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验证阶段

http://www.sina.com.cn  2008年12月30日12:46   《航天员》杂志

  验证主要针对两个对象:彗星和月球陨石坑。

  1. 撞击彗星

  2005年7月4日,美国国家航空航天局“深度撞击”探测器向“坦普尔”一号彗星撞去,

  以最终确定彗星内部是否存在水冰。这次“深度撞击”就撞击而言是很成功的,一些原生物质从彗核释放出来,3架照相机在撞击前后一共拍摄了大约4 500张照片,从而使天文学家能够第一次看见彗星内部物质。但是,经过研究相关数据,“深度撞击”项目的首席科学家迈克尔·赫恩在随后的一份新闻简报中宣布:“彗核表面释放的物质颗粒比细沙还小,更像是滑石粉,而不像细沙。这说明彗核绝不像人们原先认为的那样是个大冰坨。”

  彗星到底有没有水冰,是个极其严肃的问题。这不仅涉及地球上的水体到底从哪儿来;而且如果彗星没有水冰,那么彗星就根本不可能向月球提供任何水分。没有了外来水分补充,没有裂谷没有原生水体的月球亦就根本不可能存在任何水体!

  2005年10月,欧洲科学家通过分析他们自己的欧洲“罗塞塔”彗星探测器传回的数据,发现与美国“深度撞击”探测器相撞的“坦普尔”一号彗星的密度比原先预计的要大,其核心成分是灰尘而不是冰雪。

  如此看来,彗星到底有没有水冰应当可以定论了。

  彗星含冰论破灭了,挽救“月球存在水冰”的这一根最后的逻辑支撑已经断裂。

  2. 撞击月球陨石坑

  其实,对于月球陨石坑到底有没有水冰,美国人心里亦是很不踏实的。否则,怎么会有将美国“月球勘探者”号探测器去拼死撞击月球陨石坑以求最终评定是否真的有水这样的伟大壮举呢?!

  于是,一个计划出台了:到1999年7月底,用质量为160千克的“月球勘探者”号探测器去有控制地撞击月球极地的一个陨石坑,以释放出能够被地球地面观察站和太空观察站“抓住”的少量水蒸气。

  水蒸气或者它的光离解产物“OH”如果能被光谱检测准确无误地抓住,那就是月球风化层中存在着水的铁的证据。

  1999年7月31日,美国“月球勘探者”号探测器如期地向着月球南极附近的一个阴暗的、直径为50~60千米的陨石坑撞去。

  科学家们曾经预测:如果撞击点确实存在水冰的话,那么,撞击的高温将使存在于月球土壤和月球岩石中的游离水立即汽化释放出至少18千克水蒸气。随着月岩碎片抛射到半空,这些水蒸气将形成一片短暂存在的(可维持13小时)稀薄的云。

  此时,理想主义又一次地得到了充分发挥。还没有撞击呢,有人就已想象出了会令他们十分满意的、如下所示的详细的撞击结果。他们仿佛已看到在撞击点上空那轰轰烈烈地腾升着的水蒸气云柱。

  数百名业余天文学家和专业天文学家依托着一切可以运用的手段(从自制望远镜到世界上最棒的专业观察站)屏气注视着这次撞击。然而,没有一个人能拍摄到水蒸汽云柱的任何照片;地球观测站及太空6台太空望远镜亦没有探测到任何水蒸气或其他显示有水的任何迹

  象!月球南极在撞击后几分钟内好像什么都没有发生过似的。 Wasiuta所拍摄的覆盖了撞击全景的一系列其他照片也都没有显示出水蒸气云柱的任何迹象。

  (据业余天文学家Myron E. Wasiuta)

  1个月后(1999年9月3日),科学家们开始这样辩解:

  “有没有看到月球尘埃柱和飞船碎片,这对找水并没有严格的关联;事实上,全世界最先进的观察站所搜索的水蒸气雾及其光离解物氢氧根(OH)都几乎是透明的,我们用肉眼或者大型望远镜镜头都不可能捕捉到水蒸气雾。”

  写到这儿,笔者情不自禁地要发问:“同样是透明的水蒸汽雾,为什么在火星上就可以被拍摄到呢?!”

  “要想看到尘埃柱,唯一办法就是使它在月球光亮的一面腾升,我们就能依托太空的黑色背景来逮住它。”(本文笔者注:怎么可能在实施该计划前没有想到这一点呢?!)

  “即使在探测器撞击资料中找不到水信号,亦不意味着不存在水。”(笔者注:那么,当初撞击的动机又是什么呢?!)“月球水是以矿物水合物(hydrated minerals)的形式而存在的(笔者注:月球并不存在含水矿物!),因而很难析出。探测器的撞击应当会产生足够的能量以使月球水冰汽化并形成一片可检测得到的水蒸汽云,但是却没足够的能量将水从矿物中分离出来。此外,即便探测器是完全按照计划撞击到了陨石坑,在陨石坑里的冰沉积物可能也并不是均匀分布的。我们的探测器也许是撞进了一个干洞。”

  很显然,这不是申辩,起码不是用力的申辩。

  失败了,谁都会心疼。这毕竟是整个人类的一次挫折。我们在痛定思痛之后,应当好好考虑我们的探索方向,也就是方向性的问题:到月球去找水究竟是不是对头?!

