【观月笔记】人类航天器对月球南极的第一次撞击与月球上水的存在

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据国家航天局网站http://www.cnsa.gov.cn/n6758968/n6758972/c6798604/content.html:美国东部时间2009年10月9日,美国国家航空航天局一枚重达2吨的半人马座火箭和LCROSS探测器以每小时9000千米的速度先后撞击月球南极附近的卡比厄斯(Cabeus)环形山。此次撞击并非事故,这是美国航空航天局(NASA)月球环形山观测和传感卫星(LCROSS)任务的一次行动。任务的目标正是为了了解撞击会在月球的阴影中激起怎样的反应。当它在一阵尘埃中爆炸并将月面加热到数百摄氏度时,这座黑暗了数十亿年的环形山第一次被光芒照亮。半人马座火箭撞月后激起了两部分尘埃:一部分由蒸汽和微尘组成;另一部分由质量更重的物质组成。LCROSS探测器携带的光谱仪对尘埃进行了分析。美国国家航空航天局当年11月13日宣布,科学家对LCROSS探测器获得的撞月数据进行初步分析后确认,月球南极永久阴影带里存在水冰。撞击发生后,一艘跟踪火箭的航天器飞越尘埃羽流进行采样,
同时NASA的月球勘测轨道飞行器也从远处观察。实验结果令人震惊:科学家检测到尘埃羽流中混入了155千克水蒸气。这是科学家第一次在月球发现水。NASA的埃姆斯研究中心LCROSS项目的首席专家安东尼.科拉普特雷(Anthony
Colaprete)说:“(水的存在)是绝对确定的”。
卡比厄斯(Cabeus)是月球正面距南极约100公里的一座撞击坑,
纬度 85.33°S(南纬)
经度 42.13°W(西经)
直径 100.58公里
深度 2.859公里
牛顿环形山位于它的东北偏北
参阅:《环球科学》2022年11月号第56页《潜入月球永久阴影区》
从地球上只能斜看到卡比厄斯环形山,它几乎一直处于没有阳光的深暗阴影中。陨坑大部分地区每个月球日平均只有四分之一的时间照射到太阳的阳光,内侧壁约为三分之一时间,但坑底西部则处于永久黑夜中。因此,即使月球轨道上的探测器也无法看到它更多的细节。该陨坑大范围的永夜区温度低于100K(-173°C),这可能使坑底表面或浅层的水冰得以保存数十亿年而没有升华。插图参阅:张元东《美丽月球》插图