6月15日，國際科學期刊《自然·通訊》在線發(fā)布了我國嫦娥五號的一項重要研究成果，中國科學院國家天文臺研究員李春來、劉建軍和上海技術物理研究所研究員舒嶸領導的研究團隊，與地質與地球物理研究所、物理研究所、地球化學研究所等單位合作，在國際上首次將月球樣品的實驗室分析結果和月表就位探測的光譜數據相結合，檢驗了月球樣品中水的有無、形式以及含量多少，回答了嫦娥五號著陸區(qū)水的分布特征和來源問題，為遙感探測數據中水的信號解譯和估算提供了地面真值。
精心設計避免探測數據受到影響
月球有沒有水、有多少水、水是什么形式的、又來自哪里，這些問題一直存在著很大的爭議，同時也一直是月球科學研究的熱點。在嫦娥五號任務立項論證之初，研究團隊就提出將著陸器上的月球礦物光譜分析儀光譜范圍拓展到3.2微米，并實現了國際上首次月表水光譜吸收特征的就位探測(即原位探測)。
為了避免發(fā)動機羽流和太陽風轟擊月表時產生的動態(tài)“水”(羥基)給就位光譜分析帶來影響，研究團隊對獲取就位探測光譜數據的時機進行了精心設計：探測時機選擇在著陸6小時后，以避免嫦娥五號探測器著陸時發(fā)動機羽流的影響;探測時間選擇在月面溫度最高(約62—87攝氏度)的正午，這是因為正午月球溫度最高，最大限度地揮發(fā)了月表的動態(tài)“水”;光譜測量時月球(著陸區(qū))正處于地球磁場的保護中，屏蔽了太陽風，避免了太陽風轟擊產生動態(tài)“水”(羥基)的影響因素。
在這種環(huán)境下，嫦娥五號光譜儀能夠獲得“干凈”的“水”吸收光譜，經過嚴格的校正處理和分析，研究團隊發(fā)現嫦娥五號著陸區(qū)月壤中明顯含有羥基形式的“水”，但平均含量較低，濃度僅為約30ppm(百萬分之一)。
水在月球晚期巖漿活動中起到重要作用
月球樣品返回地球后，研究團隊在實驗室對返回月球樣品進行了系統(tǒng)分析，實驗室光譜分析再次驗證了羥基水的存在，但對“水”的存在形式、含量和來源等方面的研究，則需要詳細的礦物巖石學分析。
此前，在對阿波羅月球樣品研究后，研究人員認為月壤中(撞擊)膠結玻璃包含了太陽風長期注入形成的羥基物質，膠結玻璃的含量是影響月球樣品中“水”含量的重要因素。
我國返回樣品的實驗室分析表明，嫦娥五號月球樣品是一類年輕玄武巖，膠結玻璃含量很少(不足16%)，僅為阿波羅11號月球樣品的1/3，由此估算嫦娥五號月壤樣品中來自太陽風注入膠結玻璃形成的“水”不多于18ppm。
同時，嫦娥五號著陸區(qū)月壤樣品中外來撞擊濺射物含量也非常低，對月壤樣品中“水”的貢獻基本可以忽略不計。因此，嫦娥五號月壤樣品中肯定存在來源于月球內部的原生水。對嫦娥五號月球樣品的實驗室分析，發(fā)現了至少一種含水礦物——羥基磷灰石，其含量不均勻，折合樣品羥基水的含量從0ppm到179ppm不等(平均約17ppm)，證明了嫦娥五號月壤樣品中存在來自巖漿結晶過程的“水”，說明“水”在月球晚期巖漿活動過程中不僅存在，而且可能起到了非常重要的作用。
