月面上小型水冰庫

散佈在月球極地上的帶陰影的小型冷阱（cold trap）可能包含多達20％的月球上的冰凍水，使登陸月球的太空人更容易獲得水源。

未來的月球車可能很難進入溫度極低的大型黑暗隕石坑，但是小型冷阱就更容易接近。行星科學研究所資深科學家諾伯特·施格霍夫（Norbert Schorghofer）指出，這些微型冷阱中約有10％到20％的永久水冷阱面積包含在其中。就數量而言，大多數冷阱都小於一米。

魏茨曼科學研究所（Weizmann Institute）和行星科學研究所高級科學家奧德·阿哈龍森（Oded Aharonson）教授認為，這改變了我們對月球上存在有水的看法，直到現在，我們的工作都集中在位於高緯度最濶和最深的隕石坑內最大水庫上。但我們現在知道，我們期望有大量的小得多的水庫，至少有兩個原因，較小的沉積物應更容易接近。假設的登陸地點到最近的沉積物的距離可能更短；而且該礦床不會被高大的隕石坑邊緣所包圍，而是平緩得多的斜坡。

研究小組使用美國太空總署月球勘測軌道飛行器（Lunar Reconnaissance Orbiter）的理論模型和各種數據，研究月球表面可能存在水冰的陰影區域。

施格霍夫指出，環繞月球飛行的太空船以有限的空間分辨率為我們提供了表面照片。任何細小的區域都必須進行統計推斷。越靠近，看到的水冷阱越多，這項研究將一套數據與一套外推技術結合在一起，以估計整個月球表面上冷阱和永久陰影區域的實際數量和總面積。

例如，研究小組計算出了一定高度的太陽在地平線上方的隕石坑中瞬時陰影與該隕石坑中真正永久陰影之間的關係。然後，他們測量了各種太陽高度在月球表面成千上萬個圖像中陰影程度，並將這些測量結果與幾何因子結合起來以估計永久陰影中的總面積。他們還計算了這些區域的溫度，以預測冰塊可在其中積聚範圍。

出於科學和實際原因，在月球上的水冰沉積物用途很吸引，我們希望探索這種重要物質的化學性質和歷史，並希望開採以供人類使用。結合來自太陽或其它來源的能量，冷凍的冰可能會轉化為液態水，甚至轉化為氫燃料。

【圖：美國太空總署；文：節譯自行星科學研究所2020年10月26日新聞公佈】研究全文刊登在2020年10月26日出版的《自然-天文學》期刊