🌙月球阴影区冰量远少于预期！
NASA ShadowCam最新发现颠覆旧认知
🔍 关键结论速览：
• 月球两极永久阴影陨石坑中未发现大面积纯净水冰层
• 冰以低浓度、小尺度、孤立分散形式存在（单个沉积体仅约20–50米）
• 冰丰度显著低于此前模型预测（<20%重量比，非“厚冰层”）
• 首次通过前向散射光特征确证微量冰信号——技术突破！
▲ 月球南极沙克尔顿陨石坑（直径19公里），南极点位于其边缘9点钟方向｜NASA/GSFC/亚利桑那州立大学
科学家们曾指出，月球两极深处永久阴影的陨石坑中可能存在丰富的水冰。但一项新研究表明，月球阴影区域的冰量比之前认为的要少。在这张月球南极地图中，你可以看到中心位置的沙克尔顿陨石坑——直径约12英里（19公里）。南极点本身大约在该陨石坑边缘的9点钟方向。这张地图是利用美国国家航空航天局（NASA）月球勘测轨道飞行器（LRO）上的LROC相机拍摄的图像制作而成。图片来源：NASAGSFC亚利桑那州立大学。
💡 科学背景小贴士：
永久阴影区（PSRs）是月球最冷之地（低至-250°C），阳光永不可达，理论上可长期封存挥发性物质如水冰。此前雷达与中子谱仪数据曾暗示“广泛富冰”，但缺乏直接光学验证。
▲ 月球阴影区域冰含量比预想的少｜NASA/KPLO/Danuri/ShadowCam
月球两极存在水冰沉积。这些冰位于黑暗、阴影笼罩的陨石坑中。但一项新研究显示，冰的含量比此前估计的要少。研究人员使用韩国探月轨道器（也称为丹uri）上的美国国家航空航天局ShadowCam仪器，观测月球深处的黑暗阴影区域。
⚠️ 为什么这很重要？
水 = 生命支持 + 燃料制造（电解制氢氧）+ 辐射屏蔽材料。阿尔忒弥斯计划载人登月（阿尔忒弥斯4号起）高度依赖原位水冰资源。若储量稀少，需重新评估着陆选址、钻探策略及补给方案。
▲ 月球阴影区域的冰含量比预想的少｜NASA/KPLO/Danuri/ShadowCam
月球上有多少水冰？这个问题对未来的月球探索至关重要。曾有一段时间，科学家们提到月球两极附近存在易于获取且可能储量丰富的表面水冰沉积层，这些沉积层本应位于两极永久阴影区的陨石坑中——那里是月球最黑暗、最寒冷的区域。但如今夏威夷大学马诺阿分校的研究人员证实了一项研究，该研究表明月球两极的冰量远少于我们之前的预期。月球两极仍可能是月球最大的冰储备地，但近期研究显示，这些沉积层的规模可能比早期估计的更小、分布更零散。
这项新研究的研究人员近期表示，月球永久阴影区陨石坑中的冰仅以低浓度或小型孤立沉积物的形式存在。研究人员使用了韩国探月轨道器（KPLO，又称Danuri）上NASA的ShadowCam仪器的数据。
🔭 ShadowCam黑科技揭秘
全球唯一专为极暗阴影区设计的超高灵敏度相机
不靠直射光，而是捕捉邻近坑壁散射的微弱阳光
首次实现对PSRs的立体多角度成像，识别冰特有前向散射光谱指纹
灵敏度达传统相机的200倍，可在<0.1 lux光照下成像
▲ 左：永久阴影区实景｜右：散射光揭示冰信号（蓝箭头处亮点）｜Li et al., UH Mānoa
这些发现可能会对未来人类的月球探索产生影响。宇航员将需要水资源，尤其是未来在月球表面建立栖息地时。如果可获取的水冰较少，任务规划者现在就需要了解这一点。一些水可以从地球携带，但月球原位水冰越多越好。阿尔忒弥斯2号的机组人员已完成绕月飞行并正在返回地球，他们没有登陆月球表面，但从阿尔忒弥斯4号任务开始，人类很快就会实现登月。
📚 权威发布
最新同行评审结果发表于国际顶级期刊：
《Science Advances》
DOI: 10.1126/sciadv.adhbtbs4
© 2026 天文志愿文章组 & 零度星系出品
阴影相机
ShadowCam提供了研究冰沉积的数据。由亚利桑那州立大学团队领导的美国国家航空航天局（NASA）资助的工程师专门为此任务设计了它。它能拍摄月球最暗阴影区域的细节图像。它通过捕捉从附近陨石坑壁反射的阳光来实现这一点。
与预期相反，研究人员在月球两极的永久阴影区域没有发现广泛存在的水冰的证据。这是针对重量占比超过20％30％的情况而言的。
月球其他地方的情况如何呢？此前的研究曾表明月球上存在更广泛的冰沉积。而且月球中纬度地区仍有可能存在一些水冰，但可能只是小而孤立的小块区域。此外，这种广泛分布的冰被认为不仅极其稀少，而且可能被锁在玻璃珠中或结合在矿物里。这与科学家们曾经希望在月球两极存在的厚冰层形成了对比。
ShadowCam观测表明，月球永久阴影区域可能不存在相对纯净的水冰，这意味着月球冰的丰度可能低于此前的预期。doi。orghbtbs4—ScienceXPhys。org发布。
