在月球南極找水，為載人登月準備，今年第三次探月看點不少

【環球時報特約記者 晨陽】隨着美國“阿爾忒彌斯”登月計劃的推進，2025年成為月球探測的超級大年——今年剛過去兩個月，分屬美國和日本的兩個月球探測器就已經飛向月球，第三批月球探測器也於美國當地時間26日升空。美國“太空”網站稱，這次踏上奔月之旅的“雅典娜”探測器計劃在月球南極着陸，並嘗試尋找對於開發月球至關重要的水資源。

瞄準月球南極

“太空”網站稱，美國東部時間26日19時16分許（北京時間27日8時16分許），美國“直覺機器”公司研發的“雅典娜”月球探測器搭乘美國太空探索技術公司的“獵鷹9”號運載火箭從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空。美國國家航空航天局（NASA）隨後確認該探測器成功進入預定軌道，並飛向月球。

報道強調説，這是“直覺機器”公司研製的第二個月球探測器。去年2月22日，該公司首個月球探測器“奧德修斯”成功在月球着陸，不但創造了首個在月球上成功着陸的私營公司航天器的紀錄，還成為1972年美國“阿波羅17”號登月任務結束以來，首個成功落月的美國探測器。不過“奧德修斯”在降落過程中因為激光測距系統故障，在月面着陸時發生側翻，導致部分天線和太陽能電池板無法按預定設計打開，因此影響了整體的供電和通信能力，最終提前幾天結束了探測任務。“直覺機器”公司高級副總裁特倫特·馬丁表示，“雅典娜”探測器汲取了之前的經驗教訓，“我們一切都準備好了。這次我們希望能夠更精準地着陸。”

美國有線電視新聞網（CNN）26日稱，如果一切順利，“雅典娜”探測器將在大約一週後降落在月球南極地區。報道稱，該探測器的着陸目的地是靠近月球南極的蒙斯·穆頓高原，預定着陸區距離月球南極約60公里，NASA科學任務局副主任尼基·福克斯在發射前的新聞發佈會上表示，這是迄今為止，最接近月球南極的着陸點。之所以選擇在這裏着陸，除了該地區被認為可能藴含大量可開採水冰資源外，這裏還有開闊的視野可以保證充足的陽光照射，確保“雅典娜”探測器在大約10天的任務中有充足的電力供應。但報道承認，探測器想要安全抵達目的地將面臨很多挑戰，因為月球南極地區密佈各種隕石撞擊坑和火山口，因此可能很難找到一片平坦的、適合安全着陸的地形。

值得注意的是，“雅典娜”探測器是NASA商業月球有效載荷服務（CLPS）計劃的一部分，該計劃旨在通過商業合作，藉助私營航天企業將科學和技術設備送往月球，為後續的“阿爾忒彌斯”登月計劃提供支持。福克斯表示：“我們對‘雅典娜’探測器在技術演示中提交的科學成果感到非常興奮，這將為人類重返月球以及前往火星做好準備。”

“跳躍”式機器人受關注

美國“太空新聞”網站介紹稱，“雅典娜”探測器是大小類似街頭電話亭的六足着陸器，搭載有10台NASA的科學儀器，主要任務是在月球南極尋找水資源。該探測器的“極地資源冰開採實驗1”（PRIME-1），包括兩個獨立的儀器：用於探索新地形的表岩屑冰鑽（TRIDENT）和用於觀察月球操作的質譜儀（MSolo）。着陸完成後，首先由表岩屑冰鑽深入月表以下不同深度並測量對應的月壤温度，這將有助於驗證與温度、深度相關的月壤熱力學參數；同時通過收集月球岩石樣本，以回答有關月球岩石特性的問題，這將有助於為後續的“阿爾忒彌斯”計劃在月球修建基礎設施提供關鍵信息，因為該計劃強調就地利用月球資源的“月球原位開發”。

收集到最深地下約1米的樣本後，由質譜儀分析、識別和量化在月球表面或下方發現的揮發物（或容易蒸發的氣體），包括水、氧氣、可能的水沉積物和其他化學物質。NASA希望瞭解月球南極地表以下是否有足夠豐富的水冰資源以供未來宇航員使用，這是“阿爾忒彌斯”載人登月計劃的核心部分之一。

