月表水冰探测与赋存形态研究进展

何成旦，李亚胜，温 智，张 霄，殷子涵

（1.兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000；2.中国科学院西北生态环境资源研究院 冻土工程国家重点实验室，兰州 730000）

关键字：月球探测；水冰；永久阴影区；赋存形态；水来源

0 引言

水是人类赖以生存的重要物质，月球上的水资源是人类未来星际航行、月球基地建设与月球资源开发利用最重要的物质补给。月球基地建设和资源开发利用是下一步重要工作目标。研究月球表面是否有水、月球表面水赋存形态以及月球表面水的形成与演化过程是各国月球探测计划的主要科学目标之一[1-3]。此外，通过对月球水冰形态分布的探测研究可以为火星等星球的探测提供技术储备。

近十几年来，月表红外光谱、雷达以及中子探测等均证实，月球南北极是有水存在的，月球上的水可能以水冰和月壤混合物的形式存在。月球极区永久阴影区（又称冷阱）长期保持温度在25～80 K。从理论上分析，在这些极度寒冷的永久阴影区，多种地质演变及作用使得月表的水迁移至月球极区，冷凝为水冰及其混合物长期保存下来[4]。2020年，Honniball等[5]首次报道在月表非阴影区探测到了水分子的红外信号，进一步证实月表有分子水存在，而不仅仅存在于永久阴影区。

研究表明，月球两极巨大的、永久被阴影笼罩的陨石坑中存在大量的水[6-8]。然而，由于这些区域特殊的地理位置和内部环境，对其直接探测难度较大，导致采用多种手段的探测研究仍未能有效地了解其表层水冰的性质、分布与赋存状态。……