李丹明，李 毅

(兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室，兰州730000)

1 引言

载人登陆火星往返火星的时间太长且代价太大，应建设具备长期驻人条件的火星基地。为此，必须解决火星基地中人居环境所必不可少的水源问题，显然从地球运送水去火星是不可行也不可取的方法。有必要基于火星原位资源利用(In-Situ Resource Utilization，ISRU)理念开展火星水冰开采、土壤水分提取、大气水分子收集等途径与方法的研究工作，为未来驻人火星基地的选址及水资源的利用提供技术基础。

存在于火星大气中的水分子也属火星的水资源，从火星大气中提取水蒸气是可行的，然而水分在大气中含量较少，占比仅为0.03%。对火星水资源探测研究表明，火星地表的水资源主要存在于火星北极与南极的冰冠以及火星的土壤中。2007年美国科学家唐纳德·拉普在全面回顾了火星某些地区近地表面存在HO的证据，HO在高纬度地区以冰的形式存在，在低纬度地区以冰或者近地表面岩层中含水矿物的形式存在。火星近地表面是指火星表岩层顶部到地下最多2 m处，理论模型和探测数据的结果非常有力地说明了近地表面的HO在火星高纬度地区分布广泛，并且探测数据显示HO在某些区域已接近赤道纬度附近。目前，科学研究认为，火星极区附近土壤中存在大量水冰，赤道附近土壤中水含量约为3%～8%。NASA在2015年做出的关于火星原位资源利用的综述报告中给出了奥德赛号火星探测器利用伽马光谱仪对火星表面米级深度中氢存在的探测结果，而氢的存在则被解读为存在某种形式的水。……