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印度登陆月球热门探测点——月球南极！那里藏着什么？为什么各国争先恐后？

你准备好要当月球移民了吗?

人类再次展开登月竞赛，准备重返月球。

今年八月二十三日，在全世界的瞩目下，印度登月艇“月船三号 Chandrayaan-3”成功着陆于月球南极附近，展开为期半个月的科学探测任务，也成为人类史上第四个成功软着陆于月球表面的国家!这更是 21 世纪以来除了中国嫦娥系列之外唯一的成功登月任务。

这次的登陆地点选在月球南极附近。除了月船三号，未来印度与日本合作的月船四号，以及中国的嫦娥七号、嫦娥八号任务，甚至是 NASA 阿提米斯计划的首次载人登陆，地点也选在月球南极。

问题来了，月球南极到底有什么样的魔力，能让世界各国如此趋之若鹜?是有挖不完的石油?数不清的黄金?还是外星人留下的秘密装备?

月球南极有什么?

从人类的生存、家禽动物的饲养、到植物的灌溉，都脱离不了“水”这个在地球上再常见不过的物质。不仅如此，水电解之后得到的氧气可以用于呼吸，氢气则可以做为火箭引擎的燃料使用。想要让人类走出地球，成为跨行星物种，确保充足的水源供给绝对是最核心的要务之一。

然而，虽然地球上的液态水很多，但正由于我们对水的需求如此庞大，如果要把所有需要的水都从地面用火箭发射进太空，需要的成本将非常惊人。

因此直接开采并使用本来就在太空中的水资源，才是合理且经济的做法。没错，各国在将人类送上登月前，先将目光锁定在了月球南极，关键就是要寻找“水”。

如果月球上有水，不仅能帮助人类在月球建立起永久基地。月球，更将成为人类航向广袤星海的第一片绿洲。

可是，缺乏大气保护、日夜温差超过两百度的月球表面，真的会有水存在吗?

由于缺乏大气层，液态水在月球上要嘛会因为蒸发而散逸，要嘛会因为低温结成水冰，很难以液态稳定存在。而即使是固态的水冰，也会在炙烈的阳光下升华，因此月球表面的大部分地方是几乎没有水的。

但大家可以想象一下，月球的公转轨道与地球绕太阳公转的黄道面几乎平行，夹角只有 5.145°。也就是说，月球不论在哪个位置，阳光总是直射在月球赤道附近。如果此时月球的南极点刚好有个向下凹陷，而且足够大、足够深的陨石坑，那么在陨石坑之中的阴影区，就永远不会照射到阳光。

图/wikimedia

这些地方被称为“永久阴影区 Permanently Shadowed Areas”。由于不会受到阳光照射，因此永久阴影区附近的水冰，能够持续存在数十亿年的时间。

但是，虽然有“保存”水冰的条件，关键是永久阴影区中真的有水冰存在吗?如果有，含量又有多少呢?这时，各国的探月任务就接手上场了。

月球南极真的有水吗?

这些探月任务可不是一时兴起，因为过去“月球上没有水”的印象可是深植人心。直到 1990 年代开始，科学家才陆陆续续从越来越多月球探测器的资料中，发现水可能存在的蛛丝马迹。

其中一次重大的进展发生在 2009 年。当时，NASA 使用擎天神五号火箭，同时发射了“月球勘测轨道飞行器 LRO”以及“月球坑观测和感测卫星 LCROSS”两个探测器。前者是一颗绕月卫星，后者则是一个撞击用探测器。

在发射升空之后，NASA 首先让 LRO 与火箭分离，并进入月球轨道。接着，还连在火箭第二节上的 LCROSS，则跟着第二节火箭一起朝着月球南极的永久阴影区之一——卡比厄斯环形山飞去。在撞击前数小时，LCROSS 与第二节分离，并让第二节火箭以每秒 2.5 公里的高速，直直撞入永久阴影区，激起大量的月表物质。LCROSS 则直直飞入其中，检测其中的物质成分。并在六分钟后，同样撞击于月球表面。但就在这短短的六分钟的牺牲打中，LCROSS 收集到的资料向科学家展示了，月球南极的永久阴影区中不仅确定有水冰的存在，更有汞、镁、钙、银、钠等其他诸多有用的物质资源。

2009 年 6 月 18 日至 2009 年 10 月 9 日 LCROSS 轨迹模拟动画。图/wikimedia

有了 LCROSS 的资料，再加上其他月球探测器，像是克莱门汀号、月船一号、LRO 等等，提供各种遥测资料，人类终于能掌握月球表面有水存在的证据。

时间回到现在，月球表面-尤其是月球极区的永久阴影区中，有水冰的存在已经是科学家的共识。但是这些水冰具体有多少，能否支撑人类在月球极区建立太空基地呢?这就只能实际派出登陆艇前往一探究竟了。

到月球南极寻找水冰吧!

