美国航天局月球侦察轨道飞行器-NASA

美国航天局月球侦察轨道飞行器，该航天器于2009年6月18日发射，不仅进行了一项详细的测绘计划，以确定月球上的安全着陆地点和潜在资源的位置，而且还为月球近地表土壤中大量的水和羟基提供了证据。

太空时代初期，在阿波罗计划的时代，科学家们认为月球完全干燥。在卫星演化的最早阶段，人们认为没有大气层和太阳辐射的影响足以将所有挥发性物质蒸发到太空中。然而，在20世纪90年代，科学家从月球探测器探测器获得的数据震惊了他们的信心：来自卫星表面的中子电流表明月球某些区域近地表土壤中的氢气含量较高，解释为水的存在的标志。

为了解释如何将水保持在月球表面，科学家们制定了一种称为“冷陷阱”的理论。月球的旋转轴几乎是垂直的，这就是为什么在极地地区有陨石坑，地板永远不会暴露在阳光下。当主要由水冰组成的彗星落下时，蒸发的水会吸引到那些“陷阱”中并无限期地保留在那里，因为太阳光线不会蒸发它。

近年来，月球任务（印度Chandrayan探测器，美国月球勘测轨道器[LRO]，卡西尼探测器和深度撞击数据）为科学家带来了两件新信息。首先，月球上的近地表土壤确实含有大量的水和羟基。 LCROSS试验中，探测器故意撞到月球上，导致释放出一团气体和尘埃，后来用光谱仪进行了研究，直接证实了水和其他挥发性物质的存在。当LRO装置安装在LRO上时，第二条新信息出现在月球表面的水分布图上。

但是这第二部分只是部分证明了他们的理论：“冷陷阱”的地图与水沉积图并不对应。科学家不得不改进这一理论，并提出了“月球凝结”的概念。它允许接受暴露在阳光下的区域中的水冰的“存活”在土壤覆盖下是可能的。还有人提出，探测器看到的大部分“水”是太阳风：太阳风中的氢原子与氧原子发生反应，形成水分子和羟基的不稳定“露水”。科学家们认为水可能存在于束缚状态，即水合矿物中。

还有一个问题是确定月球上的水是如何出现的，以及有多少可能存在。与此同时，另一个问题在未来几年可能具有实际意义：如果在最近的将来在月球上建造载人站，我们应该知道我们可以依靠什么样的资源，最好在施工开始之前。

根据美国国家航空航天局的月球勘测轨道器数据，月球南极周围的表面温度。如下图：

图片来源：©NASA。

弗拉基米尔·斯韦特佐夫和瓦列里·舒瓦洛夫一直在研究彗星和小行星的陨落，包括通古斯卡大灾难以及车里雅宾斯克陨石坠落的计算机模拟，他们决定开发最可能的水输送到月球的机制。 “供应”量。为此，他们使用了他们自己创建的SOVA算法，用于计算宇宙体坠落到月球表面的模型。每个身体都有自己的速度和自己的坠落角度。特别是在输出时，模型显示了在撞击期间坠落物体的质量加热时的最高温度分布以及其动态。

科学家们首先决定检查彗星是否能够发挥主要“水供应者”的作用。冰彗星的典型速度范围为每秒20至50公里。估计表明，如此高的冲击速度导致95％至99.9％的水蒸发到空间而不是回收。有一系列短周期彗星，其下降速度要低得多 - 每秒8-10公里。这种短期彗星约占月球陨石坑的1.5％。尽管如此，模拟结果显示，当这些短周期彗星确实下降时，几乎所有的水都会蒸发，不到1％的水仍然存在于撞击点。

“我们得出的结论是，只有极少量的水随着彗星一起停留在月球上，并且由此决定探索月球水的小行星起源的可能性，”舒瓦洛夫说。

科学家们决定仔细研究一下小行星，发现它们最初由太阳系的非分化建筑材料组成，并含有相当大比例的水。特别是，最常见的小行星和陨石类型的球粒陨石碳含量高达10％。

然而，球粒陨石中的水得到有效保护：它处于化学有界状态，并且在矿物的晶格中被“阻挡”。只有在加热到300-1200摄氏度时，水才会开始渗出，具体取决于含水矿物的类型。这意味着它有可能与小行星一起留在火山口中。

模拟还表明，当坠落速度为每秒14公里且坠落角度为45度时，大约一半的小行星质量将永远不会达到熔化温度并保持固态。落在月球上的所有小行星中有三分之一在撞击前的速度低于每秒14公里。当发生这种情况时，堕落体的主要部分仍留在陨石坑中：在倾斜撞击后留下30-40％，在垂直撞击后留下60-70％。

“我们得出的结论是，含有水的小行星的下降可能会在一些月球陨石坑内产生化学结合水的”沉积“，”舒瓦洛夫说。他补充说：“一颗2公里长的小行星的坠落，含有相当高比例的水合矿物质，可能比月球数十亿年来的所有彗星都能给月球带来更多的水。”

计算表明，大约2％至4.5％的月球陨石坑可能含有大量的水合矿物质水。即使在暴露在太阳下的区域，它们也足够稳定以容纳水。

“这非常重要，因为极地冷阱不是建造月球基地非常方便的区域。有少量的太阳能，很难组织无线电通信，最后，温度极低。在接触太阳的地区获得月球水的可能性可能使卫星勘探问题变得更加容易，“科学家总结道。