论文部分内容阅读
水，又是水。
美国航天局2020年10月26日发表公报称：“平流层红外天文台（SOFIA）”首次在月球的太阳照射面发现了水。
似乎探索地外的空间，和沙漠旅行有了一个共同点。人类只要在这样的环境里，要做的第一件事儿都是——找水！地球本来就是个“水球”，水资源已经极为丰沛，人类为什么还要舍近求远，到太空找水呢？
“月球水”到底是什么水？
1969年“阿波罗号”首次“造访”月球之后，这个神话里气质高冷的星球，又添上了“极度干燥”的关键词。不论是“外貌”，还是“阿波罗号”带回来的标本，人类初识的月球看起来都“毫无水分”。
看起来月球没水，那么可以进行下一个研究了么？
不可以。
过去了51年，普通人都快能退休了，人类还在和“月球水”死磕。“球”不可貌相，干燥只是“月球水”的保护色。月球没水？人类不信。
“目测”看不出，“切片”也不行，那就“扫描”继续找！2009年，NASA在“扫描”月球的过程中检测到了3微米红外波段的信号，终于给“月球有水”一个还算可信的论据。然而进度条告诉我们，关于“月球水”的故事并没有结束。
上面说到的3微米红外波段的信号，并不是水的“绝活儿”。能符合这一条件的，一种可能性是水，另一种则是羟基。如何排除羟基这个干扰因素，就成了探索“月球水”的下一步目标。
在新一次的“扫描”中，NASA决定检测6微米红外波段信号，这一红外波段信号，只有可能是两个氢原子和一个氧原子产生的。这一次，他们收到了清晰的反馈，“月球有水”终于成了一个真命题。
确定“有水”，就要“找水”。下一个问题出现了，月球的水都在哪儿呢？
作为卫星，月球在地球面前确实是个“弟弟”，不过这个面积还没有亚洲大的地盘儿却并不好走。中国2016年发射的“玉兔号”月球车，也只在这里走了100米。在月球找水，“遍地开花”的模式显然行不通。
月球找水，需要“画个圈”。根据研究人员测算，能够检测到6微米红外波段信号的“有反应区”，如南半球高纬度地区，就是月球“蓄水”的地方。同时，“月球水”也不是常规的液态水。在温差巨大的环境中，普通的水根本“留不住”。研究团队认为，通过各种高效过程产生或被捕获的水，可能被月球表面的玻璃或是晶粒保护起来，储存在月球两极或大或小冷阱里。这些月球上的“蓄水池”，总面积大约有4万平方千米。这些被流星撞击或太阳风携带而来的水分子“埋藏”很浅，分离利用的难度大大降低，月球上有水且储量不低，在未来的探测任务中，这些潜在的水，完全可能被人类“抓个正着”。
基于这项发现，NASA计划2022年年底在月球南极部署一辆月球车，以探明当地水冰的分布与含量。
外星水更香？
地球水，数量多，质量还好。尽管这样，人类还是执着寻找“外星水”。“外星水”咋这么香？
和地球一样，人类体内70%都是水，想活着，水和空气缺一不可。常识告诉我们，水经过电解，可以变成氢气和氧气。也就是说，有了水=能喝 能呼吸，人类在这个地方活着，就成为可能。有了这个先决条件，在此处搭建适合人类生存的地外空间也就成为可能。
除了维持生命，构成水的“哼哈二将”——氢和氧，还有更多用处。
氧可以用来进行简单的化学反应，方便提取其他资源；氢和氧还能以液态的形式成为火箭燃料，加之月球的低重力环境，发射航天器能耗远低于地球，已经确定有水的月球，可能成为人类发射航天器的新基地和探索宇宙的燃料补给基地。