可惜的是，8 月 23 日成功在月球上着陆的月船 3 号和携带的月球车 Pragyan，在 9 月 2 号和 4 号就入休眠，推测可能是因为无法承受极低温环境，至今还未能重新唤醒。

Pragyan 登陆月球。图/wikimedia

在未来两年的月球极区无人探测任务中，NASA 的 VIPER 任务可以说是最值得期待的另一项任务。VIPER 全名为月极挥发物调查漫游车，是 NASA 有史以来第一台“无人月球车”，同时也是 NASA“商业月球载酬服务 CLPS”系列任务的一员。CLPS 和过去的太空任务不同，是由 NASA 提供科研载酬，由商业公司提供载酬的发射、巡航、着陆等服务。本次 VIPER 任务选定的商业伙伴是美国的 Astrobotic Technology 公司，VIPER 探测车将会乘坐该公司的 GRIFFIN 登陆器降落在月球南极，透过各种仪器勘查月球极区挥发份的组成与分布。

这台重 430 公斤，体积与高尔夫球车相当的 VIPER ，身上塞有四个主要仪器。

首先是中子光谱仪，它会藉由量测月球表面中子辐射的能量分布，了解地底下氢原子的分布状况，从而推测水冰的含量。

第二，近红外光挥发份光谱仪，它会以近红外光灯照射月表，并从挥发份的光谱分析它的化学组成，同时也能判断水是以结晶、非晶质的冰，或是氢氧根离子的形式存在。

第三，质谱仪，能藉由电场分离不同荷质比的物质。除了能知道月表有哪些元素以外，还能分辨氘与氢、氧-18 与氧-16 等不同同位素的含量，对分析水的来源至关重要。

第四个仪器名为 TRIDENT（The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain），缩写很酷，名字很长，但简单来说就是一个装有温度计的钻头。可以从月面下一米处钻取一段十厘米长的岩芯，为前面几个仪器提供样品。

除了这些科研仪器以外，VIPER 上还有一对立体视觉摄影机，能够拍摄具有距离感的照片，为探测车的导航提供参考。

VIPER 原型机。图/wikimedia

有了 VIPER，NASA 还必须想好要把珍贵的探测车派到何处进行调查，才能尽可能发挥他的潜能。除了理所当然地要放在可能有水的地方之外，地表的起伏与材质也有要求，比如太陡峭的山壁显然就不是个好选择。同时探测的地点，还必须可以和地球建立通讯。

更重要的是，由于 VIPER 是太阳能驱动的探测车，探测地点不可以长时间缺乏日光，否则探测车会不仅会因为缺乏电力，还会因为长时间处于酷寒环境中而坏掉。进入休眠的月船三号，就是因为设计上就没有为度过月球寒夜做准备，因此任务的极限时间一开始就限制在两周左右。综合以上条件，科学家选定了月球南极 Nobile 陨石坑西方的高地作为 VIPER 任务的地点。这里虽然不是严格意义上的永久阴影区，但是满足有日照，且时间足够短到允许地底下有水冰的存在。

为了有充分的时间进行探索，VIPER 设计时就有考虑探测器的电力与保温，可以透过三个休眠时期度过月球的夜晚，执行至少一百天的任务。在这一百天中，VIPER 将会调查陨石坑周围，了解到底有多少水冰和二氧化碳、二氧化硫等挥发物，为将来的登月计划铺路!

要前往其他星球甚至离开太阳系，比起地球，拥有较低重力的月球，一直被认为是人类出发太空的前线基地。人类想要成为跨行星物种，水则是绝对不可或缺的关键资源。而经过数十年的研究，科学家终于在月球发现可能蕴藏大量水冰资源的地方。我们离移民月球或其他行星，又更靠近了一步。

就让我们一起期待这些探测器们，帮助我们揭开月球南极的神秘面纱吧。

跟大家说个小趣闻，月船三号着陆之后，印度为了庆祝任务成功而将月船三号的登陆点命名为“湿婆神之力 Shiv Shakti”。那如果今天是你的探测器成功登月了，你会想帮登陆地点取什么名字呢?留言与大家分享吧!

最后也想问问大家，如果人类真的确保水源，并在月球南极建立起了月球永久基地，你会想移民过去吗?

不只想，我还想接着去火星跟太阳系外呢

去旅游的话刚刚好，我想去找露西和大卫约会的地方圣地巡礼

先等等，说不定月球背面，还有外星人在等着我们呢