近日，嫦娥四號(hào)正式著陸月球背面，軟著陸至月球背面南極-艾肯盆地的馮·卡門(mén)撞擊坑內(nèi)。月球背面那么大，嫦娥四號(hào)為何“安家”在月球南極？關(guān)于月球兩極，人類(lèi)了解有多深？

　　北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院郭弟均博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，月球兩極可能含有水冰，這是了解月球兩極最重要的意義。而嫦娥四號(hào)的軟著陸區(qū)位于月球最古老的南極-艾肯盆地內(nèi)，是認(rèn)識(shí)月球早期演化的重要線索。同時(shí)，月球南極區(qū)域大致位于月球三大地體的交界處，是認(rèn)識(shí)月球構(gòu)造格架的關(guān)鍵。

　　“相比月球其它區(qū)域，人類(lèi)對(duì)月球兩極的認(rèn)識(shí)還非常缺乏，尤其是光學(xué)特征方面，此外也沒(méi)有樣品資料。”郭弟均介紹，相比地球兩極，月球兩極永久陰影區(qū)溫度更低，沒(méi)有冰川和海洋，沒(méi)有生命，沒(méi)有磁場(chǎng)，除了可能存在水冰之外，表面主要是硅酸鹽礦物。

　　地球兩極冰雪覆蓋，月球兩極有冰嗎？

　　郭弟均表示，科學(xué)界目前為止發(fā)現(xiàn)了月球兩極存在水冰的一些證據(jù)，并形成初步認(rèn)識(shí)。

　　月球兩極存在水冰的假設(shè)，最早是1961年由加州理工大學(xué)教授Watson等人提出，后來(lái)在阿波羅探月采集的月球樣品中檢測(cè)出水存在的信號(hào)，但普遍認(rèn)為是由地球大氣中水汽污染導(dǎo)致。2009年美國(guó)發(fā)射LCROSS高速撞擊月球永久陰影區(qū)，探測(cè)撞擊形成的濺射物是否有水冰存在，僅觀測(cè)到可能有羥基存在的證據(jù)。其它探測(cè)到水存在的直接和間接證據(jù)則一直存在較大爭(zhēng)議，譬如雷達(dá)和中子譜儀數(shù)據(jù)。

　　“月球兩級(jí)的永久陰影區(qū)為水冰的穩(wěn)定存在提供了必要條件。”郭弟均說(shuō)，由于月球自轉(zhuǎn)軸幾乎垂直于太陽(yáng)光照射方向，月球兩極緊密分布的撞擊坑使得高程起伏大，因此，月球兩極存在永遠(yuǎn)無(wú)法接受太陽(yáng)光直接照射的區(qū)域，被稱(chēng)作永久陰影區(qū)，最新數(shù)據(jù)顯示，其面積在南北兩極分別達(dá)到約16055km2和12866km2，這里溫度極低，最低溫度可以達(dá)到-250攝氏度。

　　不過(guò)，水冰存在的形式和含量目前還有較大爭(zhēng)議，不同遙感數(shù)據(jù)、同一數(shù)據(jù)的解釋之間還存在著矛盾，尚未達(dá)成共識(shí)。

　　“如果月球存在水，或更廣義上的水，即羥基，其來(lái)源可能有幾種：彗星水、太陽(yáng)風(fēng)注入的水，以及火山噴發(fā)過(guò)程中脫氣作用所產(chǎn)生的巖漿水等。”郭弟均表示，對(duì)于月球兩極水的確認(rèn)還需要進(jìn)一步的探測(cè)，尤其是針對(duì)永久陰影區(qū)的著陸探測(cè)。

　　月球兩極適合建造月球基地嗎？

　　“在月球兩極建立月球基地的一個(gè)主要原因是永久陰影區(qū)可能有水，如果能夠確定水的存在，兩極將是建立月球基地的首選之地。”郭弟均說(shuō)。

　　2018年1月，媒體報(bào)道NASA在月球北極附近發(fā)現(xiàn)熔巖洞，或成月球基地理想選址。

　　郭弟均表示，熔巖洞表面有數(shù)十米的月殼層，提供了防止撞擊事件、宇宙射線輻射的天然保護(hù)殼，能保護(hù)基地和內(nèi)部工作人員的安全。另一方面，熔巖洞的特殊結(jié)構(gòu)使得內(nèi)部能夠維持較窄的溫度波動(dòng)范圍，相對(duì)于月表，其溫度條件更適宜建立月球基地。

　　然而，建立月球基地需要投入大量尖端技術(shù)，尤其是兩極的極端溫度環(huán)境，需要更苛刻的工程技術(shù)手段和創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。

　　在完成登月以前，人類(lèi)了解月球兩極主要依賴(lài)遙感探測(cè)和模型模擬。人類(lèi)登上月球兩極之后，可以實(shí)地測(cè)量月表物理、化學(xué)性質(zhì)和空間環(huán)境，此外可以采集兩極樣品。

　　郭弟均認(rèn)為，探索兩極主要難點(diǎn)包括光照條件差，難以進(jìn)行光學(xué)探測(cè)；兩極溫度低，對(duì)著陸器和巡視器要求很高；地形復(fù)雜，起伏較大以及測(cè)控要求高。（記者 唐 芳）

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責(zé)任編輯： 韓家慧