中國科學院國家空間中心太陽活動與空間天氣全國重點實驗室的科研團隊，在月球南極水冰穩定性研究領域取得重要突破。該團隊通過構建精細化的月球極區水冰熱穩定性模型，首次揭示了沙克爾頓撞擊坑及其周邊區域水冰的長期保存機制，相關成果已發表于國際權威期刊《行星科學雜志》。
研究聚焦于月球南極沙克爾頓區域，該地區因永久陰影區的存在被視為水冰資源富集區，也是我國嫦娥七號探測任務的重點候選著陸區。科研團隊突破傳統模型局限，創新性地引入低溫環境下月壤導熱系數隨溫度變化的動態參數，結合月球表面輻射收支平衡原理，構建了能夠精確模擬極區極端熱環境的物理模型。通過高分辨率數值模擬，團隊首次繪制出該區域水冰穩定性的空間分布圖譜，揭示了光照條件、地形坡度與月壤溫度之間的耦合關系對水冰保存的關鍵影響。
模擬結果顯示，沙克爾頓撞擊坑邊緣永久陰影區存在多個水冰穩定富集帶，其分布特征與局部地形坡度密切相關。在特定坡度區間（15°-25°）的陰影區域，水冰因受到雙重保護機制——既避免直接太陽輻射又維持適宜的低溫環境——而具有最佳穩定性。研究還發現，月壤中微米級孔隙結構對水冰的吸附作用顯著增強了其抗升華能力，這一發現修正了以往基于理想化月壤假設的穩定性評估標準。
該成果為嫦娥七號任務提供了關鍵科學支撐。研究團隊提出的穩定性評估體系可直接應用于探測器著陸點選址，通過識別水冰高概率存在區域，可顯著提升原位探測效率。模型預測的穩定區分布與美國月球勘測軌道飛行器（LRO）的雷達探測數據具有高度一致性，驗證了模型的科學可靠性。目前，團隊正與航天器載荷設計團隊緊密合作，將研究成果轉化為探測任務的具體實施參數。
這項研究不僅深化了對月球水冰資源分布規律的認識，更開創了極區揮發分穩定性研究的新范式。通過整合多學科觀測數據與先進數值模擬技術，研究團隊成功構建了從微觀月壤性質到宏觀熱環境演化的完整分析鏈條，為未來月球基地建設和水冰資源開發奠定了重要理論基礎。
