一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
美國火星車採用能源自給的方式供電
三、測控技術
嫦娥三號和其它月球著陸器因為面向地球，可以實現直接的通信和遙測控制。嫦娥四號是通過設置在拉格朗日L2點的鵲橋中繼衛星來實現間接的遙測通信。但在月球極地的深坑中，通訊信號就無法傳遞到地球，也不能通過鵲橋來中繼，因為信號都被阻擋了。
要想實現著陸器與外界的通信只有兩個辦法：一是在坑的上部邊緣設置信號中轉基站，這意味著極其精確的極地著陸技術；另一個是在月球極地軌道上等距離設置四顆以上的信號中繼衛星，三顆衛星肯定是不夠的。否則著陸器只能與地面斷續地傳遞信號。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
美國火星車採用能源自給的方式供電
三、測控技術
嫦娥三號和其它月球著陸器因為面向地球，可以實現直接的通信和遙測控制。嫦娥四號是通過設置在拉格朗日L2點的鵲橋中繼衛星來實現間接的遙測通信。但在月球極地的深坑中，通訊信號就無法傳遞到地球，也不能通過鵲橋來中繼，因為信號都被阻擋了。
要想實現著陸器與外界的通信只有兩個辦法：一是在坑的上部邊緣設置信號中轉基站，這意味著極其精確的極地著陸技術；另一個是在月球極地軌道上等距離設置四顆以上的信號中繼衛星，三顆衛星肯定是不夠的。否則著陸器只能與地面斷續地傳遞信號。
鵲橋中繼星不適用於未來的永久陰影區探索
四、更加強大自主的機器人
我們知道美國的火星車已經能夠做到一定程度的自主探測，這是因為地球與火星之間相距遙遠，訊號單向傳輸時間最長可達22.4分鐘，一個來回需要45分鐘，因此火星車被設計成可以做些簡單的自主行進及探測動作。嫦娥4號在著陸過程中以及玉兔2號的移動探測也已經實現了部分自主。
但在月球永久陰影區裡卻完全是另外一種情形，這裡的邊坡陡峭、怪石嶙峋、土壤鬆散，你完全無法預料機器人會遇到什麼樣的險情，也無法在地面模擬它（二者的重力相差6倍）。因此一個高度靈活並完成複雜攀登工作的強大機器人是完成任務的必要條件。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
美國火星車採用能源自給的方式供電
三、測控技術
嫦娥三號和其它月球著陸器因為面向地球，可以實現直接的通信和遙測控制。嫦娥四號是通過設置在拉格朗日L2點的鵲橋中繼衛星來實現間接的遙測通信。但在月球極地的深坑中，通訊信號就無法傳遞到地球，也不能通過鵲橋來中繼，因為信號都被阻擋了。
要想實現著陸器與外界的通信只有兩個辦法：一是在坑的上部邊緣設置信號中轉基站，這意味著極其精確的極地著陸技術；另一個是在月球極地軌道上等距離設置四顆以上的信號中繼衛星，三顆衛星肯定是不夠的。否則著陸器只能與地面斷續地傳遞信號。
鵲橋中繼星不適用於未來的永久陰影區探索
四、更加強大自主的機器人
我們知道美國的火星車已經能夠做到一定程度的自主探測，這是因為地球與火星之間相距遙遠，訊號單向傳輸時間最長可達22.4分鐘，一個來回需要45分鐘，因此火星車被設計成可以做些簡單的自主行進及探測動作。嫦娥4號在著陸過程中以及玉兔2號的移動探測也已經實現了部分自主。
但在月球永久陰影區裡卻完全是另外一種情形，這裡的邊坡陡峭、怪石嶙峋、土壤鬆散，你完全無法預料機器人會遇到什麼樣的險情，也無法在地面模擬它（二者的重力相差6倍）。因此一個高度靈活並完成複雜攀登工作的強大機器人是完成任務的必要條件。
月球極地山巒疊嶂，坡陡坑深
至於說將宇航員派到那裡，一百年內是想都不要想。
五、採樣及返回技術
