據(jù)美國(guó)宇航局網(wǎng)站報(bào)道，研究顯示月球南極沙克萊頓隕石坑坑壁物質(zhì)中最多有5%~10%是由水冰(由水或融水在低溫下固結(jié)的冰)組成的。

    雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示沙克萊頓隕石坑內(nèi)部可能存在水冰

     科學(xué)家們使用美國(guó)宇航局月球勘測(cè)軌道器(LRO)上搭載的微型射頻雷達(dá)設(shè)備(Mini-RF)對(duì)這一靠近月球南極且位于永久陰影區(qū)中的隕石坑壁物質(zhì)中水冰最大含量進(jìn)行了估算。根據(jù)一個(gè)由美國(guó)波士頓大學(xué)遙感探測(cè)中心的布萊德利·湯姆森(Bradley Thomson)率領(lǐng)的科研小組的計(jì)算，這里的物質(zhì)中水冰成分可以占到質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的5%~10%。

     月球勘測(cè)軌道器項(xiàng)目科學(xué)家，美國(guó)宇航局戈達(dá)德空間飛行中心科學(xué)家約翰·凱勒(John Keller)表示：“這些來自微型射頻雷達(dá)設(shè)備小組的探測(cè)結(jié)果為了解月球上水體的演化歷史做出了貢獻(xiàn)。”他說：“月球勘測(cè)軌道器上的一些設(shè)備在這一過程中做出了獨(dú)特的貢獻(xiàn)，但是只有雷達(dá)可以穿透地面，找到隱藏的水冰跡象。”

     沙克萊頓隕石坑是未來月球探測(cè)的一個(gè)重點(diǎn)地區(qū)，而此次則是首次對(duì)這一地區(qū)進(jìn)行軌道雷達(dá)測(cè)量。觀測(cè)結(jié)果顯示這里存在一個(gè)加強(qiáng)的雷達(dá)極化信號(hào)，這一信號(hào)符合一個(gè)表面粗糙，并且含有少量水冰的成分特點(diǎn)。湯姆森和他的同事們已經(jīng)在近期出版的《地球物理研究通報(bào)》上報(bào)告了他們的此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。

     微型射頻雷達(dá)設(shè)備設(shè)備首席科學(xué)家，約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的本·布塞(Ben Bussey)表示：“這個(gè)隕石坑的內(nèi)壁處于永久陰影區(qū)，因此這里是一個(gè)‘冷庫’，這種環(huán)境足以允許水冰在其中逐漸積聚。”他說：“雷達(dá)數(shù)據(jù)符合一種含有少量水冰，大部分內(nèi)壁月壤物質(zhì)呈現(xiàn)干燥的情形。”

      這一發(fā)現(xiàn)支持了一種長(zhǎng)期以來便有的理論，那就是在月球兩極的永久陰影區(qū)可能允許存在水冰的積聚。來自近期探測(cè)器觀測(cè)的大量線索早已改變了月球長(zhǎng)期以來留給人們的干燥荒蕪的印象。借助多臺(tái)在空間運(yùn)行的近紅外光譜儀在月球上已經(jīng)探測(cè)到薄薄的附著水膜以及氫氧根的存在。除此之外，在軌中子測(cè)量也發(fā)現(xiàn)在月球極地地區(qū)存在近地表氫原子豐度的增高，如果這些氫原子全部來自水冰，那么根據(jù)計(jì)算，這些氫原子所代表的水量大約將等同于該地區(qū)土壤物質(zhì)按質(zhì)量計(jì)算的1.5%。

      此次沙克萊頓隕石坑的考察結(jié)果同樣也和先前月球隕坑觀測(cè)和遙感衛(wèi)星(LCROSS)得到的觀測(cè)結(jié)果相一致，該探測(cè)器受控撞向月球南極地區(qū)附近另一個(gè)位于永久陰影區(qū)域的隕石坑，對(duì)撞擊濺起的塵埃云進(jìn)行的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了水的信號(hào)。2009年，一臺(tái)搭載在印度“月船-1號(hào)”上的雷達(dá)設(shè)備也在靠近月球北極的隕石坑內(nèi)部探測(cè)到水冰沉積的痕跡。而使用月球勘測(cè)軌道器(LRO)上搭載的激光高度計(jì)以及遠(yuǎn)紫外探測(cè)儀獲取的數(shù)據(jù)同樣支持存在少量水冰的觀點(diǎn)。

    湯姆森表示：“在這些隕石坑中我們沒有看到類似地球上那樣的冰原。這樣的冰原會(huì)有非常明顯的雷達(dá)信號(hào)，但是此次接收到的反射信號(hào)要比這微弱的多，這符合粗糙地形和少量水冰的特點(diǎn)。”

    本次對(duì)于月球沙克萊頓隕石坑的雷達(dá)觀測(cè)是在2009年12月至2010年6月之間分三次進(jìn)行的。雷達(dá)觀測(cè)可以突破永久陰影區(qū)的限制并揭示出這里隱藏著的水或水冰，這些物質(zhì)的雷達(dá)信號(hào)和其它周圍的物質(zhì)有所不同。另外，雷達(dá)探測(cè)還可以穿透1~2米的地面，探查近地表下方埋藏的水冰。此次對(duì)沙克萊頓隕石坑的雷達(dá)觀測(cè)為這里的地表松散月壤下方近地表1米范圍內(nèi)的水冰含量設(shè)定了上限，大致約為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%~10%之間。

    布塞表示：“我們將繼續(xù)跟蹤這項(xiàng)觀測(cè)結(jié)果。Mini-RF設(shè)備目前正在利用從地面波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的信號(hào)持續(xù)獲取最新的月球雙基雷達(dá)圖像。這些圖像將幫助我們區(qū)分月面粗糙度和水冰，以便在未來更好的確定水冰存在的位置。”

    微型射頻設(shè)備(Mini-RF)由美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)運(yùn)行，它是美國(guó)宇航局月球勘測(cè)軌道器(LRO)搭載的7臺(tái)儀器之一。美國(guó)宇航局戈達(dá)德空間飛行中心研制并負(fù)責(zé)月球勘測(cè)軌道器的運(yùn)行控制。