在月球極區某些終年不見陽光、溫度低至零下200攝氏度的隕石坑內，可能埋藏著一種晶瑩的礦產——水冰。

水冰，是由水分子在低溫環境下結晶形成的固態水，它們被封存了數十億年，不僅是破解月球身世之謎的鑰匙，還可以為人類駐留月球、邁入深空提供重要保障。2026年，嫦娥七號探測器將啟程前往月球南極，開啟一場激動人心的尋找水冰之旅。

嫦娥五號帶回樣品中發現的分子水礦物

為何執著于在月球找水

月球作為地球的鄰居，其表面曾被認為是一片干燥的荒漠。直到近年來，科學家才發現月球南極的陰影里，或許藏著比鉆石更珍貴的資源……

【建造“月球小鎮”的基石】

水是生命之源，在月球上，水的價值更是遠超我們的想象——從地球運送1瓶礦泉水到月球的成本，足夠在地球上買一輛汽車。若能在月球就地開采水冰，不僅能解決航天員的飲水問題，還能利用電解水技術分解出氧氣——這都是太空生存的必需品。

有趣的是，科研人員已在實驗中發現：擬南芥等植物能在月壤中發芽。嫦娥四號更是完成了人類首次月面生物實驗——月球上長出了棉花的小嫩芽！未來，若能用月球水灌溉太空農場，或利用無土栽培技術種植，也許我們可以在月球溫室里收獲新鮮蔬菜和糧食。

【星際旅行的“加油站”】

從月球發射火箭比地球容易得多——月球的引力只有地球的約1/6，逃逸速度（使火箭剛好脫離引力控制的數值）僅約為2.38千米/秒，這一數值不到地球的1/5。并且，水冰分解出的液氫和液氧，還可以作為火箭發動機的燃料。想象一下：若未來能在月球南極建立起燃料工廠，月球南極或許會成為行星飛船停靠的“太空港”！

【揭開冰封的宇宙記憶】

科學家猜測，水冰或來自40億年前的彗星撞擊，或來自太陽風與月壤的奇妙化學反應。就像考古學家通過化石研究恐龍時代，科學家也能從水冰中讀取太陽系早期的“日記”，甚至能尋找地球海洋起源的線索。

人類探月史上的“尋水之旅”

開始，人類僅僅是在一個隕石坑底部發現有水冰沉積的可能，這片區域的體積有6萬～12萬立方米。2008年，印度月船1號攜帶的儀器在月球極區的廣泛區域內，捕捉到水（H2O）或羥基（OH）的紅外光譜特征，暗示月球極區含有富氫物質。2009年，美國探測器撞擊了月球南極凱布斯隕石坑，在揚起的塵埃云中檢測到了約150千克水汽（約300瓶礦泉水），還發現了甲烷、二氧化碳等分子的痕跡。

2024年，我國科研人員在分析嫦娥五號帶回的來自月球風暴洋的月壤樣品時，發現了一種含有結晶水的特殊礦物——“水合鹽”，含水量高達40%。它的分解溫度約100攝氏度，就像高熔點的水冰，從遠古火山氣體中結晶而來。

如何在月球南極找水？

月球南極的太陽高度角（太陽光入射方向和地平面的夾角）極低，光熱條件差，且地形崎嶇復雜，登陸挑戰大。

月球的永久陰影區是太陽系中溫度最低的區域之一，極端低溫可達零下250攝氏度，遠超常規探測設備的耐受極限。為此，嫦娥七號任務將采用“四器一星”的協同探測體系——軌道器、著陸器、巡視器、飛躍器及中繼衛星。其中，飛躍器搭載降落緩沖和移動系統，可反復從光照區飛入深坑陰影區，以確定水冰的位置、數量和散布情況。

如果月球水冰探索進展順利，到2040年，月球南極或將呈現這樣一幅圖景：在隕石坑外的陽光地帶，高聳的光伏板始終朝向太陽，為基地提供源源不斷的能量；在永久陰影區的極寒深處，采礦機器人正將水冰轉化為生命之源——飲用水、呼吸用氧，以及星際旅行的綠色燃料。不遠處，一座星際航站樓靜靜矗立，幾艘滿載液氫、液氧的飛船蓄勢待發。天空中，地球宛如一顆水藍色寶石，在宇宙中散發著靜謐的光芒。

責任編輯｜王佳璇岳煥琦

運營編輯｜岳煥琦

質量審核 |業蕾

圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《月球水冰知多少》，撰文/金士鋒（中國科學院物理研究所），原創作品轉載請注明來源。