，8月21日，由夏威夷大學研究人員領導的一個科學家小組在美國《國家科學院學報》上發表研究報告稱，他們分析了印度“月船1號”探測器攜帶的月球礦物質繪圖儀所得到的數據，發現了固態水——冰的近紅外吸收光譜的特徵，直接證明那是月球上的水冰。

  水冰深度和來源仍待確定

  分析結果顯示，在月球南極，水冰分佈在寒冷又黑暗的隕石坑中；在月球北極，水冰分佈稀疏而廣泛。月球極地氣溫低至163攝氏度，永遠不會被陽光照射，因此在這樣的環境下水冰長期穩定保存。

  此項研究負責人之一、夏威夷大學的李帥稱，探測數據顯示冰層位於月球地表，水冰的深度和來源還不能確定，需要一個新的軌道衛星來對月球極地加以研究，填補對月球極地的認知空白。

  釋疑1 未來是否可移居月球？

  人類雖然已經成功登月，但是對月球上的資源還沒有詳盡的瞭解，水冰的發現將開啓人類探索太空的新紀元，因爲它不僅可以爲宇航員提供飲用水，而且能製成火箭燃料。

  中國航天科工集團第二研究院研究員、國際宇航聯空間運輸委員會祕書長楊宇光說，在太空中其他星球上找到氧是很容易的，因爲岩石等都是金屬的氧化物，但是氫並不容易找到。月球上發現水冰，電解之後可得液氫、液氧，它們可用來製備效率較高的火箭燃料，極大地降低太空任務的成本。

  美國宇航局科學任務理事會副主任托馬斯·佐伯琴發推特表示，月球到地球之間的距離很近，水冰的出現可以使月球成爲人類進行深度太空探索的“加油站”，甚至能幫助人類在月球上建立長期或永久基地。

  大多數人更關心的問題是，水冰的發現是否意味着人類有望移居月球？楊宇光稱，月球的環境非常惡劣，完全不適宜人類居住，移民月球的可能性很小。上個月意大利科學家宣佈在火星發現液態湖，激起人們移居火星的設想，但就人類目前掌握的技術來看，火星也不適宜作爲移民的目的地。

  “不論是月球還是火星，更現實的計劃是建立長期有人值守的科學考察基地，開發它的資源。”楊宇光說。

  釋疑2 如何開採和利用水冰？

  美國科羅拉多礦業學院空間資源中心主任安傑爾·阿布德·馬德里指出，從月球提取冰，將是“建立太空經濟的第一步”。今年6月，在科羅拉多礦業學院舉行的空間資源圓桌會議上，科學家、工程師和採礦技術專家共同探討了開採月球水冰的可能性。與會者討論後認爲，量化資源加上開發和部署技術的時間，開採水冰大概需要10年。

  據美國《商業內幕》報道，在圓桌會議上，科羅拉多礦業學院的研究員介紹了一種將月球水冰轉化爲火箭燃料的提取技術——“熱採礦”。具體操作是，在月球隕坑附近的永久光照區部署多個萬向反射鏡，通過反射陽光來照射周圍陰暗的隕坑，將水冰轉化爲水蒸氣，收集後進行電解處理，得到氫和氧。

  月球上的資源開採之後如何利用？楊宇光表示，除了少量可作爲科學考察的樣本，把外太空資源運回地球是沒有意義的。因爲運輸成本非常高，而且極少資源是外星球存在而地球上沒有的。在月球上開採資源後應該直接使用它，我們稱之爲資源的“原位利用”。比如在月球建立太空基地，所需的鐵、鎳等金屬元素就可以在礦石裏找。

  目前比較緊迫的問題是，全球各國如何合作進行月球探索活動，楊宇光介紹，因爲開發月球的費用極其高昂，合力探索能減少各國決策者的一些顧慮，更高效地完成空間任務。

  ■ 說法

  “外層空間活動須爲全人類謀利”

  隨着航天技術的飛速發展，各國對月球的興趣也在不斷復甦。如今證實月球上確實存在水冰，更是吸引了許多民營太空探索公司。但月球資源的歸屬權至今還是個問題。

  2015年11月25日，時任美國總統奧巴馬簽署了《美國商業太空發射競爭法》，該法賦予了太空採礦合法性，明確了太空資源的私有財產權，意味着私企開採太空資源和進行商業用途獲得了法律上的權利。但這僅僅是美國的法律，月球資源究竟屬於誰？

  外交部國際法諮詢委員會委員、中國政法大學國際法學院副院長馬呈元說，關於月球目前有兩個國際條約加以規定，一個是1967年簽署的《外層空間條約》，另一個是1979年簽署的《月球協定》，均獲得了聯合國大會的通過。

  這兩個條約規定，月球和其他天體，包括火星在內，任何國家不得依據主權要求或通過利用、佔領或其他任何方式據爲己有。馬呈元說，《月球協定》之後近40年裏，在外太空立法方面幾乎沒有新進展，因此在月球採礦立法方面，目前是一個空白。可以肯定的是，各國進行外層空間活動必須爲全人類謀利，不能爲自己的利益去開採月球或火星資源。

  馬呈元表示，就國際法來說，短期內製訂太空資源開採條約是不現實的，這會受到大多數國家的反對，因爲大多數國家沒有開採能力，只有少數國家受益。就國內立法來說，比如美國製訂了自己的法律允許開採太空資源，這會損害其他國家利益，但美國機構或公民依據國內法是可以在太空採礦的，暫時沒有相關國際法禁止這樣的行爲。即使制訂了相關國際法，也缺乏執行力，很難阻止有能力的國家開發太空資源。