嫦娥五号发现月壤中含有水分
嫦娥五号发现月壤中含有水分，基于嫦娥五号携带的设备，中科院地质与地球物理研究所等单位的研究人员首次获得了月表原位条件下的水含量。嫦娥五号发现月壤中含有水分。
根据俄罗斯卫星通讯社1月9日的报道称，我国中科院地质与地球物理研究所日前发布了一篇研究论文，专家发现1吨月壤含有约120克的“水”。专家指出，这种“水”并不是我们可以直接饮用的水，只有经过转化之后，这种“水”才会变成我们日常所见到的水。消息人士称，嫦娥五号从月球带回的月壤，为我国科学家研究月球情况提供了便利，我国科学家已经发表了多篇具有重要意义的论文，我们在月壤研究领域成功迈上了几个台阶。欧美国家对于我国的研究成果十分的好奇，不少国家甚至要求我国分享研究数据。
嫦娥五号携带的“光谱分析仪”对月球表面原位条件下的水含量情况进行了探测，探测发现月壤虽然含有“水”，但是其含水量仅为每吨120克，而且这种水只是水分子或羟基，只有通过转化，这些“水”才能变成我们饮用水的状态。知情人士称，各国对于月壤是否含水的问题已经争论了很多年的时间，美国“阿波罗”计划带回的月壤因为很干，所以美国科学家认为月球不存在水，而前苏联在1978年的测试中发现月球含有微量的水资源。
雷达技术发展之后，科学家开始使用雷达对月球两极进行探测，他们发现月球确实存在水资源，水资源的含量随着维度的增加而增多。不过，这些国家的探测都是远距离的，他们从没有在月球表面进行探测过，而我国嫦娥五号配备的光谱分析仪，近距离的对月球表面的情况进行了探测，并且得出了月壤含“水”的结论。我国专家指出，水分子与羟基成为水的方式不同，前者只需要加热，而后者需要高温才能析出，使用月球光谱遥感数据波段技术是无法区分月壤中是水分子还是羟基的。
西方国家总想要“空手套白狼”获得我国对月球的研究数据，而且以美国为首的一些国家还恬不知耻的表示，分享数据有利于国际太空技术的发展。西方国家虽然早就开启了月球领域的探索，但他们从没有主动分享过自己的探索数据和研究数据，美国更是将这些数据保密，唯恐别人知道自己所获得的信息。如今，西方却要求我国分享数据，可见这些西方国家是多么的贪婪与无耻。
此前，美国曾提出与我国进行合作，当时我国也为美国提供了一些数据信息，但美国拿到这些信息之后立刻切断了与我们的联系，甚至他们还使用手段，阻止我国代表参加在美国举行的国际宇航大会。专家指出，西方想要得到我们掌握的数据是可以的，但他们必须分享自己掌握的数据信息，这样才公平。
基于嫦娥五号携带的“月球矿物光谱仪”探测的数据，中科院地质与地球物理研究所等单位的研究人员首次获得了月表原位条件下的水含量。他们发现，嫦娥五号采样区的水含量在120 ppm（百万分之一）以下，而从别的地方溅射到采样区的更古老岩石中的水含量约为180 ppm。这就相当于1吨月壤中大约有120克水，1吨岩石中大约有180克水。相关研究成果1月8日在线发表于《科学-进展》。
嫦娥五号采样区背景图和水含量。研究团队供图
需要说明的是，“光谱仪所探测到的‘水’是指矿物里的水分子或者羟基，在一定条件下才能转化为我们喝的水。”论文第一作者、中科院地质地球所副研究员林红磊解释道。
争论半个世纪
月球有水才等到“实锤”
月球上到底有没有水？这个问题不仅大众好奇，科学家也想知道答案。
早在1952年，美国化学家哈罗德·尤里大胆猜测月球上太阳永远无法照射到的洼地中可能存在像水一样的挥发性物质。
1969至1972年，美国阿波罗任务从月球采集了大量的样品并返回地球，终于让人们有机会直接测量月球上是否有水，但遗憾的是，月壤很干，宇航员留在月球表面探测大气的仪器也无法探测到水。这似乎让“月亮是干的”成为了一个事实。
然而，即使苏联科学家在1978年从“月球24号”任务采集的样品中测量到了微量水，但这一结果并没有被重视。
直到1994年“克莱门汀”任务实施前，对月球水的研究一直处在停滞阶段。
2009年，有了不一样的发现。印度“月船一号”搭载的月球矿物绘图光谱仪发现在月球上水随处可见，水含量随纬度的增加而增加。