这个道理同样适用于其他星球的探索。无论是同属“太阳系行星小分队”的火星、土星，或是已经拥有地下海洋的木卫二、木卫三、木卫四、土卫六、土卫二和海卫一，还是处在天蝎座的三颗“超级地球”，都可能是人类寻找“外星水”的目标星球。
地球之外，宇宙处处可安家？既然“外星水”能为人类就地解决“粮草”和“辎重”的双重问题，是不是只要有水的星球，就能成为人类的新家呢？以月球为例：美国计划2022年建立的月球空间站，并在21世纪末建立永久的人类存在。这可能成为新的“人类一大步”，也将是人类长居月球的一个尝试。
要想去月球定居，第一步要解决的就是交通问题。现在航天器成功登陆月球的国家只有美国、苏联和中国。不仅技术门槛特别高，“飞船票价”也价格不菲。50年前，“阿波罗号”可是烧掉了美国数十亿美元预算。利用太空电梯“运人”的设想，因为目前碳纳米管只能做到几厘米长，所以还只能是个设想。
交通问题至少已经看到了曙光，但人类千方百计上月球总不至于只为了打个来回。要生存，吃喝拉撒就是个大问题。科学界认为，月球水和月壤分解带来的水和氧气，足够维持人类正常生活，对排泄物的循环处理也可以作为日常用水的有效补充。近年来太空食品种类大大丰富，已经达到百种之多。中国的月球“小花园”、美国生物学教授提出的“月球温室”等都能解决人类的饮食问题。
这样看起来，离得近又足够熟悉的月球很快就能成为人类的第一个太空移居星球吧？不，没那么简单。
首先，月球缺乏一个环绕全球的“保护罩”。太阳风“吹”到地球时，因为地球磁场的影响，太阳风的方向会发生偏转，不会对地球及地球生物造成危害。月球也有磁场，但是并不“团结”，月球磁场只在“有铁”的地方存在。同样的太阳风来到月球，有磁场的地方就“反弹”了这一波伤害，没磁场的地方只能默默承受，如果移居月球后人类不能打造一个人工磁场，再加上极容易引起过敏、增加癌变风险的月壤的影响，“月亮之上”的居民就可以不用出门了。
此外，月球常年处于“震动模式”。月球上很可能频繁发生地震，有时甚至可以持续数小时。和地球的自转周期不同，月球自转一次要27.32天，在月亮的“白天”，月球温度能高达120℃，而到了持续14天的“黑夜”，月球气温又会降到零下200℃左右。这种极昼极夜漫长交替、温差巨大又“好动”的星球，真的能让人类“安居”么？
月球尚且如此，太阳系中离我们更远、了解程度更低的星球，在现有条件下显然不能成为人类移居的“新大陆”。探索宇宙并不是“有水万事足”，但是有水，还是为人类提供了一种纵深探索宇宙的可能。借由水的助力，人类可能就此展开宜居星球的改造，也将会借助这个“驿站”奔向更广袤的宇宙。
延伸阅读：
科学家们认为人类注定要走向太空，而在发展过程中，资源问题同样需要得到解决。有很大一部分科学家认为，水资源在未来会扮演类似于石油的角色，我们需要做的就是不断开发新的技术，从而更快、更好地为未来的太空移民提供支持。
在此之前，科学家们已经发现月球和火星表面存在水冰，然而由于特殊的天体环境，人类想要开采水资源并且加以利用的难度较大。但是我们必须克服相关困难，于是有科学家认为，我们可以通过太阳能及相关装置来融化水冰，从而为人类移民提供源源不断的资源支持。
还有的科学家提出计划，试图捕获小行星，然后利用特殊的罩子对它集中辐射，从而使其表面的岩石剥落，水冰会因此迅速蒸發，遇到罩子后又会凝聚起来，最后进入收集装置。
水资源对人类而言至关重要，如果可以实现移民太空的目标，开采水资源也成为我们必须进行的阶段。在相关技术尚未成熟之前，即便失败也不应气馁，毕竟我们还有漫长的时光可以慢慢探索，总有一天能够实现相关目标。
