牛津大學（University of Oxford）製造的一款開創性熱成像相機即將搭乘美國國家航空暨太空總署（NASA）的月球開拓者（Lunar Trailblazer）任務發射升空，該任務旨在尋找月球上的水源。

這幅藝術家的概念圖描繪的是美國太空總署的月球開拓者號在距離月球表面約60 英里（100 公里）的月球軌道上。 太空船僅重440 磅（200 公斤），太陽能板完全展開時寬11.5 英尺（3.5 公尺）。 資料來源：美國國家航空暨太空總署

這個小型太空船將掃描月球表面，尋找隱藏的水冰，特別是在南極有陰影的隕石坑中，未來的太空人可能會在那裡找到可持續的水源。 這項任務將利用尖端感測器，包括英國開發的月球熱成像儀，繪製迄今為止最詳細的水地圖，為未來的探索和深空旅行提供重要數據。

2月26日星期三，牛津大學物理系研究人員設計的熱成像相機將作為美國國家航空暨太空總署（NASA）月球開拓者任務的一部分發射到月球。 該任務旨在繪製月球上的水源圖，幫助科學家了解月球水循環，並為未來的機器人和人類探索提供重要數據。

美國國家航空暨太空總署（NASA）的月球開拓者號（Lunar Trailblazer）在科羅拉多州利特爾頓的洛克希德-馬丁航天公司（Lockheed Martin Space）的無塵室中與第二台也是最後一台科學儀器–月球熱成像儀（Lunar Thermal Mapper）集成後不久便投入使用。 航天器上的綠色膠帶將在發射前拆除。 圖片來源：洛克希德-馬丁公司月球開拓者號

進入軌道後，這個重達200 公斤（約440 磅）、與洗衣機差不多大小的太空船將每天以50 公尺（約165 英尺）的解析度對月球表面進行12 次掃描。 利用最先進的儀器，它將重點關注月球的主要特徵，包括月球南極的永久陰影環形山，那裡可能蘊藏大量的水冰–可能有6 億噸。 如果得到證實，這些水冰可以淨化後用作飲用水，或加工成燃料和可呼吸的氧氣，使長期月球任務變得更加可行。

牛津大學行星實驗小組開發的月球熱成像儀（LTM）是這項任務的關鍵組成部分。 這個先進的儀器將測量月球表面溫度並分析構成月球地形的礦物質，幫助確認水的存在和位置。 LTM將與NASA/JPL的高解析度揮發物和礦物月球繪圖儀（HVM3）一起，繪製出迄今為止最詳細的月球表面水地圖。

月球開拓者資料收集資訊圖。 資料來源：Filo Merid for Lunar Trailblazer

月球開拓者是美國國家航空暨太空總署（NASA）2019 年行星探索小型創新任務（SIMPLEx）的入選項目，該項目為低成本科學太空船與選定的主要任務搭便車提供了機會。 該太空船將作為直覺機器公司（Intuitive Machines）領導的計劃中的月球著陸器任務的輔助有效載荷發射，實際上是搭了較大型航天器的便車，後者將嘗試在月球上軟著陸。

由於飛船的引擎相對較小，其計畫軌道將利用太陽、地球和月球的引力引導其進入最終軌道–這種技術被稱為低能量轉移。 火箭助推器提供的動力將推動太空船在被重力拉回之前越過月球，進入深空。 然後，太空船將利用小型推進器的爆發力緩慢地修正軌道，直到距離月球表面約60 英里（100 公里）的位置。 月球開拓者號需要四到七個月的時間才能到達最終軌道。

LTM由牛津大學物理系行星實驗小組建造，英國航太局和科學、創新與技術部（DSIT）為其提供了310萬英鎊的資助。 對該團隊來說，建造LTM是其50年來為太空飛行和紅外線熱成像相機開發組件的最新成就，包括用於火星、土星和月球任務的組件。 LTM的組件由英國多家學術機構和公司生產（詳情如下），這項集體努力彰顯了英國在太空探索和科學研究方面的領先地位。

2025 年2 月初，在位於佛羅裡達州肯尼迪航天中心的SpaceX 有效載荷處理設施中，NASA 的”月球開拓者”號在加註燃料並安裝到EELV 次級有效載荷適配器（ESPA）環上之前，坐在旋轉固定裝置上。 ESPA環是一種適配器，用於在運載火箭上發射次級有效載荷。 任務中的兩個科學儀器清晰可見。 在這裡，航天器以發射狀態水平安裝在ESPA環上。 圖片來源：SpaceX

牛津大學物理系月球熱成像儀儀器科學家尼爾-鮑爾斯（Neil Bowles）教授說：

“月球熱成像儀是在牛津設計、製造和測試的，這次發射對我們整個團隊來說都是一個重要時刻。對溫度的測量將有助於確認在HVM3的測量中是否存在水信號，這兩台儀器將共同繪製月球的組成圖，向我們展示以前只被暗示過的細節”。

這項任務還可以揭示月球上為什麼會有水。 可能的原因包括：彗星和”濕小行星”撞擊月球；古代火山爆發從月球內部排出水蒸氣；或太陽風中的氫與月球上的氧結合。 月球開拓者號的研究結果將揭示哪種假設更有可能。

英國航太局重大計畫負責人勞倫-泰勒（Lauren Taylor）說：

“英國太空總署非常高興能夠參與美國國家航空暨太空總署（NASA）的月球開拓者任務。我們與牛津大學合作開發月球熱成像儀，展示了英國在太空探索和科學研究方面的領先地位。這項任務將提供有關月球水資源的寶貴數據，為未來的人類任務提供支持，並增進我們對月球環境的了解。”

編譯自/ ScitechDaily