“这一探测结果使科学家极为兴奋，这也许是很多人第一次意识到月球上有水。”林红磊说，这里的“水”是指水分子或者羟基。
此后，前往土星探测器“卡西尼号”、前往彗星的探测器“深度撞击号（Deep Impact）”、“月球观测和传感卫星(LCROSS)”等都用光谱仪的探测“实锤”月球上确实存在水。
总之，经过半个多世纪的争论和探测，各种“实锤”证据让人们相信了月球上是有水存在的，但仍然没有在月表原位进行过水的探测！
嫦娥五号探测器携带了月球矿物光谱分析仪，在采样过程中获取了月表的光谱。林红磊说，这些数据让我们第一次有机会在月表近距离、高分辨地探测水的信号。
和普遍意义上的液态水不同，光谱仪在月面探测到的“水”都藏在岩石中，水分子代表稍微加热就可以跑出来的“结合水”，羟基则代表需要较高温度才能析出的“结构水”。
月壤中的水绝大部分是太阳风的贡献
嫦娥五号光谱仪对采样区约2米见方的区域进行了光谱观测，观测对象除了月壤之外还有一块没有带回来的岩石。
数据分析结果表明，嫦娥五号采样区的水含量在120 ppm以下，而岩石中的水含量约为180 ppm。“相当于1吨月壤中大约有120克水，1吨岩石中大约有180克水。”林红磊解释道。
那么，这些水又是从哪里来的呢？
结合样品分析，月壤中的水绝大部分是太阳风的贡献。
论文通讯作者之一、地质地球所研究员林杨挺说，太阳风里有很多氢，轰到月面与月壤里的氧结合形成了羟基或者水分子。
和月壤中120ppm水含量相比，岩石中仍多出来60ppm的水，多出来的水又来自哪里？科研人员推测岩石是来自于比嫦娥五号着陆点本地玄武岩更古老的区域，多出来的水可能代表了月球内部水。“而月壤中的含水量较低，可能是嫦娥五号着陆区月幔较干或经历了大量脱气的过程，这与风暴洋地区长期的火山喷发是一致的。”林红磊说。
不久前，中科院地质地球所的科研团队在《自然》上同时发表三篇论文。其中一篇论文报道了基于纳米离子探针分析技术对月球内部水的探测结果，确定嫦娥五号着陆区月幔源区非常“干”，推测原因之一可能就是由于风暴洋地区长期的火山喷发造成强烈脱气的结果。
林红磊介绍，嫦娥五号是目前唯一一次既返回样品又获取到月表原位光谱的任务，样品能够详细分析水在月壤颗粒中的分布、存在形式，并可利用同位素示踪来源，而原位光谱可以与轨道遥感建立联系，能够研究月表水的全球性分布和时间变化特征。
月表水的'分布可能与纬度高度相关，嫦娥五号是目前返回样品中纬度最高的，这对研究月表水的分布及来源具有重要意义。林杨挺表示，嫦娥六号、嫦娥七号未来将在原位和轨道尺度继续探测月表水的含量、分布，本研究成果也将为嫦娥六号、嫦娥七号的科学目标实现提供支撑。
月球上有水吗？来自嫦娥五号探测数据的最新研究显示，1吨月壤中大概约有120克“水”。
1月8日，由中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）行星科学团队与上海技术物理研究所、国家空间科学中心，以及南京大学、美国夏威夷大学等多家科研机构合作完成的研究论文在《科学进展》上发表。这项研究利用嫦娥五号携带“月球矿物光谱分析仪”所探测的数据，首次获得了月表原位条件下的水含量。
需要解释的是，科学家研究的“水”并不是人们喝的“水”。“光谱仪所探测到的‘水’指矿物里的水分子或者羟基，在一定条件下才能转化为我们喝的水。”论文第一作者、地质地球所副研究员林红磊告诉《中国科学报》。
半个世纪的争论
一直以来，“月球上到底有没有水”都是人们仰望星空时想探究的问题之一，而关于这个问题的科学争论已持续了半个多世纪。早在1952年，氘的发现者、美国化学家哈罗德·尤里大胆猜测，月球上太阳永远无法照射到的洼地中可能存在像水一样的挥发性物质。
1969年至1972年，美国“阿波罗”计划给了宇航员“眼见为实”的机会。遗憾的是，在实验室里测量他们带回来的样品发现月壤很干，留在月球表面探测大气的仪器也并没有探测到水汽。从此，“月球是干的”几乎成为人们的共识。
