美科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)月球兩極存在水冰

冰層位于地表，深度和來源尚未確定；專家稱，月球?qū)⒊蔀槿祟惿疃忍仗剿鞯摹凹佑驼尽?br>

月球與“月船1號”示意圖 新京報(bào)制圖/高俊夫

“月船1號”是此次發(fā)現(xiàn)的功臣。

“月船1號”是印度首個(gè)月球探測器，發(fā)射重量1.3噸，造價(jià)約8300萬美元，2008年10月22日發(fā)射升空，原計(jì)劃繞月運(yùn)行兩年。2009年8月29日，印度地面站與“月船1號”失去聯(lián)系。

2016年7月至10月，美國航天局捕捉到一個(gè)失聯(lián)繞月探測器的蹤影。經(jīng)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(fā)射后曾遭遇多次故障，為失蹤埋下隱患。據(jù)印度空間研究組織宣稱，“月船1號”在不到一年時(shí)間里，已完成近95%的預(yù)定任務(wù)，其中包括一臺月球撞擊探測器完成了對月球的撞擊。

圖中淺藍(lán)色區(qū)域就是發(fā)現(xiàn)水冰的地方，上圖為月球南極，下圖為月球北極。圖/NASA

半個(gè)世紀(jì)以來，天文學(xué)家一直在爭論月球上是否存在冰。美國夏威夷大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員21日宣布，他們首次發(fā)現(xiàn)了月球兩極表面存在水冰（water ice）的確切證據(jù)，并得到美國國家航空航天局（NASA）確認(rèn)。這一發(fā)現(xiàn)對于未來人類進(jìn)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(jié)而成的冰。早在上世紀(jì)60年代，科學(xué)家們就提出水冰可能存在于月球、水星和谷神星的永久陰影區(qū)域。

上世紀(jì)60-70年代間，美國先后發(fā)射6艘“阿波羅”載人登月飛船及其他數(shù)十個(gè)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(fā)回的月球表面光譜中發(fā)現(xiàn)了水元素的譜線，科學(xué)家據(jù)此認(rèn)為月球表面的大部分地區(qū)存在水分子。

近年來，許多探測任務(wù)發(fā)現(xiàn)月球表面存在水或水冰的跡象，但都缺乏確鑿的證據(jù)。據(jù)BBC報(bào)道，8月21日，由夏威夷大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組在美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表研究報(bào)告稱，他們分析了印度“月船1號”探測器攜帶的月球礦物質(zhì)繪圖儀所得到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了固態(tài)水——冰的近紅外吸收光譜的特征，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(jié)果顯示，在月球南極，水冰分布在寒冷又黑暗的隕石坑中；在月球北極，水冰分布稀疏而廣泛。月球極地氣溫低至163攝氏度，永遠(yuǎn)不會被陽光照射，因此在這樣的環(huán)境下水冰長期穩(wěn)定保存。

此項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人之一、夏威夷大學(xué)的李帥稱，探測數(shù)據(jù)顯示冰層位于月球地表，水冰的深度和來源還不能確定，需要一個(gè)新的軌道衛(wèi)星來對月球極地加以研究，填補(bǔ)對月球極地的認(rèn)知空白。

釋疑1 未來是否可移居月球？

人類雖然已經(jīng)成功登月，但是對月球上的資源還沒有詳盡的了解，水冰的發(fā)現(xiàn)將開啟人類探索太空的新紀(jì)元，因?yàn)樗粌H可以為宇航員提供飲用水，而且能制成火箭燃料。

中國航天科工集團(tuán)第二研究院研究員、國際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會秘書長楊宇光說，在太空中其他星球上找到氧是很容易的，因?yàn)閹r石等都是金屬的氧化物，但是氫并不容易找到。月球上發(fā)現(xiàn)水冰，電解之后可得液氫、液氧，它們可用來制備效率較高的火箭燃料，極大地降低太空任務(wù)的成本。

美國宇航局科學(xué)任務(wù)理事會副主任托馬斯·佐伯琴發(fā)推特表示，月球到地球之間的距離很近，水冰的出現(xiàn)可以使月球成為人類進(jìn)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(shù)人更關(guān)心的問題是，水冰的發(fā)現(xiàn)是否意味著人類有望移居月球？楊宇光稱，月球的環(huán)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(gè)月意大利科學(xué)家宣布在火星發(fā)現(xiàn)液態(tài)湖，激起人們移居火星的設(shè)想，但就人類目前掌握的技術(shù)來看，火星也不適宜作為移民的目的地。

