據(jù)美國宇航局網(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)家們使用美國宇航局月球勘測軌道器(LRO)上搭載的微型射頻雷達(dá)設(shè)備(Mini-RF)對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)由美國波士頓大學(xué)遙感探測中心的布萊德利·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%。

     月球勘測軌道器項(xiàng)目科學(xué)家，美國宇航局戈達(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的一個(gè)重點(diǎn)地區(qū)，而此次則是首次對這一地區(qū)進(jìn)行軌道雷達(dá)測量。觀測結(jié)果顯示這里存在一個(gè)加強(qiáng)的雷達(dá)極化信號，這一信號符合一個(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。來自近期探測器觀測的大量線索早已改變了月球長期以來留給人們的干燥荒蕪的印象。借助多臺在空間運(yùn)行的近紅外光譜儀在月球上已經(jīng)探測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和遙感衛(wèi)星(LCROSS)得到的觀測結(jié)果相一致，該探測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，對撞擊濺起的塵埃云進(jìn)行的觀測發(fā)現(xiàn)了水的信號。2009年，一臺搭載在印度“月船-1號”上的雷達(dá)設(shè)備也在靠近月球北極的隕石坑內(nèi)部探測到水冰沉積的痕跡。而使用月球勘測軌道器(LRO)上搭載的激光高度計(jì)以及遠(yuǎn)紫外探測儀獲取的數(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。這樣的冰原會有非常明顯的雷達(dá)信號，但是此次接收到的反射信號要比這微弱的多，這符合粗糙地形和少量水冰的特點(diǎn)。”

    本次對于月球沙克萊頓隕石坑的雷達(dá)觀測是在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)信號和其它周圍的物質(zhì)有所不同。另外，雷達(dá)探測還可以穿透1~2米的地面，探查近地表下方埋藏的水冰。此次對沙克萊頓隕石坑的雷達(dá)觀測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，它是美國宇航局月球勘測軌道器(LRO)搭載的7臺儀器之一。美國宇航局戈達(dá)德空間飛行中心研制并負(fù)責(zé)月球勘測軌道器的運(yùn)行控制。