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月球水资源的发现意味着什么？
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文章来源：第一财经日报 日期：2009年11月30日 08:01 http://www.1cbn.com
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刘佳
“在过去，‘水’和‘月球’是两个不搭界的词，现在我们终于可以把它们放到同一个句子里面讲了。”
美国哥伦比亚大学天文系的克罗茨（Arlin Crotts）教授在月球上水的存在得到证实后发出如上的感叹。他曾经在去年和博士生赫梅尔斯（Cameron Hummels）合作撰写论文，预言月球两极水资源的存在，却遭到各方的怀疑。2009年11月13日，美国航天局（NASA）宣布了撞击月球后对尘埃分析的结果，证实了月球上确实存在水。
10月9日，NASA通过月球观测和传感卫星（LCROSS）对月球南极发起两次撞击。第一次撞击由2305千克重的半人马座火箭（Centaur）的上半部完成，相当于一辆公共汽车以高达8倍音速的速度（每小时1万公里）撞向月球。4分钟后，621千克重的牧羊航天器（Shepherding Spacecraft）在收集完第一次撞击数据后，以相似的速度对月球发起了第二次撞击。这次LCROSS任务中撞击的目的地是月球的南极，和我们可以用裸眼看到的月球亮面不同，这片区域数十亿年间从未受到阳光照射。由于这个区域处于背对地球的月球暗面，即使宇航员登上月球，也由于该区域的极度低温，无法前往进行调查，因此人类对那里了解甚少。
自从撞击发生后，NASA的科学家就开始了昼夜不停的分析工作。科学家们把重点放在牧羊航天器在发起第二次撞击前发回来的光谱图上，这些信息是水存在与否的重要证据。在物理学中，不同的化学元素都有对应的光谱图案，相当于拥有各自特殊的“指纹”。通过分析光谱图，科学家可以看到月球尘埃中存在的物质成分。最终，他们在光谱图的红外线中发现了水的“指纹”。
“只有水的光谱图能和LCROSS数据中的光谱图匹配。”参与LCROSS项目的科学家科拉普雷特（Anthony Colaprete）说，“没有任何其他元素的光谱图可以解释我们的观察数据。”与此同时，对于数据中紫外线的分析，科学家们再次肯定了水的存在。他们在紫外线中发现了羟基的存在，而羟基则是太阳光分解水的过程中的产物。
克罗茨教授认为，水的发现对人类探索太空具有重大影响。在经济效益方面，“目前在太空船的发送中，很大的成本被消耗在水的运输上。宇航员每天都要喝水，太空船燃料的重要成分也是由水分解而成。太空船上的水非常昂贵，高达每升2万美元。”他说，“宇航员喝一口水就值几千美元，洗个澡要花几百万美元（所以宇航员都不洗澡，他笑说）。太空船发射时不仅要带上去月球的燃料，还得带上回来的燃料。如果可以在月球上直接提取水，转化成燃料，探索月球的成本将大大减少。”
月球水资源的提取不仅仅意味着探索月球的成本下降，更有利于其他许多太空科技的发展。由于月球的地心引力仅仅是地球的六分之一，在月球上发射太空船的成本远小于在地球上发射。克罗茨教授举例说，如果人们可以从月球上发射宇宙船到火星，成本仅是从地球上发射的4%。
另外一个例子是地球同步卫星的燃料运输——目前，同步卫星的燃料必须从地球上输送，许多同步卫星在燃料耗尽后，由于燃料运输费用高昂而被直接废弃在太空，成为极大的资源浪费。他指出对于远离地球的同步卫星来说，从月球运送燃料的成本低于从地球运输，这类浪费可以由于月球水资源的开发而减少。
而水的发现是否意味着生命的存在？“在这次撞击中收集的数据表明，月球上存在有机物质。”克罗茨教授认为由于月球的极端气候和缺乏大气层，生命存在的几率很小，但并不是不可能。在问到人类搬上月球居住的可能性时，他说：“由于月球缺乏大气层，日夜温差大，人类居住在月球表面非常困难。如果真的要搬上月球，人类应该朝地下发展，居住到月球表面以下，那里的温度常年维持在室温，而且氧气充足。”
月球水资源的发现也引起了人们对于这些水资源在法律上的所有权的讨论。这些水究竟是属于谁的？谁才有权力去开采它们？
联合国于1966年通过的《外层空间条约》宣布，无论国家的经济或科学发展的程度如何，均有开采外空资源的权力，但是任何国家“不得通过提出主权要求，使用、占领或以其他任何方式把外层空间据为己有”。
1979年联合国发布的《月球公约》规定，月球以及其他天体都为国际社会所有，任何私人、团体和国家不得拥有所有权。同时任何国家在外太空采集的标本都归国际社会拥有。《月球公约》的目的是为了保护太空资源为人类共有，但目前仍然有众多在太空活动中活跃的国家（包括美国、中国、欧盟、日本、俄罗斯等）尚未在这项协议上签名。随着月球水资源的发现，解决太空资源的所有权问题迫在眉睫。
（作者单位：美国哥伦比亚大学天文系）
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