為了實現在“月球找水”這個目標，還有兩個“微型夥伴”一路陪伴“雅典娜”探測器的月球勘測之旅，包括名為“移動自主勘探平台”（MAPP）的迷你月球車，和名為“格蕾絲”的“跳躍”式機器人。後者的設計非常有意思，本質上更類似於火箭動力的無人機。“直覺機器”公司介紹説，為了在確保任務安全的同時儘可能擴大探測範圍，因此在設計時選擇讓“雅典娜”探測器降落在相對安全、平坦的區域進行初始操作，然後釋放搭載的迷你月球車和“跳躍”機器人前往更具挑戰性的地區。其中“格蕾絲”將進入月球車無法抵達、更具挑戰性的地形，例如陡峭的火山口收集數據。考慮到月球表面沒有空氣，無法像在地球或火星那樣直接利用旋翼提供升力，因此“格蕾絲”採用了火箭為跳躍提供動力。

特倫特·馬丁介紹説，預計“雅典娜”探測器在月球表面上着陸約14小時後，“格蕾絲”將進行第一次“跳躍”，目標是達到約20米的高度並居高臨下收集地面探測數據；着陸約62小時會進行第二次“跳躍”，但這次的目標是約50米的高度；着陸後的86小時將嘗試最高的“跳躍”，跳到100米的高度；此後“格蕾絲”將根據之前的勘測數據，跳入約20米深的火山口或隕石坑。科學家認為，月球隕石坑或火山口被遮蔽的部分終日不見陽光，很可能隱藏有水冰資源，但此前從來沒有機會能夠實際勘測，“格蕾絲”此次將提供更直接的證據。

完成對火山口/隕石坑底部的考察後，“格蕾絲”將再次跳回月面。特倫特·馬丁表示，“我們將測試能否在深坑底部20米的地方通過無線電與‘格蕾絲’交換數據。如果通信中斷，它將在45分鐘的任務預定時間結束後嘗試自行跳出；或者測量坑底温度，如果温度達到設定的臨界點，它也會自行跳出。”

NASA也對“格蕾絲”寄予厚望，認為它經過驗證的能力可以在快速繞過陡峭的斜坡、巨石和隕石坑等障礙時發揮重要作用，“這是支持月球和其他行星（包括火星）勘測任務的寶貴能力”。

為何美國重視探測月球水資源

CNN稱，除了為在月球找水的“雅典娜”外，這次“獵鷹9”號還搭載有NASA的多個探測器，其中“月球開拓者”軌道器將進入月球軌道，繪製月球表面的水冰沉積物地圖。NASA表示，該探測器的數據將與“雅典娜”探測器在月球表面收集的信息相互印證，“我們收集的數據將回答有關月球上水分佈的基本問題，併為未來登陸月球的探測器和宇航員任務提供更精準的地圖”。

之所以NASA對於月球水資源分佈如此感興趣，除了它對於未來的月球資源開採非常有用外，月球水冰還可以用來製造生物呼吸所需的氧氣甚至火箭燃料，同時也具有重要的科學意義，例如瞭解月球水循環的機理，併為地球如何以及何時獲得水等問題提供線索。

在“雅典娜”探測器之前，今年1月發射的美國螢火蟲太空公司研製的“藍色幽靈”探測器計劃於3月2日嘗試在月球表面降落，同時升空的日本Resilience月球着陸器選擇了另一條奔月路線，將在數月後在月球着陸。 

NASA表示，“奧德修斯”“藍色幽靈”“雅典娜”和此前失敗的“遊隼”號月球探測器，都屬於商業月球有效載荷服務，“這些迅速、具有成本效益的商業月球任務將在NASA主導的‘阿爾忒彌斯’計劃實施前，提高我們對月球環境的理解。”但這種商業化項目也帶來不少額外的隱憂，相比NASA主導的大規模科研任務，商業公司往往受制於成本，難以投入足夠資源確保任務質量，因此美國商業月球探測任務近年遭遇不少挫折。