“不論是月球還是火星，更現(xiàn)實(shí)的計(jì)劃是建立長期有人值守的科學(xué)考察基地，開發(fā)它的資源?！睏钣罟庹f。

釋疑2 如何開采和利用水冰？

美國科羅拉多礦業(yè)學(xué)院空間資源中心主任安杰爾·阿布德·馬德里指出，從月球提取冰，將是“建立太空經(jīng)濟(jì)的第一步”。今年6月，在科羅拉多礦業(yè)學(xué)院舉行的空間資源圓桌會議上，科學(xué)家、工程師和采礦技術(shù)專家共同探討了開采月球水冰的可能性。與會者討論后認(rèn)為，量化資源加上開發(fā)和部署技術(shù)的時(shí)間，開采水冰大概需要10年。

據(jù)美國《商業(yè)內(nèi)幕》報(bào)道，在圓桌會議上，科羅拉多礦業(yè)學(xué)院的研究員介紹了一種將月球水冰轉(zhuǎn)化為火箭燃料的提取技術(shù)——“熱采礦”。具體操作是，在月球隕坑附近的永久光照區(qū)部署多個(gè)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(zhuǎn)化為水蒸氣，收集后進(jìn)行電解處理，得到氫和氧。

月球上的資源開采之后如何利用？楊宇光表示，除了少量可作為科學(xué)考察的樣本，把外太空資源運(yùn)回地球是沒有意義的。因?yàn)檫\(yùn)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。在月球上開采資源后應(yīng)該直接使用它，我們稱之為資源的“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里找。

目前比較緊迫的問題是，全球各國如何合作進(jìn)行月球探索活動(dòng)，楊宇光介紹，因?yàn)殚_發(fā)月球的費(fèi)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(wù)。

■ 說法

“外層空間活動(dòng)須為全人類謀利”

隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，各國對月球的興趣也在不斷復(fù)蘇。如今證實(shí)月球上確實(shí)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(quán)至今還是個(gè)問題。

2015年11月25日，時(shí)任美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了《美國商業(yè)太空發(fā)射競爭法》，該法賦予了太空采礦合法性，明確了太空資源的私有財(cái)產(chǎn)權(quán)，意味著私企開采太空資源和進(jìn)行商業(yè)用途獲得了法律上的權(quán)利。但這僅僅是美國的法律，月球資源究竟屬于誰？

外交部國際法咨詢委員會委員、中國政法大學(xué)國際法學(xué)院副院長馬呈元說，關(guān)于月球目前有兩個(gè)國際條約加以規(guī)定，一個(gè)是1967年簽署的《外層空間條約》，另一個(gè)是1979年簽署的《月球協(xié)定》，均獲得了聯(lián)合國大會的通過。

這兩個(gè)條約規(guī)定，月球和其他天體，包括火星在內(nèi)，任何國家不得依據(jù)主權(quán)要求或通過利用、占領(lǐng)或其他任何方式據(jù)為己有。馬呈元說，《月球協(xié)定》之后近40年里，在外太空立法方面幾乎沒有新進(jìn)展，因此在月球采礦立法方面，目前是一個(gè)空白?？梢钥隙ǖ氖?，各國進(jìn)行外層空間活動(dòng)必須為全人類謀利，不能為自己的利益去開采月球或火星資源。

馬呈元表示，就國際法來說，短期內(nèi)制訂太空資源開采條約是不現(xiàn)實(shí)的，這會受到大多數(shù)國家的反對，因?yàn)榇蠖鄶?shù)國家沒有開采能力，只有少數(shù)國家受益。就國內(nèi)立法來說，比如美國制訂了自己的法律允許開采太空資源，這會損害其他國家利益，但美國機(jī)構(gòu)或公民依據(jù)國內(nèi)法是可以在太空采礦的，暫時(shí)沒有相關(guān)國際法禁止這樣的行為。即使制訂了相關(guān)國際法，也缺乏執(zhí)行力，很難阻止有能力的國家開發(fā)太空資源。