地球上的生命離不開水，水也是太空人環遊太陽系的必需品。但水太沉重，帶著它乘坐航天器旅行很不划算，因此最好盡可能從目的地獲取水。
值得慶幸的是，月球上的確有些水——而且天文學家在SOFIA 機載觀測台的幫助下找到了其確切位置。
SOFIA（Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy）是一架曾在泛美航空和聯合航空的商業航線上服務過的波音747SP飛機，加裝了一個2.5米直徑的反射望遠鏡，在41,000 呎（約 12,496 米）的高空進行紅外線天文學研究。SOFIA於2022年9月完成了它的最後一次飛行。
它所獲得的觀測數據被用來繪製了月球南極附近水分子的詳細分布圖。這些結果2月22日被《行星科學雜誌》（Planetary Science Journal）接受，並在3月舉行的年度月球和行星科學會議（Lunar and Planetary Science Conference）上公布，它回答了月球地質學和未來人類探索的一個關鍵問題：月球上的水在哪裏？
SOFIA可直接探測水分子
NASA2010年，LCROSS任務首次引發了人們對月球南端的興趣，當時 LCROSS太空船上的雷達發現了冷凍水，儲存在陽光無法到達的地方，比如隕石坑底部。印度月球探測器的一系列後續觀測為月球水提供了進一步的證據，但有一個問題——天文學家發現的水分子（H2O）可能是氫和氧的不同排列，稱為羥基（OH，hydroxyl）。然而，SOFIA有能力搜索更廣泛的分子特徵，這意味著它可以掃瞄明確的水分子的標誌，而不是可能與羥基相混淆的東西。
「SOFIA所獲得的這些觀測數據很重要，因為它們明確地繪製了月球上水分子的分布圖。」這項新研究的合著者、NASA月球科學家凱西霍尼博爾（Casey Honniball）說。準確的冰區地圖可以幫助行星科學家區分水在月球表面移動的不同方式，並了解水這種生命的必需成份最初是怎樣到達月球的。
「我們在陰暗的地方看到更多的水，那裏的地表溫度較低。」SOFIA主任兼該論文的第一作者威廉T雷奇（William T. Reach）說。這類似於背向太陽的滑雪場能夠保留更多的積雪。研究人員正在考慮兩種主要情景來解釋月球上水的來源：撞擊月球的彗星所蒸發的水，或古老火山礦物中的水。SOFIA數據目前還不足以縮小來源的範圍。雷奇補充道，這些都只是基於觀測做出的猜測，並未形成明晰的答案。
儘管其團隊仍未查清水的來源，但探索的過程對未來人類太空探索大有裨益。未參與該項目的加州大學洛杉磯分校行星科學家泰勒霍瓦特（Tyler Horvath）表示，科學家對月球南極存在水越來越有信心，也因此我們下一步探索月球的目標地點集中在南極地區。
SOFIA數據奠定堅實基礎
不幸的是，SOFIA無法繼續繪製月球水的地圖，因改裝後的這架波音747和上面的望遠鏡現已退役，存放在亞利桑那州圖森市的皮馬航太博物館（Pima Air & Space Museum in Tucson, Arizona）。「我希望這些結果有助於為開發另一個這樣的機載天文台鋪平道路。」霍瓦特說。
儘管該項目提前結束，但SOFIA在最後一次飛行中完成了對月球以及其它天體目標的大量觀測。事實上，它產生了如此多的數據，以至於科學家們仍在對數據進行分類。霍尼博爾說，基於SOFIA數據所做的發現「將持續數年」，並且可以讓團隊為未來的任務做好準備，所有這些任務都圍繞著有關水的課題。一些典型的例子包括今年稍晚將發射的加州理工學院的月球開拓者軌道飛行器、NASA月球極地探測車Viper，當然還有美國的阿爾忒彌斯登月計劃，目標是把人類送往在月球的南部地區，或許2025年就可實現。
這些即將開展的項目還承諾將月球土壤樣本帶回地球的誘人前景，這是自阿波羅計劃以來從未發生過的事情。「在實驗室裏，即使是一個顆粒也像一個世界，講述著月球上物質的歷史和變遷。」雷奇說。
在實驗中親手研究來自月球的冰樣本最終可以確定水在月球上的存在形態。
在那之前，行星科學家們將繼續研究 SOFIA的月球數據，儘可能地搾取其中最後一滴信息。◇
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