下一波于2020年飛往火星的機器人浪潮可能會為科學家們提供對地球最近的鄰近星球的前所未有的了解。但是，在地球自己的月球上，離家更近的地方還有許多懸而未決的謎團。

上周在舊金山舉行的AGU秋季會議上，行星科學家提出了新的見解，它們對被困在月球黑暗隕石坑中的化學物質以及它們在那里收集所必需的條件進行了研究。研究人員說，這項研究可以幫助科學家了解這些化學物質是否可能成為未來登月任務的潛在資源。

地球繞太陽運動時繞其軸傾斜。這意味著，在任何給定的時刻，地球的一個極點都比另一個極點更靠近太陽(這解釋了為什么美國人前往海灘而澳大利亞人則向上傾斜)。但是地球的月亮不會像這樣傾斜。取而代之的是，在月球兩極附近有隕石坑，它們從未受到過任何陽光照射。這些隕石坑永久地被寒冷的黑暗所吞沒，被適當?shù)胤Q為冷阱。

月球的隕石坑是數(shù)十億年來一直墜入月球的彗星的傷痕。這些彗星由水蒸氣，二氧化碳和甲烷等化合物制成。如果沒有像地球這樣的大氣層的保護，這些化學物質中的大多數(shù)會在陽光下分解并逃逸到太空中。但是，如果這些化學物質(因其低沸點而被稱為揮發(fā)物)最終落入月球的冷阱中，則它們可以保持凍結狀態(tài)數(shù)十億年。

約翰·霍普金斯大學的行星科學家達娜·赫爾利(Dana Hurley)說：“了解揮發(fā)物和這些冷阱的存量確實有利于成為潛在資源。”如果人類曾經在月球上建立定居點，他們可以用水來消費，以甲烷為燃料。在一項新的研究中，海莉和她的同事研究了揮發(fā)物在月球冷阱中收集所需的條件。

識別冷阱中的揮發(fā)物具有挑戰(zhàn)性，因為它們被籠罩在黑暗中。十多年來，NASA的月球偵察軌道器(LRO)一直在測量來自恒星和太空氫的微弱紫外線，并反射出月球的冷阱。2019年，科學家檢查了一個名為Faustini的隕石坑的反射數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)了與冰相對應的反射突變，但是他們認為這可能表明二氧化碳的存在。

為了了解未知揮發(fā)物是二氧化碳的可能性，Haley決定探索首先需要多少二氧化碳才能使其最終進入冷阱。“對于您在月球某個地方釋放的每個二氧化碳分子，有多少百分比會使其進入法庭陷阱并粘在那里?”赫爾利解釋。

利用來自NASA LRO的有關冷阱尺寸和溫度的數(shù)據(jù)，Haley進行了概率分析，稱為蒙特卡洛模擬，以確定將多少二氧化碳排放到冷阱中。赫爾利說：“我釋放出粒子，然后按照它們的軌跡運動。”她考慮了分子在到達冷阱之前會被陽光分解的可能性。

海莉的模型預測，在月球上釋放的所有二氧化碳中，有15%到20%的任何地方都會被困在冷阱中?？紤]到冷阱的表面積相對較小，這比以前的預測要高，對于Hurley而言，這是一個非常令人驚訝的結果。