美国航天局2020年10月26日发表公报称：“平流层红外天文台（SOFIA）”首次在月球的太阳照射面发现了水。
似乎探索地外的空间，和沙漠旅行有了一个共同点。人类只要在这样的环境里，要做的第一件事儿都是——找水！地球本来就是个“水球”，水资源已经极为丰沛，人类为什么还要舍近求远，到太空找水呢？
“月球水”到底是什么水？
1969年“阿波罗号”首次“造访”月球之后，这个神话里气质高冷的星球，又添上了“极度干燥”的关键词。不论是“外貌”，还是“阿波罗号”带回来的标本，人类初识的月球看起来都“毫无水分”。
看起来月球没水，那么可以进行下一个研究了么？
不可以。
过去了51年，普通人都快能退休了，人类还在和“月球水”死磕。“球”不可貌相，干燥只是“月球水”的保护色。月球没水？人类不信。
“目测”看不出，“切片”也不行，那就“扫描”继续找！2009年，NASA在“扫描”月球的过程中检测到了3微米红外波段的信号，终于给“月球有水”一个还算可信的论据。然而进度条告诉我们，关于“月球水”的故事并没有结束。
上面说到的3微米红外波段的信号，并不是水的“绝活儿”。能符合这一条件的，一种可能性是水，另一种则是羟基。如何排除羟基这个干扰因素，就成了探索“月球水”的下一步目标。
在新一次的“扫描”中，NASA决定检测6微米红外波段信号，这一红外波段信号，只有可能是两个氢原子和一个氧原子产生的。这一次，他们收到了清晰的反馈，“月球有水”终于成了一个真命题。
确定“有水”，就要“找水”。下一个问题出现了，月球的水都在哪儿呢？
作为卫星，月球在地球面前确实是个“弟弟”，不过这个面积还没有亚洲大的地盘儿却并不好走。中国2016年发射的“玉兔号”月球车，也只在这里走了100米。在月球找水，“遍地开花”的模式显然行不通。
月球找水，需要“画个圈”。根据研究人员测算，能够检测到6微米红外波段信号的“有反应区”，如南半球高纬度地区，就是月球“蓄水”的地方。同时，“月球水”也不是常规的液态水。在温差巨大的环境中，普通的水根本“留不住”。研究团队认为，通过各种高效过程产生或被捕获的水，可能被月球表面的玻璃或是晶粒保护起来，储存在月球两极或大或小冷阱里。这些月球上的“蓄水池”，总面积大约有4万平方千米。这些被流星撞击或太阳风携带而来的水分子“埋藏”很浅，分离利用的难度大大降低，月球上有水且储量不低，在未来的探测任务中，这些潜在的水，完全可能被人类“抓个正着”。
基于这项发现，NASA计划2022年年底在月球南极部署一辆月球车，以探明当地水冰的分布与含量。
外星水更香？
地球水，数量多，质量还好。尽管这样，人类还是执着寻找“外星水”。“外星水”咋这么香？
和地球一样，人类体内70%都是水，想活着，水和空气缺一不可。常识告诉我们，水经过电解，可以变成氢气和氧气。也就是说，有了水=能喝 能呼吸，人类在这个地方活着，就成为可能。有了这个先决条件，在此处搭建适合人类生存的地外空间也就成为可能。
除了维持生命，构成水的“哼哈二将”——氢和氧，还有更多用处。
氧可以用来进行简单的化学反应，方便提取其他资源；氢和氧还能以液态的形式成为火箭燃料，加之月球的低重力环境，发射航天器能耗远低于地球，已经确定有水的月球，可能成为人类发射航天器的新基地和探索宇宙的燃料补给基地。
这个道理同样适用于其他星球的探索。无论是同属“太阳系行星小分队”的火星、土星，或是已经拥有地下海洋的木卫二、木卫三、木卫四、土卫六、土卫二和海卫一，还是处在天蝎座的三颗“超级地球”，都可能是人类寻找“外星水”的目标星球。
