创新方法推进月球冰层探索

ShadowCam探测月球表面冰层

夏威夷大学马诺阿分校海洋与地球科学技术学院（SOEST）下属的夏威夷地球物理与行星学研究所（HIGP）助理研究员李帅先前已在月球南北两极的永久阴影区内探测到水冰。李帅实验室的行星科学研究生乔丹·安藤领导的一项新研究，通过分析韩国航空航天研究院探路者月球轨道飞行器搭载的专业相机"ShadowCam"拍摄的图像展开探索。

月球极区陨石坑无法接收直射阳光，但撞击坑一侧反射的阳光可间接照亮另一侧。专为观测月球黑暗永久阴影区设计的ShadowCam相机，对月球表面反射的间接光线具有极高灵敏度。

"冰通常比岩石更明亮，即反射更多光线，"安藤解释道，"我们利用这台高灵敏度相机获取的优质图像，深入观测这些永久阴影区，探究其中的水冰是否会导致地表大面积增亮现象。"

虽然阴影区冰层未能显著提升地表亮度，但团队对ShadowCam图像的分析有助于修正月球表面可能存在的水冰储量预估。李帅先前的研究方法表明月表水冰含量在5%至30%之间，而ShadowCam图像分析将范围缩小——证实水冰占月表成分比例不到20%。

宇宙射线助力搜寻深层冰矿

除上述月表冰层研究外，夏威夷大学马诺阿分校HIGP研究所与物理天文系的另一科研团队近期在《地球物理研究快报》发表论文，提出探测月球两极深层冰矿床的创新方法。

"我们通过最新研究证实，利用自然存在的宇宙射线探测月球深层水冰的新技术具有可行性，"研究主要作者、HIGP博士后研究员艾米莉·S·科斯特洛表示，"这些超高能宇宙射线轰击月球表面并穿透下层，其释放的雷达波在深层冰岩交界处产生反射，据此可推断地下物质构成。"

团队采用先进计算机模拟技术，测试雷达波在月壤中的传播路径及其对潜在深层冰层的信息编码机制。

"这种月球水冰探测方法具有开创性意义，"共同作者克里斯蒂安·泰·乌多维西克在德州休斯顿举行的月球与行星科学会议上强调，"该技术依赖的高能物理学在全球仅有少数专家掌握，即便从事月球水冰探测的行星科学家听闻此法也常感惊异。"

HIGP与物理系研究人员正联合研制专门接收月球此类信号的雷达设备，目标于2026年初完成全系统测试。团队将寻求机会将设备送往月球，以期首次探测到月球深层大型水冰矿床。

"夏威夷正日益成为太空探索特别是月球探测的中心枢纽，"科斯特洛指出，"由夏威夷大学马诺阿分校科学家主导的这些项目，将为夏威夷的学生和专业人士提供引领并参与新兴航天产业的宝贵机遇。"