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即使没水,月球基地照样要建
来源:文汇报  /  录入时间:2009-10-12  /  点击数:1594

        北京时间10月9日19点33分,美国太空总署(NASA)用一支火箭和一颗小卫星,对月球南极的一个永久阴影区进行了两次连续撞击,求证月球上是否存在水冰。但令大家失望的是,撞击时并未如NASA所预期,传回实时图像。

  虽然NASA表示,已经收到相关数据,只是需要几周时间处理,结果将于12月公布;但由于不曾“目击”实时景象,从公众到科学家,都对NASA提出了不少质疑。为此,记者采访了我国探月工程首席科学家、中科院院士欧阳自远先生。

  巧妙、聪明、有创意的撞击

  “我觉得这次撞击设计得非常有创意,很聪明、很巧妙!”观看了撞击直播的欧阳院士,评价很高。

  首先,撞击点选择在月球上为数不多的“永久阴影区”,只有那里才可能存在水冰。欧阳院士说,月球上没有大气层,属于超高真空状态,只要能照射到太阳的地方,温度就会达到110℃-130℃,水和水冰早就蒸发得一干二净。所以,月球上唯一可能保存水的地方,就是永远照不到太阳的地方――环形撞击深坑的中央洼地。这些洼地就像地球上的深山谷底,由于四周的高山遮住了阳光,终年处在阴影中,温度常年保持在-180℃到-240℃,水冰可在此保存几十亿年。“特别是在月球的南北极,太阳照射角度很低,坑四周的影子很长,能形成面积较大的永久阴影区。”这次NASA选择的,正是月球南极的一个直径97公里的撞击坑。

  撞击月球,怎么能得知是否有水?原来,当半人马座火箭撞入深坑的永久阴影区时,会产生相当于1.5吨黄色炸药爆炸的威力,掀起大量灰尘,这时深藏其中的水冰也会因撞击所产生的巨大能量而化为水蒸汽,与灰尘一起腾起,紧随其后的小卫星LCROSS就能及时、近距离地抓拍下撞击尘埃的谱线并传回地球――如果有水的特征谱线存在,就可以证明月球上有水。LCROSS的随后一撞,将由哈勃望远镜和月球勘测轨道器(LRO)等太空设备拍摄下来。

  令人们失望的是,并未看到实时图像,很多天文爱好者也不曾观测到预想中“月球上扬起的高达几公里的羽状尘埃”。欧阳自远认为,即使没有看到实时图像,只要获得了相关数据,这次实验就应该说是成功的,而数据整理分析的确需要花几周时间。目前,观测太空的地面望远镜的最大分辨率为10公里,即使撞击扬起的尘埃有几公里高,地球上也难以辨识。“非但天文爱好者不可能看到,连美国的三大天文台的光学望远镜也无法看清。”

  就算有水,如何利用难题多多

  月球上是否有水?欧阳自远说,他非常希望月球上有水,甚至能有大量的水,但很可能事与愿违。

  早在1999年,NASA科学家就曾指挥“月球勘探者”月球卫星撞击了月球南极附近的舒梅克环形山――也是为了寻找水,但没找到。

  从已知的数据来看,月球上永久阴影区月壤中水冰的含量极小,甚至不足1%,也就是说,一公斤月壤中可能只含有几克水。永久阴影区内,到底有多少水冰,现在还是未知数。即使水冰数量足够多,如何把它们取出加以利用,在工程技术上也是道超乎想象的难题――因为要从-240℃左右、几公里深、伸手不见五指的深坑中,将水冰加热转化成水蒸汽,再收集利用。

  “如何让机器在-240℃这样的极端黑暗、严寒中运转,现在还无法办到。”欧阳自远说,“更不要说,要将月壤挖掘并堆积起来。还有,用什么装置加热?这个过程需要消耗多少能量?能源如何解决?运输问题又如何解决?”虽然月球上遍地都是氦3,但即使在地球上,熟练运用氦3获取能量、实现可控核聚变发电,至少还要过50年,这以后才谈得上在月球上用氦3获取能量。所以,现在媒体上议论纷纷,称“找到水就能建月球基地,可以解决宇航员和月球基地移民的饮用水和生活用水,还可以大量生产液氢和液氧等火箭燃料”等等,欧阳院士认为言之不确,“这只是炒作的说法,和实际情况并不相符。”

  “其实,无论在月球上是否找到水,人类都会上月球建立基地。”欧阳院士说,早在上世纪90年代,美国就提出重返月球、建立月球基地,当时根本不知道月球是否存在水。“如果有水,还能廉价取用,那当然好!”他说,“如果没有水,就想别的办法,月球没水不会成为人类建立月球基地的障碍。”

  他特别提到了仍在工作的月球勘测轨道器LRO。其实,LCROSS只是随LRO一起发射的一颗附属的卫星,而LRO肩负的使命更多:绕距离月面仅50公里的极低轨道,帮助美国宇航局勘测与绘制最精细的地形图、锁定载人登月的登陆点和建立月球基地的候选位置、寻找月球上的可利用资源、探测月球空间和表面的辐射环境以及示范新技术,等等。欧阳自远说:“这些科学探测目标都紧紧围绕载人登月和建立月球基地,这才是重头戏!”