震惊的发现

月球作为离地球最近的天体，从天文学这门学科开始以来就一直备受科学家关注。这颗直径只有地球四分之一大小的天体是地球唯一的天然卫星，它的特殊性在于它是所有已知矮行星中最大的一颗。

美丽的月球

除了大小外，月球和地球的相似之处非常多，这也是现代各国的航天机构想要去一探究竟的原因。美国早在上世纪就进行了登月，并在月球上做了较为详细的考证和样本研究。

嫦娥五号组合体模拟图

此后的数十年里，还没有哪个国家在月球上进行过登陆，但这并不意味着不能够通过其他手段来探索月球。中国的探月计划早在上世纪八十年代就开始筹备了，一直到了今天，嫦娥五号的成功登陆。以无人机的形式，对月球进行了方方面面的详细调查。

嫦娥五号的构成图

嫦娥五号最新的发现令人们十分震惊，更是颠覆了以往的认知，那就是月球上是存在水的。水以特别的形式存在于月球土壤之中，1吨月球土壤大约含有120克水。

那么美国作为最先登月的国家，在后来的数十年里鲜有听闻相关报告。作为第一个吃螃蟹的人，他们竟然没发现月球水吗？这个重要的发现，不仅仅是科学家，也让不少普通人激动不已。

美国最先登月

地球邻居

月球和地球的关系就像邻居一般，而且从起源上，人们也非常愿意接受“地月说”。这是一种最受人广泛接受的一种解释，它假设了月球大约形成在45.1亿年前，距地球诞生不久。是行星与假设火星大小的天体进行碰撞后产生的碎片，由这块巨大的碎片形成。

月球结构

随着地月的潮汐相互作用，它开始逐渐后退到更宽的轨道上去。其巨大的撞击坑和撞击盆地在月球的近侧，以黑暗的火山海为标志。月球的大小也在矮行星里出类拔萃，发生日食时，月球的距离位置刚好能够盖过比它大的太阳。

潮汐现象

还有一部分人认为早期星系在宇宙诞生不久，在太阳引力的引导下，太阳系的形成构建了最初的星系轨道。而月球类似柯伊伯带里众多的陨石、小行星，并可能是其中的一员，月球位置发生了偏移，并且脱离了原来的环境。逐渐来到了地球的附近，并被地球的引力俘获，成为了地球的卫星。

地球结构

不过该说法令人难以信服的是，月球作为一颗较大的矮行星，地球的引力应该不足以把月球拉过来作为卫星。

月球的形成历史成因复杂，众说纷纭，但无论如何，随着科技发展的今天，人类已经开始逐步从月球本身进行研究。这次的嫦娥五号的出征正是此次任务的重要原因之一。

嫦娥五号

从嫦娥五号带回来的大量样本中，科学家已经了解到水分在月球是确实存在，而且相对于我们以往的认知还有不少。

月光般稀有的水分

其实月亮上有水这个事情也不是科学家第一次说出来了，阿波罗号的任务勘察结果也带回来了一些水分证据表明。上世纪70年代初，阿波罗14号的超热离子探测器实验获得了月球附近的水汽。这是第一个表明月球有水的直接证据。

但是这个实验的勘测结果是水以水分子存在的水，并不是我们平常意义理解上的水。美国在后来的研究中也通过各种方式得到了月球水的存在证明。

大伯莎是阿波罗计划收集的第三大月岩

另外，苏联也曾在70年代从带回来的土壤中分析出了水分的存在，大约是在1千克有0.1%的占比。不过这个数据很快被人质疑是月球土壤保存不够严密，导致样本被空气污染，湿度上升的结果。所以此次发现并没有被人们重视。

到了嫦娥五号这里，得益于大型无人设备的支持，嫦娥五号带回了大量可供研究的月球土壤，同时还有月球表面原位光谱的模型数据。该数据模型能够结合土壤分析，从侧面应验月球表面含水量的分布。

嫦娥5号采集的月球土壤

时间拉回到2020年，NASA关于在月球表面有了新发现。科学家对于月球水的早期推测还比较片面，即便月球存在水，也应该只有两极会有少量的分布。

而美国宇航局平流层红外天文台SOFIA在2020年首次证实了月球被阳光照射的表面存在水。SOFIA在月球南半球的克拉维斯陨石坑中检测到了水分子，而非以水合形式存在的羟基。

月球被阳光照射的表面存在水

该地点的数据还显示，水的浓度为百万分之一百到400左右，这相当于一瓶340毫升左右的水被放在1立方米的月壤中。这个含水量甚至比撒哈拉沙漠的含水量还要低上100倍，但该结果的发现无疑不令人震惊。

SOFIA

不过新的问题又来了，月球被照射的这面存在水，那么它又是怎么形成的呢？为什么之前没有发现？同样的问题其实并不是没有进行过分析，而是能够获得的数据和样本实在太少，只能通过早期的勘测任务带回来的照片和记录进行推测判断。

