月球先驅者已發射!為期兩年任務,將探測月球水資源的一切

本文經授權轉載自友站臺北市立天文科學教育館文/ 許晉翊 

地球一瞬,世界各地正發生這些大小事。

註:本文為單一事件快訊報導,非深度文章

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月球先驅者(Lunar Trailblazer,暫譯為月球先驅者)是一顆小型月球軌道衛星,隸屬於 NASA 的SIMPLEx 計畫(Small Innovative Missions for Planetary Exploration),其目標是探測並繪製月球表面的水資源分布,以研究水的形式、豐度與位置如何與月球地質相關,該任務旨在加深對月球水資源及其水循環的理解。

它已於2025年2月27日作為IM-2任務的次要載荷發射成功,該任務屬於 NASA「商業月球有效載荷服務」(CLPS, Commercial Lunar Payload Services)計畫的一部分。在發射後,這顆小型衛星將花費數個月的時間抵達月球軌道,該計畫的首席科學家為加州理工學院教授Bethany Ehlmann。


以下是關於該任務的六大重點:

1. 「月球先驅者」將繪製高解析度的月球水資源地圖

近年來,科學家發現月球表面含有一定量的水,但對其具體性質仍所知有限,「月球先驅者」的任務便是確定水的分布、形式、數量及變化,該衛星將提供迄今最詳盡的月球水資源地圖,並透過兩年的主要觀測任務,幫助科學家理解太陽系內無大氣環境天體上的水循環。

2. 兩大尖端科學儀器

  1. 「高解析度揮發物與月球礦物探測儀」(HVM3, High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper)由噴射推進實驗室(JPL)研製,該紅外光譜儀能夠偵測與繪製月球表面礦物及水的光譜特徵。

  2. 「月球熱影像儀」(LTM, Lunar Thermal Mapper)由英國牛津大學建造、英國太空總署(UK Space Agency)資助,該多光譜紅外成像儀可測量月球表面的熱特性和礦物分布。

這兩項儀器將共同繪製水的豐度、位置及存在形式的詳細地圖,並追蹤水的分布如何隨時間及溫度變化。

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3. 以低能量轉移技術前往月球

「月球先驅者」體積約如洗碗機大小,重量約200公斤,完全展開太陽能板時寬3.5公尺。由於其推進系統相對較小,航行設計採用一種稱為「低能量轉移」的技術,利用太陽地球及月球的引力,以最節能的方式抵達月球,根據發射時間不同,航行時間將介於四至七個月之間。

4. 探測月球南極最黑暗的區域

「月球先驅者」將進入適合探測月球南極的軌道,並利用HVM3探測那些極端黑暗的永久陰影區,這些隕石坑數十億年來從未受到陽光直射,可能蘊藏大量冰凍水。HVM3可透過隕石坑壁反射的微弱光線,觀測隕石坑底部的水冰,若發現大量冰儲存於這些區域,未來人類登月計畫可能將其作為資源開採地點。

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5. 高風險、低成本的探索任務

「月球先驅者」於2019 年入選NASA「小型創新行星探索任務」(SIMPLEx, Small Innovative Missions for Planetary Exploration)計畫,該計畫允許小型低成本科學衛星與主要任務共乘火箭。此類任務雖然經費較低,但接受較高風險,並降低管理及監督要求,讓NASA得以執行原本難以負擔的科學探索計畫。

6. 其數據將助力未來月球探索任務

透過該衛星提供的水資源數據,未來太空人可開採月球冰以獲取水資源,進而製造氧氣火箭燃料。此外,這些水樣本也能用來分析其來源,進一步揭開月球水資源的起源之謎。