“嫦娥五號”報告：月球上真的有水！
原標題：“嫦娥五號”報告：月球上真的有水！
如何開採和利用？能喝嗎？
近日，中科院地質地球所行星科學團隊在《科學進展》上發表論文，研究結果顯示“嫦娥五號”探測器發現月壤、月岩中存在微量水，這是人類月球原位探測的重大發現，也讓月球上是否有水的爭議塵埃落定。
1
月球上是否有水？
這個問題已經爭論多年，“嫦娥五號”找到有水的最新證據
月球是距離地球最近的大型天體，古時候人類對月球有著美好的想象，編織出如夢似幻的神話故事。然而，天文學家早就發現月球是一個沒有大氣，遍佈隕石坑的“死星”。儘管如此，1952年氘的發現者、美國化學家哈羅德·尤里提出了月球上的永久陰影區可能存在水或類似的揮發性物質。
當時人類沒有能力探測和驗證這一推測，上世紀60—70年代的美蘇探月和登月競賽，為月球找水提供了可能。1969年，阿波羅11號載人飛船首次登月成功，但無論是月面儀器還是航天員帶回的樣品，都沒有發現月球有水的證據。一時間，月球是乾燥無水的星球成為共識。
這一時期，蘇聯透過“月球16號”“月球20號”和“月球24號”3次成功的取樣返回探測任務，採回了約300克月壤月岩樣品。蘇聯科研人員透過分析月壤樣品發現，月壤中存在微量的水。
事實上，“阿波羅”登月取回的樣品也有類似發現，但美蘇檢測到月壤中水的含量都很低，更重要的是，都無法排除月壤返回地面後接觸水蒸氣的可能性，也就導致不能肯定地宣佈月球上有水存在。
隨著遙感技術的進步，以及上世紀90年代月球探測的回潮，月球找水進入新階段。1994年，美國科研人員透過克萊門汀探測器的雷達對月球兩極進行了探測，發現疑似冰存在的證據。1998年，美國“月球勘探者號”透過伽馬射線儀和中子頻譜儀，探測到月球極區富含氫元素，為水的存在提供了旁證。
隨後，各國加大探測力度，美國月球勘測軌道飛行器用更靈敏的種子探測器和萊曼-α探測器，在月球南極環形山中探測到水和羥基訊號。印度“月船一號”上的M3探測器也在月球極區發現了羥基訊號。2009年，美國使用LCROSS探測器撞擊月球，攜帶的紅外和紫外分光計發現了水和羥基訊號。然而，3微米的紅外波段不能區分水和羥基，無法作為不可辯駁的證據。
實際上，月球上的水不止存在於永久陰影區。2020年，美國宇航局宣佈，SOFIA在2018年8月的飛行觀測中，發現月球南部克拉維烏斯環形山附近有6毫米紅外輻射。SOFIA是一個攜帶2。5米望遠鏡的波音747飛機，而6毫米紅外光是水分子受熱振動產生的，這個發現證明月球表面存在水分子而不僅是羥基。
不過，月球有水的最新證據，是來自“嫦娥五號”。“嫦娥五號”對月壤進行原位探測，估算出了月壤含水約為120ppm，月岩含水量約180ppm，這是人類首次透過原位探測證明月球有水，算是實錘了月球有水存在的證據。
2
月球的水來自哪裡？
3種不同說法：太陽風吹來的、彗星撞來的、月岩本身含水
月面白天溫度最高可達160℃，夜間最低能降到零下180℃。在這樣嚴酷的環境下，液態水早就蒸發殆盡。那麼，月球上的水到底來自哪裡呢？
目前，科研人員對月球上水的來源提出了3種不同說法：
第一種推測，月面的水是太陽風吹來的。太陽風不僅會吹走火星大氣，它也含有大量的氫，當太陽風吹到月球表面時，太陽風中的氫和月壤礦物中的氧結合形成羥基甚至水分子，並在月壤中儲存下來。科研人員認為，月壤中大部分的水是太陽風吹來的。
第二種假說，月面的水是彗星撞來的。來自外太陽系的彗星含有大量的水冰，它們進入內太陽系在陽光照耀下揮發，但也有些彗星撞擊到月球，帶來寶貴的水。彗星撞擊時絕大部分的水都蒸發逃逸不復存在，但也可能有一部分水滲入月壤，儲存下來成為月壤中的水。
