月球水分子背后的秘密

2020年12月，嫦娥五号像个小英雄一样，从月球正面悄悄带回了珍贵的1731克“月球土特产”。科学家们围着这些宝贝，像孩子一样兴奋地进行着各种探索。他们不仅用这些样品，刷新了我们对月球岩浆活动年龄的认识，还像侦探一样，终于揭开了月球上是否有水的神秘面纱，告诉我们：是的，月球上也有水存在哦！

嫦娥五号月壤样品展台

中国科学家在月壤中首次发现分子水

在嫦娥五号任务启动前，负责月面采样技术的团队信心满满地表示，我们一定克服所有困难，把月球的土壤带回家，向全国人民交上一份满意的答卷！2020年底，嫦娥五号探测器成功发射，它承载着所有人的期待完成了月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多项任务，而其中最难、最紧张的部分就是月面采样，每一个环节和动作都必须准确无误，不能有丝毫马虎。为了确保能顺利采集并封装好月壤，北京航天飞行控制中心的地面飞控团队进行了无数次的练习，他们不断优化，力求让机器臂在接触月壤时的误差小于3毫米，并且定位时间不能超过一分钟。

2020年12月2日晚上，经过两天两夜的不停努力，地面飞控团队精准地操控着月面采样系统，成功完成了1次深入月壤的次表层钻取采样和12次表面采样，总共带回了1731克宝贵的月球土壤。这是中国探月工程的一个重要里程碑，标志着我国探月工程“三步走”战略的成功收官。

学生们观看展台上的嫦娥五号月壤样品

月球水的突破性发现：ULM-1矿物

在2022年的研究中，中国科研团队用嫦娥五号探测器上的一个特殊工具——月球矿物光谱分析仪，测量了月壤的含水量，发现每吨月壤大约有120克“水”。而在月球的岩石中，每吨则有180克“水”。但这些“水”是月球自己本来就有的，还是从别的地方来的，都无法确定。同样，这些“水”是以什么样的形式存在，是羟基还是水分子，也是个谜。

由于月球表面没有大气层和磁场的保护，属于超高真空，昼夜温差超级大，白天可以达到100多摄氏度，使得任何可能存在的液态水都迅速蒸发殆尽，无法在这样严酷的环境中留存。

而在今年7月，科学家们在月壤样品中找到了一种全新未知的矿物晶体，叫做六水氯化镁按（ULM-1）。这种矿物里含有微量的水分子和铵，水分子的质量占比达41%，也就是说，每吨这种矿物中大约有410千克“水”。虽然这不是液态水或冰，但在加热的时候，这些“水”可以变成水蒸气。

为了确保这一突破性的发现是准确的，科研团队进行了一系列的化学分析和氯同位素测定，他们用一种叫做纳米二次离子质谱的技术，发现ULM-1矿物中的氯同位素组成和地球上的矿物明显不同，而是和月球矿物的特征相匹配。这个结果排除了样品污染或其他因素对这种水合物来源的影响，证明了这种水合物是月球矿物固有的。

ULM-1的氯同位素组成和地球矿物不同

月球水合盐：未来资源开发的新希望

中国科学院物理研究所的科学家表示，ULM-1这种水合矿物非常稳定，并不是易挥发的水冰。这意味着，月球上的水可能比人们之前认为的要多，而且可能藏在我们意想不到的地方。ULM-1的存在告诉我们，月球上的水可能以一种全新的形式存在，这种水合矿物的稳定性为月球上的“水”资源提供了一种新的保护机制，就像是给它们穿上了一件保护衣，使其在恶劣的月球环境中也能安然无恙。

月壤中发现水分子，这一发现不仅为揭开月球演化的秘密提供了关键线索，也极大地激发了人们探索月球、飞向更远太空目的地的热情。或许，在不远的将来，人类便会实现建设月球基地的梦想。