ShadowCam观测表明，月球永久阴影区可能不存在相对纯净的水冰，这意味着月球冰的含量可能比之前认为的要少。doi。orghbtbs4
—ScienceXPhys。org（sciencex。bsky。social）2026年4月15日152004
比最初认为的冰更少
近期对ShadowCam图像的分析确实在月球两极发现了一些水冰，但数量不多。在高分辨率图像中，研究人员识别出了几处小型沉积层，大小约为65165英尺（2050米）。
这比之前的估计要小得多。
▲ 第一作者李帅（夏威夷大学马诺阿分校）｜图片由UH Mānoa提供
利用散射光观察冰
ShadowCam旨在观测月球上最黑暗的阴影区域。它可以利用散射的阳光来帮助看清黑暗中的细节。
岩石和尘埃散射光线的方式与冰不同。岩石和尘埃会将更多光线反射回其来源方向。但水冰会向前散射光线。而那些潜在的冰区确实表现出高反射率和独特的前向散射特性。这些光学特征与冰浓度超过10％的情况相符。
这项新研究的第一作者是李帅，他是夏威夷大学马诺阿分校海洋与地球科学技术学院夏威夷地球物理与行星学研究所的副研究员。他说：
“水冰不仅会使表面更亮，其散射光线的方式也是一种特征。通过使用立体观测从不同角度观察这些阴影陨石坑，我们首次探测到了这种独特的前向散射行为。我原本以为会发现更多明亮、富含冰的区域，所以发现的数量很少有点令人惊讶。但前向散射信号是一个真正令人兴奋的惊喜，因为它需要此前难以实现的立体观测技术。”
水冰不仅会让表面更亮，它散射光线的方式是一种特征。通过使用立体观测从不同角度观察这些阴影陨石坑，我们首次检测到了这种独特的前向散射行为。
我原以为我们会发现更多明亮、富含冰的区域。所以我们发现的数量很少，这有点令人惊讶。但前向散射信号是一个真正令人兴奋的惊喜，因为它需要立体观测，而这种观测只有在扩展任务期间才有可能实现。
▲ 水星北极冰沉积（黄点标记）｜NASA/Johns Hopkins APL/Carnegie Institution
与水星和谷神星的明显差异
这些发现有点神秘。其他一些无大气天体，比如水星和谷神星，其极地确实存在大量水冰。尽管月球的极地比水星或谷神星的极地更冷。谷神星位于火星和木星之间的小行星带深处。但水星离太阳这么近，怎么会有冰呢？
这是因为水星几乎没有大气层。由于没有大气，昼半球的热量无法被保留并传输到夜半球。因此，即使水星是离太阳最近的行星，夜半球仍然极其寒冷，温度低至零下292华氏度（零下180摄氏度）。
这项新研究还表明，当太阳风撞击水星时，炎热的昼侧表面有助于从太阳风中产生更多的水。另一方面，来自太阳风的空间风化、火山脱气以及撞击导致的岩层混合可能会破坏或掩埋表面冰层。
🔍 前方仍有希望：
• 许多已发现的小型冰矿床紧邻年轻陨石坑（<10亿年），暗示地下冰层可能更丰富
• Danuri探测器将在月食期间结束任务，但后续任务（如VIPER、PRIME-1）将开展实地钻探验证
• 月壤玻璃珠中“水合硅酸盐”等非冰形态水，或成新突破口
继续搜索
月球上更多水冰的搜索将继续进行。值得注意的是，科学家发现的许多小型矿床都位于年轻陨石坑附近。因此，地表之下可能存在更多冰。
这对未来的载人登月任务来说将是个好消息。正如之前所指出的，水对于任何长期驻留都是必不可少的。虽然迄今为止的结果表明月球表面的水冰区域相对较少，但研究团队预计在未来一段时间内会发现更多。在该探测器任务末期，Danuri探测器将在月食期间耗尽电池电量。
《纽约时报》上还有一篇不错的文章，配有可视化内容，讲述了人类重返月球为何重要，以及水在这些任务设计中所起的作用。
🌌 总结一句话：
NASA ShadowCam证实——月球阴影区冰量稀少，仅存微量、分散、低浓度沉积物，并非曾期待的“月球冰库”。
来源：利用ShadowCam在月球永久阴影区（PSRs）中寻找表层水冰
经由夏威夷大学马诺阿分校
BY: Paul Scott Anderson
FY: AI
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选文：天文志愿文章组-
：AI
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终审：天文志愿文章组-零度星系
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://earthsky.org/space/ice-in-moons-shadows-shadowcam-moon/
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