即便先前阿波罗号有过各种月球存水的迹象证据，都因为结果不严谨被人们忽视掉了。到了最近的十来年里，NASA才开始逐渐重视起来这些存在的数据。

细致入微地观察

SOFIA的所有观测计划和研究结果都是建立在月球有水的假设前提下进行，为了更进一步的证实这个发现，NASA决定更加细致地对月球进行观察。

波音747SP喷气式客机

方法本质还是老方法，利用望远镜去观察，但是一种观察月球的新方法。通过改造后的波音747SP喷气式客机在13.7公里的高空中飞行，飞机配备了直径2.6米的望远镜，可以覆盖地球大气中99%以上的水蒸气。这样便能够更加清楚地了解红外宇宙，这种方式能够在6.1微米处捕捉到水分子特有的特定波长。

克拉维斯陨石坑

整个观察结束于一个阳光明媚的一天，望远镜在克拉维斯陨石坑中发现了相对于以往非常高的浓度。没有了厚实的大气层，阳光照射的月球表面，水会流失到太空中。但现在不仅能发现它，而且还有水的产生过程。

一直到嫦娥五号的发现，月球上存在水，不仅是水合羟基分子已经成为了不争的事实。月壤中的水分让不少人看到了新的希望，也让中国的航天实力进一步得到认可。

对于月球水的研究，如今已经进入到新的论证阶段，科学家们开始着重分析水的存在和保存。因为月球几乎没有大气层，而没有大气层保护的行星，水分很快就会因为各种形式的蒸发，消散在太空中。

那么月球水又是以怎样的形式保存下来的呢？科学家对于月球存在水的讨论在早前认为是陨石撞击和彗星带来的，至少月球曾经有水的话可能是这样。

月球从地球前方掠过的景象

在月球上造水

科学家在收集到所有的数据后，通过计算机模型的研究发现，月球上的水居然是太阳风的创造结果。

这一结果证据首先来自于红外光谱，红外遥感探测数据的3次分析结果表明，3个红外光谱都有发现月球表面广泛存在2.8和3.0微米的信号。红外光谱的2.8微米的特征峰在整个月球表面都有检测到，水合羟基分子和水的吸收强度与纬度存在正相关性。

太阳风

而赤道的吸收强度最弱，此外，光照条件与吸收强度呈负相关。从早到晚会由强变弱，到了晚上又会回到一个高水平。最后是月海和月球其他地方的岩石光谱数据分析，低纬度地区的岩石储水能力要高于月海的玄武岩。

科学家使用的成像技术能区分不同类型的水

同时，月球土壤中的矿物颗粒受太空风化越强烈，其成熟度越高，光谱吸收更明显。这3次红外光谱的探测结果显示了月球全范围内的水合羟基和水的存在，并且在纬度、光照条件的变化下会有不同的表现。这种动态的水合作用明显受太阳辐射驱动，整体情况由太阳风的强弱导致。

太阳结构

太阳风是太阳日冕向行星际空间辐射出的连续等离子体粒子流，其中9成左右都是质子，约4%的氦核，以及极其少量的其他元素。而月壤正是太阳风作用的直接结果，主要矿物质为斜长石、辉石、橄榄石以及大量胶结质玻璃。

这一切在太空风化的作用下，将会在月壤中的矿物颗粒表面产生大量晶格缺陷，停留在其晶体结构中的质子为成键提供了条件。不同程度的结合形成了水和羟基，而这一切又与温度作用相关。

太阳风

这里的实验数据分析离不开嫦娥五号带回来的大量月壤样本，科学家们细致的分析得到了关键的展示。实验模拟也在如今日渐完善的设备和条件中得到保留。

除此之外，地球的磁场也对月球的水有着保护作用，因为光只有太阳风也不足以保留这些水。实验的研究分析表明，太阳风在造水的同时，大约每月就会蒸发掉一半的水。

地球磁场

新的研究分析表明，月球水在太阳风和地球磁场之间的相互作用下得以保留。地球磁场产生的行星磁风使得更多的离子粒子对月球进行轰击，换句话来说，地球在为月球提供水资源。

这种奇特的行星影响令人惊奇，同时也是一个难以反驳的假说，该研究和太阳风一致性让科学家们确定了月球水的存在和出现。更进一步的地球磁场研究还需要更多的调查。

月球上的水可能在一些陨石坑里

定居月球

嫦娥五号的发现无疑令全世界不禁一叹，中国此次的登月计划也在不断地带来新发现。同时，当下的科技水平已经远远不是美国曾经登月的水平。受制于技术限制和运输成本问题，美国很遗憾地错过当时最佳的考察时机。

如今越来越多的国家开始对载人登月重新提起了兴趣，包括美国也把尘封多年的登月任务重新展开，布置在了未来的蓝图中。随着对月球、对太空的不断发现，人类在提升自己眼界的同时，还看到了无限的可能性。

载人登月

美国宇航局甚至在2024年准备将一名女性，随后协同一名男性在月球上生存。目的是为了考察人类在月球生活的可能性，以及更进一步的研究月球水的利用问题。

月球上分布着大量水

月球上大量水的分布，使得人类移居月球成为了可能，如果能够开采水冰还能够更进一步提升用水的可能性，毕竟对于生命来说，水是不可替代的。有了水，制造氧气和燃料也就不再是问题，剩下的就交给时间去办吧，相信在未来，普通人也会有实现飞天梦想的那一天。