如果月球著陸器不能完成採樣後的就地化學分析，並將信號傳輸回地球，我們就需要讓它有能力從深坑裡發射升空，並且將樣品帶回地球，這也需要相當複雜的技術做保證。
總結：
我們已經知道月球表面存在水，這些水對未來可能的月球基地和深空任務非常重要，我們不僅要發現它、找到它，還需要仔細分析它的成分，最終實現工業化的開採。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
美國火星車採用能源自給的方式供電
三、測控技術
嫦娥三號和其它月球著陸器因為面向地球，可以實現直接的通信和遙測控制。嫦娥四號是通過設置在拉格朗日L2點的鵲橋中繼衛星來實現間接的遙測通信。但在月球極地的深坑中，通訊信號就無法傳遞到地球，也不能通過鵲橋來中繼，因為信號都被阻擋了。
要想實現著陸器與外界的通信只有兩個辦法：一是在坑的上部邊緣設置信號中轉基站，這意味著極其精確的極地著陸技術；另一個是在月球極地軌道上等距離設置四顆以上的信號中繼衛星，三顆衛星肯定是不夠的。否則著陸器只能與地面斷續地傳遞信號。
鵲橋中繼星不適用於未來的永久陰影區探索
四、更加強大自主的機器人
我們知道美國的火星車已經能夠做到一定程度的自主探測，這是因為地球與火星之間相距遙遠，訊號單向傳輸時間最長可達22.4分鐘，一個來回需要45分鐘，因此火星車被設計成可以做些簡單的自主行進及探測動作。嫦娥4號在著陸過程中以及玉兔2號的移動探測也已經實現了部分自主。
但在月球永久陰影區裡卻完全是另外一種情形，這裡的邊坡陡峭、怪石嶙峋、土壤鬆散，你完全無法預料機器人會遇到什麼樣的險情，也無法在地面模擬它（二者的重力相差6倍）。因此一個高度靈活並完成複雜攀登工作的強大機器人是完成任務的必要條件。
月球極地山巒疊嶂，坡陡坑深
至於說將宇航員派到那裡，一百年內是想都不要想。
五、採樣及返回技術
如果月球著陸器不能完成採樣後的就地化學分析，並將信號傳輸回地球，我們就需要讓它有能力從深坑裡發射升空，並且將樣品帶回地球，這也需要相當複雜的技術做保證。
總結：
我們已經知道月球表面存在水，這些水對未來可能的月球基地和深空任務非常重要，我們不僅要發現它、找到它，還需要仔細分析它的成分，最終實現工業化的開採。
現有的火星車都不適用於月球極地的深坑環境
月球表面的水大多存在於南北兩極的永久陰影區，這裡終年不見陽光、溫度極低，難以接近。因此各國對月球水冰的研究都處於利用軌道器進行遙測分析的階段。
要想實現對永久陰影區水冰的採樣與分析，將面臨一系列複雜的技術難題，這需要科學家們花費大量的時間一項一項地加以解決，同時也離不開龐大的資金支持，這決不是僅投資幾億美元、航天探索正處於蹣跚學步階段就能完成的任務。
一系列的研究表明，在月球南極和北極的某些地區有可能存在大量的水。這對於未來有可能建設的月球科研基地，以及以月球為基地向深空發射航天器來說是一件好事情，因此世界各國的科學家們都試圖找到它。
月球上的水
在相當長的時間裡，月球都被認為是一顆極度乾燥的星球，它沒有全球性的強磁場，也幾乎沒有大氣（它所有的氣體加起來也不超過10噸），當陽光照射到月面時，月表溫度可以高達120℃，而在漫長的月夜，它的表面溫度下降到-180℃。一般認為，在如此惡劣的環境下，是不可能有液態或固態水存在的。
月球南極與背面艾特肯盆地（嫦娥4號著陸區）
儘管每24小時會有5噸的太空小顆粒（包括彗星顆粒）降落到月球表面，這些微粒中可能攜帶著水分子，但強烈的太陽射線會對水分子進行光解，把它分解為氫離子和氧離子，然後太陽風會把這些離子吹散到太空中，將乾燥的灰塵留給月球。
科學家們曾經在阿波羅15號攜帶回的月球火山灰晶體樣子中發現過水分子的蹤跡，這並不奇怪，如前所述，月球由地球分離而來，它距離地球很近，地球上有水，月球上理應存在過大量的水。既然月球表面的水因為陽光的分解而消失，在那些太陽照射不到的地方，比如說月表之下的深處，或者在月球兩極的永久陰影區裡，理論上會存在水。這些水不會蒸發，它們應該是極低溫的水冰。
