研究揭示了月球南极附近的水域地图
一项利用现已退役的平流层红外天文观测站（SOFIA）进行的新研究拼凑出了第一张详细的月球水分布广域图。新地图覆盖了月球表面纬度60度以下面向地球一侧的约四分之一，并延伸到月球南极。在这个数据可视化中，SOFIA的月球水观测是用颜色表示的，蓝色表示水信号较高的区域，棕色表示较少。
一项利用现已退役的平流层红外天文观测站（SOFIA）进行的新研究拼凑出了第一张详细的月球水分布广域图。SOFIA是美国国家航空航天局和德国航空航天中心的联合项目。
这项研究通过水的数据标出了清晰、可识别的月球特征，为水如何在月球表面移动提供了线索，尤其是在南极附近，南极是太空探索的重要区域。
新地图覆盖了月球表面纬度60度以下面向地球一侧的约四分之一，并延伸到月球南极。考虑到覆盖的区域很大，研究人员可以很容易地确定水与月球表面特征的关系，远离阳光，偏向寒冷地区。
“当我们查看水的数据时，我们实际上可以看到火山口边缘，我们可以看到各个山脉，我们甚至可以看到山脉白天和夜晚的差异，这要归功于这些地方的水浓度更高，”加州硅谷NASA艾姆斯研究中心SOFIA科学中心主任、该研究的主要作者比尔·里奇说，该报告在2023年月球和行星科学大会上发表。
2024年末，美国国家航空航天局的Volatiles Investigation Polar Exploration Rover（VIPER）将降落在SOFIA研究的穆顿山顶上的地区，进行首次地球以外的资源测绘任务。领导当前SOFIA数据研究的团队的下一篇论文将重点研究平顶月球山。
目前的这一发现，以及之前SOFIA关于月球阳光表面水的数量和分布的两个结果，追踪到了水的独特光特征。其他观测月球表面大面积区域的任务研究了不同波长的光，这些光无法区分水和类似分子，如羟基。月球的水存在于土壤中，可能以冰晶或与其他物质化学结合的水分子的形式存在。
研究人员没有确定该地区的绝对水量，而是将月球南极周围获得的数据与月球赤道附近相对干燥的参考区域进行了比较，以了解其丰度如何变化。在火山口和山脉的阴影边发现的水浓度更高，类似于地球上的滑雪者知道，阳光直射较少的斜坡会使雪停留更长时间。这表明月球的地理位置对目前的水量起着重要作用。
蓝色和棕色阴影显示的数据覆盖在月球表面的可视化图像上，月球表面有各种大小的陨石坑。深蓝色的线条画出了一个位于左中角的大陨石坑的内缘和一个靠近中心顶部的水平山脊的斜坡。
SOFIA数据的可视化测量了水的信号或“光信号”，覆盖在2022年2月观测时出现的月球可视化上。较深的蓝色表示水的浓度较高。在研究区域的左上角附近，可以看到一个深蓝色的山脊，那里的水特别集中在陡峭的月球特征的阴凉处。该地区左侧的一半是莫雷图斯陨石坑。陨石坑上半部的内壁以深蓝色清晰地描绘出来，这表明在这个阴凉的表面上有更多的水。尽管该地区的右侧总体上更干燥，但仍然可以看到水以浅蓝色追踪陨石坑的内部。
随着美国国家航空航天局准备在阿尔忒弥斯的带领下将宇航员送回月球，该机构已经确定了月球南极附近的13个候选着陆区域。通过阿尔忒弥斯，美国国家航空航天局将使第一位女性和第一位有色人种登上月球，月球水可能是建立人类长期存在的关键资源。
马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的客座助理研究科学家兼VIPER科学团队成员Casey Honniball参与了这项工作。“这张地图将为阿尔忒弥斯计划提供有关潜在勘探区域的宝贵信息，也为未来的科学任务（如VIPER）提供区域背景。”
除了为其创建了新地图结果的南部地区外，SOFIA对与其他任务相关的地点的观测也在档案中，目前正在进行分析。美国国家航空航天局与阿尔忒弥斯有关的任务将同时针对极地和非极地，包括月球开拓者，它将绕月球运行，绘制其羟基和水的地图。
月球的水可能来自哪里——是古老的，由于月球早期的火山作用而固有地存在于月球矿物中，还是现代的，由小行星、彗星或太阳风输送，以及它是否沿着月球表面迁移——是SOFIA观测留下的另一个重要问题。VIPER将致力于更好地理解这种区别，这对于确定水是广泛分布在地表深处，还是仅分散在地表或地表附近很重要。
然而，很明显，即使在最低限度，月球所含的水也比我们曾经认为的要多得多。
夏威夷大学Mānoa分校教授、该论文的合著者Paul Lucey说：“我们从阿波罗时代就知道月球非常干燥，这是错误的。”。“我们已经知道这是错误的，但问题在于错误的程度。”
SOFIA是美国国家航空航天局和德国航空航天中心的联合项目。德国航空航天中心为此次任务提供了望远镜、定期飞机维护和其他支持。美国国家航空航天局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚的大学空间研究协会和斯图加特大学的德国SOFIA研究所合作，管理SOFIA计划、科学和任务操作。这架飞机由美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕姆代尔的阿姆斯特朗飞行研究中心703号楼负责维护和运营。SOFIA于2014年实现了全面作战能力，并于2022年9月29日完成了最后一次科学飞行。