忙碌的探测器可能会找到月球上的冰

　　撰文 马克·阿尔珀特(Mark Alpert)

    也许，未来的载人宇航探险将完全基于月球上的一片冰。两年来，美国宇航局(NASA)着力设计一种全新的载人航天器和发射系统，希望能够在2018年之前，将宇航员重新送上月球。美国宇航局的最终目标是建立永久性月球基地和使用程控技术，为人类登陆火星做准备。但是，这个重大的计划基于一个冒险的预言：美国宇航局将在月球两极某个处于永久阴影下的环形山盆地中发现冰。

    对移民月球者来说，大量的积冰是个福音——这意味着他们能够用水来维持生命，并将水转化为氢氧火箭燃料。20世纪90年代，克莱芒蒂娜号(Clementine，环月轨道探测器)和月球勘探者号(Lunar Prospector)两颗人造卫星探测月球时，发现了在极地永久性阴影地区存在冰的证据。在那里，永久性低温使彗星和陨星撞击月球时得到的水分保存了下来。但是，一些科学家对克莱芒蒂娜号探测到的雷达波数据还有争议。月球勘探者号观测到的反常中子辐射，有可能来自月球土壤中的氢??子，而不是冰。

    为了澄清这个问题，美国宇航局计划2008年发射环月球巡逻者号 (the Lunar Reconnaissance Orbiter，LRO)。这个在距离月面仅仅50公里高的极地轨道飞行, 造价4亿美元、重达1吨的探测器，使用高分辨率中子传感器来瞄准可疑冰堆积物，可以更准确地确定它们的位置。环月球巡逻者号携带一个辐射计，用来测量月球表面温度；一个紫外线探测器，用来窥探阴影中的环形山盆地；一个激光测高计和照相机，用来绘制极区地图并侦察可能的着陆点。

    但是，因为冰可能藏于月面之下，并且混入月球尘土，美国宇航局需要在月球上着陆一个能够挖掘和分析土壤样品的探测器。这个计划预计在2011年实现，但阴影区内无法利用太阳能运转仪器，将会是一个挑战。飞船可能会降落在一个有阳光的地点，然后发射一辆以电池为动力的探测车，进入黑暗的环形山，但是电池将很快耗尽。一台放射性同位素热发电机，可以利用钚元素衰变的热量提供电力，但是，美国宇航局倾向于否定这个选择，因为它非常昂贵，并容易引起争议。

    另一个正在考虑的方法，是发射一个探测器。它能够通过重新启动着陆火箭，在月球表面跳跃，将船体提升到着陆点之上100米的高度，然后，移动到环形山盆地内的另一处。它用这种方法来寻找冰。勘查多个地点至关重要，因为冰的分布可能并不均匀。不过，还有一个选择，从环形山边缘的登陆车，或轨道飞行器，向阴影盆地内的几个区域发射土壤探测仪。

    美国宇航局策略的主要潜在危机，是探测器没有发现冰，或者发现的冰源过于稀少而无法利用。小韦斯里·T·亨特里斯(Wesley T. Huntress, Jr.)是美国宇航局前科学主管，现在负责领导美国卡内基学院的地球物理实验室(the Carnegie Institution’s Geophysical Laboratory)。他说：“我有些担心他们计算的可利用水源过大。”如果从月球提取冰物质被证明不可行，那么，美国太空总署(Space Agency)可能不得不选择新的着陆地点和载人探索目标。不过，美国宇航局相信，自动飞船是有价值的，即使他们没有发现冰。自动月球探索计划的领导人马克?博尔科夫斯基(Mark Borkowski)说：“我们除了从这些实测中萃取科学之外别无它法。”　(译/张旭)