随着世界各国对太空资源的兴趣日益浓厚，月球正逐渐成为人类下一个开发的目标。明年，一艘小型着陆器将可能抵达月球南极，携带着一个重约 80 磅的钻头。这颗钻头将会深入月球的灰蓝色风化层，尝试探明从洞中挖出的月球尘埃中能找到多少水。这就是被命名为极地资源冰采矿实验-1（Polar Resources Ice Mining Experiment-1，PRIME-1）的计划。该项目由 NASA 与休斯顿太空探索公司 Intuitive Machines 合作开展，将是首次在月球上测试原位资源利用（In-situ Resource Utilization，ISRU），即就地直接利用月球上的资源。太空中的水，不仅是生命的基础，也是火箭燃料的关键原料。在月球上利用这些水资源，是建立宜居基地的关键一步，将为人类继续探索火星、小行星带，甚至更遥远的太空打下基础。除了水资源，月球和小行星上还富含铁、镍、锂和铂等宝贵的矿物质，这些资源可用于建造宇宙飞船、工厂和火星基地。相对于渺小而资源有限的地球来说，这些太空资源在理论上可以说是难以穷尽。如天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森（Neil deGrasse Tyson）所说，第一位万亿富翁或许会诞生在太空中。随着人类太空探索的不断深入，ISRU 的前景正愈发吸引天文学家和风险投资者的关注，而 PRIME-1 是其中最具代表性的项目之一。PRIME-1 属于 NASA 商业月球有效载荷服务（Commercial Lunar Payload Services，CLPS）的一部分，该计划旨在通过商业合作伙伴向月球发射设备和探测器。CLPS 的目标是通过私营公司加速月球科学探测，从而帮助 NASA 降低成本、提高灵活性，并进一步开发人类的月球探测能力。PRIME-1 是 Intuitive Machines 承担的第二项 CLPS 任务，任务计划将一个名为“TRIDENT”的钻探设备送至月球南极，验证在月球极端环境下进行资源开采的可行性。TRIDENT 钻探设备能够深入月球表面约 1 米，以获取样本，检测水冰和其他挥发物的存在情况。这将是迄今为止此类技术在月球上的首次展示。除了 TRIDENT 钻探设备，项目还配备了 MSolo（Mass Spectrometer observing lunar operations）质谱仪，用于分析钻取样本中的挥发物。该质谱仪将通过检测挥发物来确认月球土壤中的水和其他关键资源。PRIME-1 任务还将包括一个名为 NIRVSS（Near-Infrared Volatiles Spectrometer System）的红外光谱仪，用于实时监测钻探过程中的挥发物排放。NIRVSS 将帮助科学家们了解月球表面不同区域的成分分布，并更好地评估月球极地区域的资源潜力。不过，研究人员并不完全清楚这些水冰的确切位置及其物理和化学形态。Intuitive Machines 的首席科学家 Ben Bussey 解释道：“所以，我们并不知道开采起来到底有多容易。用陆地采矿业的术语来说，这就是‘资源’和‘储备’之间的区别。”[3]PRIME-1 配备的钻头和质谱仪是固定的，无法移动。因此，着陆点的选择至关重要。夏威夷行星科学研究所高级科学家 Norbert Schörghofer 对任务表示谨慎乐观。他指出，在光学波长下，永久阴影区域并没有发现冰的直接证据，因此前景并不确定。他说道：“这是一场赌博”，但如果运气好的话，月球航天器硬件阵列有可能会找到月球冰。“着陆点的温度太高，冰无法积聚，但如果富含冰的物质从附近的陨石坑喷出，它可能还能存活下来。”除了钻探任务外，PRIME-1 还将部署诺基亚提供的 4G/LTE 网络，测试在月球上建立通信网络的可能性，这将为未来的人类月球基地提供通信支持。此外，该项目还搭载了 NASA 支持的 Micro-Nova Hopper，这个小型探测器将在火箭驱动下绕月球跳跃，拍摄月球表面的高分辨率图像，为月球地质学研究提供数据。图丨 Micro-Nova Hopper 实物图（来源：Intuitive Machines）在跳跃过程中，Micro-Nova Hopper 将利用匈牙利 Puli Space Technologies 提供的中子光谱仪，首次直接测量月球表面的氢含量，这是判断水存在的关键指标。Bussey 补充说“Micro-Nova Hopper 还将飞入一个永久阴影的陨石坑，首次提供来自这些冷阱的表面信息。”PRIME-1 的技术测试，将为 NASA 后续的阿耳忒弥斯（Artemis）任务提供重要数据和技术支持，进而帮助美国重返月球。这一项目背后的公司，Intuitive Machines 是一家位于美国得克萨斯州休斯顿的太空探索公司，成立于 2013 年，由多位曾在 NASA 有十年以上经验的精英工程师创建。公司主营业务包括月球接入服务、轨道服务、月球数据服务及空间产品和基础设施，致力于支持人类和机器人对月球、火星及更远处的探索。自 2018 年被 NASA 选中有资格参与 CLPS 项目以来，Intuitive Machines 已成功获得多项任务合同，其中包括在 2024 年 2 月利用其“奥德修斯（Odysseus）”着陆器实现的历史性软着陆，成为 50 多年来首个在月球软着陆的美国探测器。图丨奥德修斯探测器离开地球（来源：Intuitive Machines）今年 9 月 17 日，NASA 又宣布与该公司签下一份价值高达 48.2 亿美元的“近太空网络”合同，旨在为月球周围的任务提供通信和导航服务。通过建立月球中继卫星网络，为未来的月球基地建设奠定通信和数据传输的基础。在近期的业绩交流会议中，该公司表示，特朗普上任后，将与中国进入下一代太空竞赛。发展可持续性的月球开发以及太空探索的战略性地位或将得到提高。再加上其前三季度营收同比大幅增长，达到 2023 年的两倍以上。种种利好之下，Intuitive Machines 在最近两周内股价从 8 美元迅速上涨至 12.4 美元，最新市值达到 7.8 亿美元。多家券商将公司目标价上调至 15 美元，并给予“买入”评级。不少分析师也看好其未来，甚至认为 Intuitive Machines 有望成为下一只“十倍股”。但与此同时，该公司表示二次登月任务 PRIME-1 将由此前宣布的 2024 年 12 月或 25 年 1 月推迟至 25 年 2 月，但没有给出具体日期。而这项任务能否成功，取决于探测器能否遇到冰层，而这完全要靠运气。如果失败，下一个前往月球南极探测水冰的项目，将会是中国于 2026 年执行的嫦娥七号计划。参考资料：
1.https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20230007582/downloads/SRR%20PRIME-1.pdf
2.https://www.planetary.org/space-missions/clps
3.https://spacenews.com/ice-hunting-lunar-trailblazer-im2-nearly-ready-january-2025-launch/
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