出品/星动无极

NASA 通过其“月球表面有效载荷与研究调查”(PRISM)计划,选定行星科学研究所(PSI)主导的 GIMLI 任务,探勘月球风暴洋区域的马里乌斯月坑(Marius Lunar Pit)。该任务将利用商业月球载荷服务(CLPS)提供的着陆器与巡视器,在月面直接调查这个可能通往地下熔岩管的天窗,为未来宇航员栖息地选址积累数据。

GIMLI 全称为 Geophysical Instruments for Marius Lunar pit Investigation。任务首席研究员是 PSI 副主任兼资深科学家 Than Putzig,合作方包括挪威航天局,机器人设备与仪器主要由 Honeybee Robotics 研制。NASA 通过 PRISM 提供任务经费,并通过 CLPS 解决着陆器与巡视器平台。这一模式与 NASA 近年来推动的商业月球探测路径一致:由商业公司负责运输,科研机构负责科学载荷。

马里乌斯月坑位于月球正面风暴洋(Oceanus Procellarum)区域,是月球地质多样性最丰富的区域之一。此前的月球轨道器观测发现了类似天窗的地形特征,科学家推测这些“坑”可能是古代熔岩管顶部的塌陷开口,内部或许存在稳定的地下空间。如果 GIMLI 能够确认熔岩管的存在并测量其规模,这类洞穴有望成为未来月面基地的候选选址,可为宇航员提供辐射屏蔽和温度稳定的环境。

月球表面昼夜温度变化剧烈,白天可达约 120 摄氏度,夜晚降至约零下 130 摄氏度,同时没有大气层和磁场防护,宇航员长期暴露将面临辐射风险。熔岩管若确实存在,其顶部岩石层可能提供天然屏蔽,内部温度波动也远小于表面。这些特性使月球洞穴成为建造居住舱、储藏设施和科研站的潜在地点,可能比在月表直接建设更节省材料和能源。

GIMLI 搭载的仪器包括探地雷达、地震传感器、用于探测地下结构的重力仪,以及拍摄月坑壁和表面影像的相机。这些仪器组合使用,既能寻找地下空腔,也能在未发现大型洞穴的情况下,帮助判断马里乌斯月坑的形成机制。PSI 高级科学家、GIMLI 副首席研究员 Gareth Morgan 表示,确认熔岩管的存在将有助于理解月球火山活动历史,而熔岩管在地球上也是玄武质火山作用的常见产物。

NASA 的阿尔忒弥斯计划目标是在本十年末建立可持续的月面存在。除了重点关注的南极-艾特肯盆地,月球洞穴也被列为潜在栖息地选址。GIMLI 是这一选址工作的组成部分。PSI 首席执行官 Amanda Hendrix 称,GIMLI 代表了 PSI 一直追求的行星科学方向:把长期通过轨道观测研究的科学问题,转化为在月面直接探测的方法。

任务还计划重新引入主动源地震探测技术。上一次在月球上使用该技术还是阿波罗任务期间。Than Putzig 表示,将主动源地震与探地雷达、重力测量结合,可以更好地理解地下特性,包括预测从马里乌斯月坑延伸出的熔岩管。即使最终未发现延伸洞穴,GIMLI 获取的数据仍可回答关于月坑形成和区域火山历史的关键问题。

CLPS 模式是 NASA 月球探测策略的核心机制。该计划将着陆器服务外包给商业公司,由 Astrobotic、Intuitive Machines、Firefly Aerospace、Draper 等企业按合同执行。GIMLI 任务将通过这一机制获得月面运输能力,但 NASA 尚未公布具体由哪家 CLPS 承包商承运。这意味着任务的发射日期、着陆精度和月面操作窗口,将在选定着陆平台后才能最终确定。

NASA 近年来密集增加月球探测任务。今年 7 月,NASA 宣布为四项新的商业月面着陆任务提供近 6 亿美元资金,计划 2028 年底实施。加上此前已规划的 CLPS 任务,到 2029 年 NASA 计划开展超过 20 次月面着陆。GIMLI 的加入,使月球洞穴探测成为这套任务组合中的独立科学线索。

GIMLI 目前处于选定阶段,尚未公布具体发射时间和 CLPS 承运商。下一步将完成载荷与着陆平台的接口设计、任务方案细化以及发射窗口协调。月球洞穴是否适合建基地,最终取决于 GIMLI 在月面测得的第一手数据。