地球之外，宇宙处处可安家？既然“外星水”能为人类就地解决“粮草”和“辎重”的双重问题，是不是只要有水的星球，就能成为人类的新家呢？以月球为例：美国计划2022年建立的月球空间站，并在21世纪末建立永久的人类存在。这可能成为新的“人类一大步”，也将是人类长居月球的一个尝试。
要想去月球定居，第一步要解决的就是交通问题。现在航天器成功登陆月球的国家只有美国、苏联和中国。不仅技术门槛特别高，“飞船票价”也价格不菲。50年前，“阿波罗号”可是烧掉了美国数十亿美元预算。利用太空电梯“运人”的设想，因为目前碳纳米管只能做到几厘米长，所以还只能是个设想。
交通问题至少已经看到了曙光，但人类千方百计上月球总不至于只为了打个来回。要生存，吃喝拉撒就是个大问题。科学界认为，月球水和月壤分解带来的水和氧气，足够维持人类正常生活，对排泄物的循环处理也可以作为日常用水的有效补充。近年来太空食品种类大大丰富，已经达到百种之多。中国的月球“小花园”、美国生物学教授提出的“月球温室”等都能解决人类的饮食问题。
这样看起来，离得近又足够熟悉的月球很快就能成为人类的第一个太空移居星球吧？不，没那么简单。
首先，月球缺乏一个环绕全球的“保护罩”。太阳风“吹”到地球时，因为地球磁场的影响，太阳风的方向会发生偏转，不会对地球及地球生物造成危害。月球也有磁场，但是并不“团结”，月球磁场只在“有铁”的地方存在。同样的太阳风来到月球，有磁场的地方就“反弹”了这一波伤害，没磁场的地方只能默默承受，如果移居月球后人类不能打造一个人工磁场，再加上极容易引起过敏、增加癌变风险的月壤的影响，“月亮之上”的居民就可以不用出门了。
此外，月球常年处于“震动模式”。月球上很可能频繁发生地震，有时甚至可以持续数小时。和地球的自转周期不同，月球自转一次要27.32天，在月亮的“白天”，月球温度能高达120℃，而到了持续14天的“黑夜”，月球气温又会降到零下200℃左右。这种极昼极夜漫长交替、温差巨大又“好动”的星球，真的能让人类“安居”么？
月球尚且如此，太阳系中离我们更远、了解程度更低的星球，在现有条件下显然不能成为人类移居的“新大陆”。探索宇宙并不是“有水万事足”，但是有水，还是为人类提供了一种纵深探索宇宙的可能。借由水的助力，人类可能就此展开宜居星球的改造，也将会借助这个“驿站”奔向更广袤的宇宙。
延伸阅读：
科学家们认为人类注定要走向太空，而在发展过程中，资源问题同样需要得到解决。有很大一部分科学家认为，水资源在未来会扮演类似于石油的角色，我们需要做的就是不断开发新的技术，从而更快、更好地为未来的太空移民提供支持。
在此之前，科学家们已经发现月球和火星表面存在水冰，然而由于特殊的天体环境，人类想要开采水资源并且加以利用的难度较大。但是我们必须克服相关困难，于是有科学家认为，我们可以通过太阳能及相关装置来融化水冰，从而为人类移民提供源源不断的资源支持。
还有的科学家提出计划，试图捕获小行星，然后利用特殊的罩子对它集中辐射，从而使其表面的岩石剥落，水冰会因此迅速蒸發，遇到罩子后又会凝聚起来，最后进入收集装置。
水资源对人类而言至关重要，如果可以实现移民太空的目标，开采水资源也成为我们必须进行的阶段。在相关技术尚未成熟之前，即便失败也不应气馁，毕竟我们还有漫长的时光可以慢慢探索，总有一天能够实现相关目标。