M3探測儀顯示月球坑底有可能存在水
月球的永久陰影區
與地球不同，月球的自轉軸傾斜的角度非常小。我們知道地球赤道面相對於黃道面的軸向傾斜角有23.44°，這給我們帶來了四季交替；但月球相對於黃道面的軸向傾斜僅為1.5424°，也就是說月球的赤道總是正對著太陽，而在月球兩極的一些深坑中，永遠都不會有陽光照射到。這裡被稱為月球的永久陰影區。
月球自轉軸與地球的相對夾角
月球的北極與南極在地形地貌上存在少許差異，月球北極Peary Crater邊緣的四個山區可能在整個夏季都會被照亮，形成永恆之光的頂峰。南極沒有這樣的區域，這裡更多的是火山口與巨大的隕石坑，在這些坑中永遠都不會有陽光照射到。
由於月球的內核已經冷卻，火山死亡，因此不會有地熱。永久陰影區的溫度低至-238℃~-247℃，這是目前已知在太陽系中最冷的溫度，它甚至比冥王星表面還要冷。並且這樣的低溫一直維持了至少十幾億年。
月球南極點的永久陰影區，中間的沙克爾頓隕石坑直徑19公里
在如此極端的溫度之下，水分子不會蒸發或昇華，如果當初月球表面曾經存在水，它們會在這些永恆黑暗的寒冷深坑中聚集，並且永遠保存下去。
通過繞月探測器對月球長時間的測量，以及計算機對測量結果的模擬計算表明，月球兩極的永久陰影區總面積高達14000平方公里，是上海市總面積（6339平方公里）的兩倍多。
永久陰影區裡有多少水？它到底是以什麼形態存在？會像我們地球表面冰封的湖面嗎？這一切都是未知數。因為多年以來沒人實地到達那裡，一次也沒有過。大家都是通過間接數據進行推測，沒有直接的結論證明。
月球北極點的永久陰影區，這裡地形複雜
對永久陰影區的探索
2009年6月，美國宇航局發射了月球勘測軌道器LRO，主要目標是對月球進行基礎科學發現。LRO在50-200公里的極地軌道環繞著月球運行。但LRO上搭載的可見光相機LROC並不能清楚拍攝到永久陰影區內部的影像，因為那裡光線實在太微弱了。
2008年，印度向月球發射了“月船1號（Chandrayaan-1）”飛船，飛船上搭載了美國NASA的“月球礦物製圖儀（Moon Mineralogy Mapper）”又稱M3。科學家們使用這臺成像光譜儀在反射的太陽光下觀察到羥基（·OH）共有的吸收線，從而證實了月球極地地表水冰的存在。
M3探測儀對90%月面掃描的結果顯示在極地地區存在羥基
同樣在2009年6月，NASA還向月球發射了一顆月球坑觀測和遙感衛星（LCROSS），它攜帶了一個巨大的撞擊器“半人馬”，用於探測月球南極永久陰影區裡的水冰。同年10月9日，2305千克重的“半人馬”以2.5千米/秒的速度撞擊南極Cabeus隕石坑，巨大的撞擊能量濺起了約350噸的月球物質。通過對這些物質的光譜分析，科學家們認為其中大約含有155千克的水，由此推斷Cabeus隕石坑中大約含有濃度為“5.6±2.9％質量”的水。通過進一步的推算，科學家們認為在月球的永久陰影區裡，總共將有超過6億噸的水冰。
LCROSS飛船和它的“半人馬”撞擊器（左下方）
月球水的存在形式
月球上的水到底是以什麼形態存在的？它究竟是像地球上一樣純淨的冰塊，還是混雜在月壤中的細小冰晶，或者只是含有化學鍵合水分子的無機鹽？無論是M3還是LCROSS都無法給出準確的答案。它們都是通過吸收光譜檢測揮發物質中包含的氫氧根離子，並不能在空中看到水。
要想知道那些深藏在月球極地陰冷深坑中水的形態，就必須到達月面，進入到那些坑洞中挖掘土壤進行分析。這想起來容易，做到卻很難。
月球極地可能存在水的區域
