IT之家 4 月 27 日消息，未來月球探索任務(wù)的宇航員或許比預(yù)期更容易獲取水資源。一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)表明，太陽風(fēng)可能正在持續(xù)補(bǔ)充月球表面的水資源。

由于月球缺乏類似地球的磁場，其表面一直暴露在來自太陽的高能粒子轟擊之下，這些粒子構(gòu)成了所謂的太陽風(fēng)。長期以來，科學(xué)家們基于計算機(jī)模擬推測，太陽風(fēng)有助于在月球表面形成水的成分。

這些高速粒子主要由帶正電的氫離子組成，它們捕獲月球表面的電子后變成氫原子。新形成的氫原子隨后穿過月球表面的塵土和巖石風(fēng)化層，與氧結(jié)合形成羥基和水分子，這些分子通常集中在月球兩極的永久陰影區(qū)域。然而，這些成分的自然循環(huán)和可再生性此前一直不明確。

為了揭開這一過程的奧秘，美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家 Li Hsia Yeo 領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，觀察模擬太陽風(fēng)對阿波羅 17 號任務(wù)帶回地球的兩份松散風(fēng)化層樣本的影響。

據(jù)IT之家了解，其中一份樣本取自被稱為韋塞克斯裂谷（Wessex Cleft）的疤痕狀壕溝，另一份取自南馬斯（South Massif）一個年輕隕石坑邊緣的底部。為了去除這些 50 年歷史的樣本自返回地球以來可能吸收的地球水分，Li Hsia Yeo 和她的團(tuán)隊(duì)將樣本在真空爐中烘焙了一整夜。為了模擬月球環(huán)境，研究人員制作了一個定制裝置，包括一個真空室（樣本被放置其中）和一個微型粒子加速器，科學(xué)家們用它來轟擊樣本，持續(xù)數(shù)天。

“設(shè)計該儀器的組件并讓它們都能裝進(jìn)里面，花了很長時間，經(jīng)過了多次迭代，”與 Li Hsia Yeo 共同領(lǐng)導(dǎo)該實(shí)驗(yàn)的戈達(dá)德研究科學(xué)家杰森?麥萊恩（Jason McLain）在一份聲明中表示，“但這是值得的，因?yàn)槲覀兣懦怂锌赡艿奈廴驹春?，證實(shí)了這個關(guān)于太陽風(fēng)的數(shù)十年來一直存在的想法是正確的?！?/p>

對樣本化學(xué)成分隨時間變化的分析顯示，在水吸收能量的紅外區(qū)域（接近 3 微米）的同一位置，光信號有所下降。這表明由于模擬太陽風(fēng)的作用，羥基和水分子得以形成，從而證實(shí)了長期存在的理論。

研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，將樣本加熱到月球白晝一側(cè)的典型溫度 —— 大約 126 攝氏度，并持續(xù) 24 小時，會導(dǎo)致這些與水相關(guān)的分子減少。但當(dāng)樣本冷卻 24 小時后，再次用模擬太陽風(fēng)轟擊，與水相關(guān)的特征又重新出現(xiàn)。這一循環(huán)表明，太陽風(fēng)正在持續(xù)補(bǔ)充月球表面的少量水資源。

“令人興奮的是，僅憑月球土壤和太陽提供的基本成分 —— 氫（太陽一直在釋放氫）—— 就有可能創(chuàng)造水，”Li Hsia Yeo 在聲明中表示，“這是令人難以置信的?！?/p>

值得一提的是，此前的月球任務(wù)觀測就發(fā)現(xiàn)月球稀薄的大氣中存在大量氫氣?？茖W(xué)家們懷疑，太陽風(fēng)驅(qū)動的加熱促進(jìn)了月球表面氫原子結(jié)合成氫氣，隨后逸散到太空。

這項(xiàng)新研究表明，這一過程還有一個意外的好處。剩余的氧原子可以與太陽風(fēng)反復(fù)轟擊形成的氫原子結(jié)合，為月球上可再生的水形成做好準(zhǔn)備。

這些發(fā)現(xiàn)有助于評估月球水資源的可持續(xù)性，因?yàn)樗Y源對于生命支持以及作為火箭推進(jìn)劑都至關(guān)重要。

該團(tuán)隊(duì)的研究成果已于 3 月發(fā)表在《JGR Planets》期刊上。