日探測月球水資源

    人類在月面長期停留和開發需要用到水，有觀點指出，月球上可能存在這些水。不僅是作為人類活動所需的飲用水，如果把水分解為氫和氧，還可成為能源。尋找月球的水資源對於載人太空探索以及揭開月球乃至地球上水的起源之謎都具有重要意義。日本京都大學日前發佈新聞公報說，該校參與的一項研究顯示，通過組合測定從月球表面逃逸的不同能量的中子，能同時推測月球地下水資源的豐度和深度。

    為利用月球水資源或探明水的起源，需要借助月球車等挖掘並採集水。而要實現高效挖掘和採集，需要先依靠繞月探測器等遠程且非接觸的地下探測，以選出挖掘的候選地點。因此，非接觸式地下水探測非常重要。

    銀河系宇宙射線撞擊月球表面會令月表以下幾十厘米土壤中的原子核破碎，產生不帶電的中子。這些中子能量高達約一百萬電子伏特，屬於快中子。它們從地下逃逸到月球表面的過程中，會和地下的物質碰撞，失去能量。特別是水中氫元素的原子核和中子質量大致相等，如果有水存在的話，中子會更高效地失去能量，逃逸到月表。這種能量相對較低的中子屬於熱中子或超熱中子。逃逸出來的這些中子的量根據含水量的變化而變化。

    日本量子科學技術研究開發機構等研究人員利用粒子軌跡模擬軟件“Geant4”構建了一個框架，這個框架能詳細模擬銀河系宇宙射線撞擊月球表面後發生的基本物理過程。他們隨後改變月壤含水率、含水層的深度和厚度、土壤溫度等與水的存在形態相關的條件，反覆計算逃逸出來的中子的強度。結果顯示，將熱中子、超熱中子和快中子三者的測定組合起來，可以推算出隱藏在月球地下水存在的量以及深度。

    研究人員指出，通過反覆開展各種條件下的數值模擬，研究人員明確了借助中子測算能得出月壤中含水量和存在形態的信息。這有望在月球水資源探測中用於評估其作為資源利用的可能性。他們期待未來能在實際的月球探測中，檢驗這次的研究成果。

    多   姿