  到了1999年的10月13日,结论终于出来了:

  美国国家航空航天局(NASA)和得克萨斯大学都宣布:“‘探测者’号对月球的撞击并没有释放出可检测得到的水冰信号。”

  美国麦克唐纳天文台的副台长Ed Barker博士则明确表示:“对于为什么我们没有获得任何水的信号,现在有种种说法。但是,目前还没有一种说法是贴切的。”(《华盛顿邮报》亦援引了美国科学家的话宣布“月球找水行动已告失败”!“在月球陨石坑中并没有水的存在;月球探测器所探测到的氢可能只是纯氢!”“所测到的氢会不会是太阳风质子或其他什么东西”?

  其实,除了这次人为撞击以外,1999年11月18日,一组狮子座流星亦相继撞击了月球。这批流星以平缓的角度撞到了月球北极,非常类似于7月31日月球探测器的撞击轨迹。

  表1. 流星撞击月球时间及其最大亮度

  流星代号 世界标准时间 最大亮度

  D 3:49: 40.53

  E 4:08: 04.15

  A 4:46: 15.23

  B 5:14: 12.93 7

  C 5:15: 20.23 4

  F / /

  得克萨斯大学的David Goldstein博士因而认为:“狮子座流星群对月球的袭击,是揭示月球水冰的另一条途径。”

  Goldstein博士分析道:“与‘月球探测器’相比,狮子座流星重量很轻、个子很小,但它们的速度却非常快。月球探测器在1999年7月31日撞击月球时的质量是160千克,其速度是每秒1.7千米;而狮子座流星的撞击速度达每秒72千米。这就意味着一颗即使是高尔夫球大小(其质量约为0.1千克)的狮子座流星亦将表现出与月球探测器同样的撞击效果。”

  由于月球缺乏一层实质性的大气,所以,流星对月球的撞击效果比对地球的要猛烈得多:对1千克重撞击将产生能量0.2亿焦耳。对于这样的撞击,从地球上看,就会有9~15级的闪光。

  美国亚利桑那大学月球与行星实验室的Jay Melosh算出了这批流星的单个质量为几十千克至几百千克,单个直径约1.5米。这批流星碎片加在一起,其直径为10~15米。

  既然所假设的质量为0.1千克的狮子座流星就能表现出与月球探测器同样的撞击效果,那么,事实上的几十千克重的单颗流星碎片,不就能有几百倍于月球探测器的撞击效果吗?

  人们不禁要问:高出几百倍的猛烈撞击,科学家们怎么还探测不到月球水冰的任何迹象呢?

  美国科学家对流星的这次撞击并没有撞击出水蒸气是这么解释的:

  “即使流星在月球北极撞到了水冰,我们也是看不清楚的。”

  “我们看到的不会是缓慢飘荡的水蒸气云,而将是电离了的、热的、也是无法看得见的等离子体。不过,这一点亦很难说,因为我们还没有做过如此高速的撞击模拟实验。”

  请注意:上述两点解释对于任何无水的星球都将是适用的,哪怕就是太阳!也就是说,只要拿出这两句遁词,任何人都可断言“太阳是有水的”。

  这,难道就是“太空找水的主流理论”!?必须提到的是,2006年9月3日欧空局的探测器“SMART”-1号成功撞击了月球。撞击的地点在月球的西经46.2度、南纬34.4度。

  链接:

  “SMART”-1号是欧洲首颗月球探测器,2003年9月发射升空,2004年11月抵达月球上空的近月轨道。此后,“SMART”-1号进入到距离月球表面470千米到2900千米的最终轨道,并在这一轨道上进行了大量科学试验。

  2006年10月20日,欧空局在网页上,也认定地球地面射电望远镜并没有观测到撞击后(图15)被撞击地区(图16 )存在厚冰的明显迹象。

  图15. SMART-1号成功撞击月球 图16. SMART-1号撞击区

  看来,月球不存在水体应当是肯定的了。

  …

  谨慎阶段

  尽管撞击验证处处失败,但是科学界仍然没有死心,仍然渴望着能在月球的阴冷黑暗的陨石坑中找到哪怕是一点点冰屑。虽然人们已不再渲染月球水冰,虽然人们已经懂得谨慎,但我们仍然能在目前发表的各国探月计划中强烈地感受到这种渴望。美国还在计划2008年10月发射卫星去撞击月球,希望借此进一步寻找月球存在水的证据。在这里,我们看到了西方顽强的永不言败的科学精神。他们在盼望奇迹发生,盼望2018年美国航天员再次登月后能亲手摸一摸陨石坑水冰,体验一下这冰冷而又温暖的奇特感觉。

  实践是检验真理的唯一标准。让我们拭目以待吧,让客观事实来评判吧,真理只有一个。月球到底有没有水冰会有结论的。

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