第三種猜測，月球岩石本身就含有水。固態星球礦物含水本就順理成章，以近期湯加火山大噴發為例，火山噴發的氣體中絕大多數都是水蒸氣。科研人員在“阿波羅”取回的月球樣品中，發現部分礦物中含有極少的水，可以支援這個猜測，而“嫦娥五號”發現月岩含水量遠高於月壤，尤其是它探測的那塊月岩，本身形成於月球深處，是隕石撞擊濺射出來的，這為月球水的內生說提供了有力證據。
根據“嫦娥五號”的探測分析結果，月壤中的水絕大部分是太陽風貢獻的，而月岩的水多數應該是岩漿凝固前就有的。
3
水的含量有多少？
1噸月岩中只有180克水，還不到地球沙漠含水量的1/10
首先我們要知道，月球上並沒有直接發現遊離的液態水或冰，甚至沒有發現主要成分是羥基的礦物，無論是遙感還是原位探測，月球上的水是透過水分子和羥基的紅外訊號，折算出來的含水量，這些“水”很可能是月球礦物晶格中的結晶水和結構水，或以其他詭異的狀態苟延殘喘。
美國的SOFIA發現，克拉維烏斯環形山附近的水濃度為100—400ppm，也就是每噸月壤含有100—400克水。
而“嫦娥五號”對月壤進行原位探測，估算出了月壤含水約為120ppm，月岩含水量約180ppm。更進一步說，月球表面的含水量是微乎其微的，月岩180ppm的含水量相當於1噸月岩中只有180克水，這點水不要說和大多數地球土壤相比，就是和乾燥的沙漠對比都少得可憐。沙漠中沙子的含水量每噸一般在2公斤到十幾公斤，而月壤中的水不到地球沙漠含水量的1/10。
4
如何開採利用？
人類要利用月球上的水，還得深入月球南北極的永久陰影區
目前，月球有水，還只是對水分子甚至羥基進行光譜探測的結果，最多隻能證明月球表面存在水分子，要說存在水蒸氣、水冰，甚至是液態水等貨真價實的遊離水，仍然有待發現。
水是生命之源，雖然科學探測發現月球上有水，但在嚴酷的環境下月球無法誕生生命。即使如此，水的存在也讓月球成為了一個別具吸引力的地方。很多人甚至一些科研人員寫的論文都在大膽暢想，如果能有效開採和利用月球上的水，將能幫助航天員維持在月球上的活動，甚至製取氫氧推進劑，服務載人登陸火星的計劃。
美國商業公司表示，要利用月球上的水製取推進劑，為深空探測器、載人飛船和靜止軌道衛星補加推進劑，讓月球上的水成為有利可圖的資源。
儘管如此，美國SOFIA和“嫦娥五號”對月面探測找水的結果，都表明月面的水含量太低，直接從月壤製取水的難度和成本太高，至少在月球探測和開發初期是缺乏經濟價值的。
另外，目前的遙感探測表明，月球兩極的永久陰影區應該存在豐富的水資源。雖然月球極區存在水冰或富含揮發水的礦物，還只是根據遙感探測資料的合理猜測，但月球基地永久陰影區的含水量要比SOFIA和“嫦娥五號”探測的月面中低緯度地區高很多。
暴露在陽光下的月壤、月岩中存在水，固然是科學上的重大發現，但在工程上尤其是人類未來建設月球基地，甚至是月面製取推進劑，這麼低的含水量顯然缺乏實用價值，因此，人類要利用月球上的水，還得深入月球南北極的永久陰影區。
未來，我國“嫦娥七號”將攜帶飛躍探測器，對月球極區隕石坑的陰影區進行原位探測，我們期待它帶來更勁爆的好訊息。
5
月球上的水能喝嗎？
透過多重手段，日後在月球上飲用月球上的水是有可能的
人類移民月球，想要長期在月球上生活，就需要各類資源，特別是水資源，如果月球上沒有可供人類使用的水，那麼，從地球往來運輸水等各類資源去月球，也並不現實。
月球上的水，是否像地球上的水一樣，是可以供人類飲用的呢？研究者表示，月球上的水資源，主要用來在月球上生產氫燃料，之後將月球改造成可供人類進行資源補給的“太空中轉站”。
當然，如果檢測沒有問題，而且可以透過多重過濾等手段，將月球上的水加以利用，人類日後在月球上飲用月球上的水，也是完全有可能的。不過，這個前提是需要在月球上建造和地球一樣的水迴圈系統。
綜合《中國航天報》、央視新聞等