如何到達永久陰影區？
大半個世紀以來，美、俄、中三個國家總共向月球發射了數十顆探測器，這些探測器大多著陸於月球南北緯45度線範圍之內。之所以這些科技發達的國家沒有選擇深入月球兩極，其中最主要的一個原因就是那裡的情況太過於惡劣，以人類現有的技術成功的把握很低，風險極大。
月球著陸器到達永久陰影區尋找水冰，都需要哪些條件和技術呢？
一、抗低溫技術
前文已經介紹了，永久陰影區裡沒有太陽光，因此它的溫度長年在-238℃以下，有的地方甚至達到-247℃，在如此極端低溫下，無論是航天器的材料還是電子設備將面臨極大考驗。
嫦娥4號著陸器
許多金屬材料和化學材料長時間處在超低溫環境下會發生脆化，它的強度會急劇下降，潤滑劑失去作用；外部傳感器和內部電子設備會失靈。抗超低溫技術的研發是件耗資巨大且收益甚微的工作，任何機構在對其撥款之前都會三思。
現有衛星和空間站的背陰面溫度也比較低，但它在技術上並不難解決，並且它始終會有朝向太陽的一面，只需要做好隔熱及熱交換就可以了，而在月球的永久陰影區著陸，你只能倚靠內部加熱來解決。
二、能源自給
月球永久陰影區裡沒有陽光，著陸器無法依賴太陽能電池供電。因此需要為此設計大功率的核能電池來為其提供能源，同時核能電池也可以為內部電路供應熱能。這已經有相對成熟的技術，看起來不難做到。
美國火星車採用能源自給的方式供電
三、測控技術
嫦娥三號和其它月球著陸器因為面向地球，可以實現直接的通信和遙測控制。嫦娥四號是通過設置在拉格朗日L2點的鵲橋中繼衛星來實現間接的遙測通信。但在月球極地的深坑中，通訊信號就無法傳遞到地球，也不能通過鵲橋來中繼，因為信號都被阻擋了。
要想實現著陸器與外界的通信只有兩個辦法：一是在坑的上部邊緣設置信號中轉基站，這意味著極其精確的極地著陸技術；另一個是在月球極地軌道上等距離設置四顆以上的信號中繼衛星，三顆衛星肯定是不夠的。否則著陸器只能與地面斷續地傳遞信號。
鵲橋中繼星不適用於未來的永久陰影區探索
四、更加強大自主的機器人
我們知道美國的火星車已經能夠做到一定程度的自主探測，這是因為地球與火星之間相距遙遠，訊號單向傳輸時間最長可達22.4分鐘，一個來回需要45分鐘，因此火星車被設計成可以做些簡單的自主行進及探測動作。嫦娥4號在著陸過程中以及玉兔2號的移動探測也已經實現了部分自主。
但在月球永久陰影區裡卻完全是另外一種情形，這裡的邊坡陡峭、怪石嶙峋、土壤鬆散，你完全無法預料機器人會遇到什麼樣的險情，也無法在地面模擬它（二者的重力相差6倍）。因此一個高度靈活並完成複雜攀登工作的強大機器人是完成任務的必要條件。
月球極地山巒疊嶂，坡陡坑深
至於說將宇航員派到那裡，一百年內是想都不要想。
五、採樣及返回技術
如果月球著陸器不能完成採樣後的就地化學分析，並將信號傳輸回地球，我們就需要讓它有能力從深坑裡發射升空，並且將樣品帶回地球，這也需要相當複雜的技術做保證。
總結：
我們已經知道月球表面存在水，這些水對未來可能的月球基地和深空任務非常重要，我們不僅要發現它、找到它，還需要仔細分析它的成分，最終實現工業化的開採。
現有的火星車都不適用於月球極地的深坑環境
月球表面的水大多存在於南北兩極的永久陰影區，這裡終年不見陽光、溫度極低，難以接近。因此各國對月球水冰的研究都處於利用軌道器進行遙測分析的階段。
要想實現對永久陰影區水冰的採樣與分析，將面臨一系列複雜的技術難題，這需要科學家們花費大量的時間一項一項地加以解決，同時也離不開龐大的資金支持，這決不是僅投資幾億美元、航天探索正處於蹣跚學步階段就能完成的任務。
印度“月船2號”登月，止於想象
科學研究工作既需要高瞻遠矚，更需要腳踏實地，任何的浮誇與不切實際的幻想都將是對科學的褻瀆，也必然會傷害其自身。