林红磊介绍，即使是1978年苏联科学家在“月球24号”任务采集的样品中测量到了微量水，仍然没有引起科学家的重视，对月球水的研究停滞了很长一段时间。
20世纪90年代，新探测技术的出现才掀起月球水研究热潮。首先是雷达技术，1994年美国科学家在“克莱门汀”任务中利用雷达技术对月球两极进行探测，证实此前哈罗德·尤里的猜想。1998年，美国“月球勘探者号”携带一台中子谱仪探测到了大量氢，估计月球极区可能存在水，多达数亿吨。
进入21世纪，光谱仪探测成为更加先进的方式。2009年，印度“月船一号”搭载的月球矿物绘图光谱仪发现在月球上水随处可见，水含量随纬度的增加而增加。“这一探测结果让很多人第一次意识到‘哦！月球上居然有水’。”论文通讯作者之一、中国科学院国家空间科学中心研究员刘洋表示。
此后，前往土星的探测器“卡西尼号”、前往彗星的探测器“深度撞击号”、“月球观测和传感卫星”等都用光谱仪的探测确认月球上确实存在水。
带着光谱仪“出野外”
前述来自光谱仪的数据都是从距离月面遥远的月球上空观测到的证据，人类还从来没有在月球表面原位直接进行过水的探测。
2020年12月1日，嫦娥五号探测器在月球风暴洋北部地区着陆，随后带回1731克月球样品。月球矿物光谱分析仪获取了月表的光谱数据。用林红磊的话说：“这像是在月球上出了一次‘野外’，第一次有机会在月表近距离、高分辨地探测水的信号。”
实际上，光谱仪是靠发现羟基或者水分子的明显吸收特征来测量水。“通过分析3微米附近的光谱特征，就可以识别月表水并获得水含量。”嫦娥五号光谱仪设计者、中国科学院上海技术物理研究所研究员何志平介绍。
和普遍意义上的液态水不同，光谱仪在月面探测到的“水”都藏在岩石中，水分子代表稍微加热就可以跑出来的“结合水”，羟基则代表需要较高温度才能析出的“结构水”。而目前获得的月球光谱遥感数据波段覆盖范围还无法区分这两种存在形式。
为获得更准确的数据，科研人员对光谱仪进行了热校正。“月表温度在当地正午甚至会超过100摄氏度，高温使月壤产生的热辐射改变光谱形态，掩盖水的特征，因此对光谱进行热校正是研究月表水的关键。”林红磊说。
嫦娥五号光谱仪对采样区约2米见方的区域进行了光谱观测，观测对象除了月壤之外还有一块没有带回来的岩石。数据分析结果为月球上真的存在水增加了新的确凿证据：嫦娥五号采样区的水含量在120ppm（百万分之120）以下，而岩石中的水含量约为180ppm。“相当于1吨月壤中大约有120克水，1吨岩石中大约有180克水。”刘洋介绍。
月球“水”事待续
科研人员分析，月壤中的水绝大部分源自太阳风“带货”。“太阳风里有很多氢，轰到月面与月壤里的氧结合形成了羟基或者水分子。”论文通讯作者之一、地质地球所研究员林杨挺告诉《中国科学报》。
和月壤中120ppm水含量相比，岩石中多出来60ppm的水，多出来的水又来自哪里？科研人员推测岩石来自比嫦娥五号着陆点本地玄武岩更古老的区域，多出来的水可能代表了月球内部水。
不久前，地质地球所的科研团队在《自然》上同时发表3篇论文。其中一篇论文报道了基于纳米离子探针分析技术对月球内部水的探测结果，确定嫦娥五号着陆区月幔源区非常“干”，推测原因之一是风暴洋地区长期的火山喷发造成强烈脱气的结果。
林杨挺介绍，嫦娥六号、嫦娥七号将在原位和轨道尺度继续探测月表水的含量、分布，这项研究成果也将为嫦娥六号、嫦娥七号的科学目标实现提供支撑。嫦娥五号是目前唯一一次既返回样品又获取到月表原位光谱的任务。其样品能够详细分析水在月壤颗粒中的分布、存在形式，并可利用同位素示踪来源。而原位光谱可以与轨道遥感建立联系，研究月表水的全球性分布和时间变化特征。
月球水研究远未结束。在科研人员看来，证实月球上存在水并估算水量，对“月球村”“月球科研站”的规划和建设至关重要。
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