人類首次月球原位資源利用測試項目定檔，美國計劃明年執行任務
商業化資源開採的觸角，要伸到地球之外了。
隨着世界各國對太空資源的興趣日益濃厚，月球正逐漸成爲人類下一個開發的目標。明年，一艘小型着陸器將可能抵達月球南極，攜帶着一個重約 80 磅的鑽頭。這顆鑽頭將會深入月球的灰藍色風化層，嘗試探明從洞中挖出的月球塵埃中能找到多少水。
這就是被命名爲極地資源冰採礦實驗-1（Polar Resources Ice Mining Experiment-1，PRIME-1）的計劃。該項目由 NASA 與休斯頓太空探索公司 Intuitive Machines 合作開展，將是首次在月球上測試原位資源利用（In-situ Resource Utilization，ISRU），即就地直接利用月球上的資源。
圖丨 PRIME-1 項目官網（來源：NASA）
太空中的水，不僅是生命的基礎，也是火箭燃料的關鍵原料。在月球上利用這些水資源，是建立宜居基地的關鍵一步，將爲人類繼續探索火星、小行星帶，甚至更遙遠的太空打下基礎。
除了水資源，月球和小行星上還富含鐵、鎳、鋰和鉑等寶貴的礦物質，這些資源可用於建造宇宙飛船、工廠和火星基地。相對於渺小而資源有限的地球來說，這些太空資源在理論上可以說是難以窮盡。如天體物理學家尼爾·德格拉斯·泰森（Neil deGrasse Tyson）所說，第一位萬億富翁或許會誕生在太空中。
隨着人類太空探索的不斷深入，ISRU 的前景正愈發吸引天文學家和風險投資者的關注，而 PRIME-1 是其中最具代表性的項目之一。
PRIME-1 屬於 NASA 商業月球有效載荷服務（Commercial Lunar Payload Services，CLPS）的一部分，該計劃旨在通過商業合作伙伴向月球發射設備和探測器。CLPS 的目標是通過私營公司加速月球科學探測，從而幫助 NASA 降低成本、提高靈活性，並進一步開發人類的月球探測能力。
圖丨 PRIME-1 示意圖（來源：NASA）
PRIME-1 是 Intuitive Machines 承擔的第二項 CLPS 任務，任務計劃將一個名爲“TRIDENT”的鑽探設備送至月球南極，驗證在月球極端環境下進行資源開採的可行性。TRIDENT 鑽探設備能夠深入月球表面約 1 米，以獲取樣本，檢測水冰和其他揮發物的存在情況。這將是迄今爲止此類技術在月球上的首次展示。
除了 TRIDENT 鑽探設備，項目還配備了 MSolo（Mass Spectrometer observing lunar operations）質譜儀，用於分析鑽取樣本中的揮發物。該質譜儀將通過檢測揮發物來確認月球土壤中的水和其他關鍵資源。
PRIME-1 任務還將包括一個名爲 NIRVSS（Near-Infrared Volatiles Spectrometer System）的紅外光譜儀，用於實時監測鑽探過程中的揮發物排放。NIRVSS 將幫助科學家們瞭解月球表面不同區域的成分分佈，並更好地評估月球極地區域的資源潛力。
不過，研究人員並不完全清楚這些水冰的確切位置及其物理和化學形態。Intuitive Machines 的首席科學家 Ben Bussey 解釋道：“所以，我們並不知道開採起來到底有多容易。用陸地採礦業的術語來說，這就是‘資源’和‘儲備’之間的區別。”[3]
PRIME-1 配備的鑽頭和質譜儀是固定的，無法移動。因此，着陸點的選擇至關重要。
夏威夷行星科學研究所高級科學家 Norbert Schörghofer 對任務表示謹慎樂觀。他指出，在光學波長下，永久陰影區域並沒有發現冰的直接證據，因此前景並不確定。他說道：“這是一場賭博”，但如果運氣好的話，月球航天器硬件陣列有可能會找到月球冰。“着陸點的溫度太高，冰無法積聚，但如果富含冰的物質從附近的隕石坑噴出，它可能還能存活下來。”
除了鑽探任務外，PRIME-1 還將部署諾基亞提供的 4G/LTE 網絡，測試在月球上建立通信網絡的可能性，這將爲未來的人類月球基地提供通信支持。
此外，該項目還搭載了 NASA 支持的 Micro-Nova Hopper，這個小型探測器將在火箭驅動下繞月球跳躍，拍攝月球表面的高分辨率圖像，爲月球地質學研究提供數據。
圖丨 Micro-Nova Hopper 實物圖（來源：Intuitive Machines）
在跳躍過程中，Micro-Nova Hopper 將利用匈牙利 Puli Space Technologies 提供的中子光譜儀，首次直接測量月球表面的氫含量，這是判斷水存在的關鍵指標。
Bussey 補充說“Micro-Nova Hopper 還將飛入一個永久陰影的隕石坑，首次提供來自這些冷阱的表面信息。”
PRIME-1 的技術測試，將爲 NASA 後續的阿耳忒彌斯（Artemis）任務提供重要數據和技術支持，進而幫助美國重返月球。
這一項目背後的公司，Intuitive Machines 是一家位於美國得克薩斯州休斯頓的太空探索公司，成立於 2013 年，由多位曾在 NASA 有十年以上經驗的精英工程師創建。公司主營業務包括月球接入服務、軌道服務、月球數據服務及空間產品和基礎設施，致力於支持人類和機器人對月球、火星及更遠處的探索。
自 2018 年被 NASA 選中有資格參與 CLPS 項目以來，Intuitive Machines 已成功獲得多項任務合同，其中包括在 2024 年 2 月利用其“奧德修斯（Odysseus）”着陸器實現的歷史性軟着陸，成爲 50 多年來首個在月球軟着陸的美國探測器。
圖丨奧德修斯探測器離開地球（來源：Intuitive Machines）
今年 9 月 17 日，NASA 又宣佈與該公司簽下一份價值高達 48.2 億美元的“近太空網絡”合同，旨在爲月球周圍的任務提供通信和導航服務。通過建立月球中繼衛星網絡，爲未來的月球基地建設奠定通信和數據傳輸的基礎。
在近期的業績交流會議中，該公司表示，特朗普上任後，將與中國進入下一代太空競賽。發展可持續性的月球開發以及太空探索的戰略性地位或將得到提高。
再加上其前三季度營收同比大幅增長，達到 2023 年的兩倍以上。種種利好之下，Intuitive Machines 在最近兩週內股價從 8 美元迅速上漲至 12.4 美元，最新市值達到 7.8 億美元。
多家券商將公司目標價上調至 15 美元，並給予“買入”評級。不少分析師也看好其未來，甚至認爲 Intuitive Machines 有望成爲下一隻“十倍股”。
但與此同時，該公司表示二次登月任務 PRIME-1 將由此前宣佈的 2024 年 12 月或 25 年 1 月推遲至 25 年 2 月，但沒有給出具體日期。
而這項任務能否成功，取決於探測器能否遇到冰層，而這完全要靠運氣。
如果失敗，下一個前往月球南極探測水冰的項目，將會是中國於 2026 年執行的嫦娥七號計劃。
參考資料：
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/
運營/排版：何晨龍