月球的某些区域从未见过阳光。在某些陨石坑内,主要是在月球极地周围,有一些陨石坑从未见过,也永远不会见过。在这些地区,航天器已经确定存在水冰沉积物。这就是航天机构计划在几年内发射漫游车、着陆器和人类登陆的地方。
但为什么阳光永远不会到达这些区域?这一切都取决于月球的倾斜。以地球为例。相对于轨道平面倾斜23.5度,我们有时会看到北半球指向太阳(北方夏季或现在),有时会看到它指向别处(南方夏季),或者两个半球都获得相同的光照(秋季和春季)。但月球的情况并非如此。
它相对于地球围绕太阳的轨道倾斜1.5度。月亮几乎是垂直指向的。这意味着,无论月球何时绕地球运动,太阳光线都几乎垂直地照射月球。因此,赤道地区获得了大量的光线,但很容易在两极投射出长长的阴影。在月球极地,在隆冬时节,它总是在傍晚。
那里的一座山不会造成永久的黑夜。随着月球的转动,阴影也会随之转动。但如果你有一个环形陨石坑,情况就不一样了。底部和部分永远不会得到阳光。太阳总是在边缘的后面。
永久黑暗的区域被戏称为冷陷阱。原因很快就会变得显而易见。这些阴影区域的温度始终保持在-°C(-°F)以下。当冰在那里形成时,它会停留在那里。天气如此寒冷,即使在没有大气层的地方,冰在这样的温度下也会表现得像岩石。它将在10亿年内保持不变。
两极都有这些冷阱,但其中60%的冷阱位于南极纬度80度以外。这就是为什么该地区吸引了航天机构如此高的兴趣。俄罗斯的Luna25计划在几天内到达那里。几天后,印度的“月船3号”紧随其后。
月球上有多种水源,而不仅仅是冷阱中的冰。一些可以在水合矿物中找到,甚至可以在月球与太阳系中较小天体碰撞后形成的玻璃珠中找到。
如果我们考虑的是水分子本身,而不是未来定居的可能物质来源,那么月球表面到处都是水。当然,在阴影笼罩的陨石坑中有大量的冰,但在阳光照射区域的尘埃颗粒中甚至有水分子。
在进行更多研究之前,无法完全确定来源。古老的火山过程促成了这一现象。彗星和结冰的微流星体也被认为是主要参与者,但月球土壤和太阳风中等离子体之间的相互作用最终可能会形成水。