美国国家航空航天局（NASA）的月球开拓者（Lunar Trailblazer）航天器即将完成最后一个尖端科学仪器的集成。由牛津大学开发、英国航天局提供的月球热成像仪（LTM）将与高分辨率挥发物和矿物月球成像仪（HVM3）协同工作。这些仪器将共同帮助科学家全面研究月球的含水量，确定其丰度、位置和形态。

月球开拓者号由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院领导，质量约为440磅（200千克），完全展开太阳能电池板后仅有11.5英尺（3.5米）宽。这颗小卫星将依靠 LTM 仪器收集温度数据，从而揭示月球表面的热特性以及硅酸盐岩石和土壤的成分。HVM3 成像光谱仪由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室制造，将探测和绘制与 LTM 仪器相同区域的水的形态、丰度和位置。

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这里看到的是月球热成像仪（LTM）从英国运往美国之前的样子，它是美国宇航局月球开拓者号将携带的两台仪器之一。这个将于2023年发射的小型航天器在完全展开太阳能电池板后仅有11英尺（约合3.5米）宽，它还将携带高分辨率挥发物和矿物月球绘图仪（HVM³）。这两个仪器将协同工作，帮助探测和绘制月球表面的水，以确定水的丰度、位置、形态，以及水因位置和时间的不同而变化的方式和原因。资料来源：牛津大学

月球开拓者号将在阿耳特弥斯计划的人类登陆之前发射，它将传回有关月球水的信息，为未来的机器人和人类探索者提供地图指导。月球水的用途多种多样，既可以净化后作为饮用水，也可以加工成燃料和可呼吸的氧气。

图中所示的高分辨率挥发物和矿物月球绘图仪（HVM3）是将搭载在美国宇航局月球开拓者号上的两台仪器之一。这个将于2023年发射的小型航天器在完全展开太阳能电池板后仅有11.5英尺（3.5米）宽，它将探测和绘制月球表面的水，以确定水的丰度、位置、形态及其随时间的变化情况。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院

"月球开拓者任务将提高我们对我们的天然卫星的认识，以及我们如何利用其资源来支持未来的探索，"英国航天局太空探索主管利比-杰克逊（Libby Jackson）说。"支持那些将推动人类有机会深入太空的任务和能力是我们的优先事项之一，因此看到 LTM 仪器准备好发射令人激动"。

月球开拓者于2019年被NASA的SIMPLEx（行星探索小型创新任务）计划选中，该航天器将作为Intuitive Machines公司第二次机器人月球着陆器任务（IM-2）的辅助载荷发射。这次发射还将携带 NASA 的极地资源冰矿实验-1 号地表下冰钻，预计不会早于 2024 年初。

位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司的洁净室里，美国国家航空航天局的月球开拓者号刚刚安装完第二台也是最后一台科学仪器--月球热成像仪。航天器上的绿色胶带将在发射前拆除。图片来源：洛克希德-马丁航天公司

到达月球轨道后，月球开拓者号将使用 HVM3 探测月球地貌上不同形式水的光谱指纹（或反射太阳光的波长）。LTM 将同时扫描这些绘制区域，以形成可用于确定月球表面温度特征的图像。通过在一天的不同时间测量相同的地点，月球开拓者将确定这个没有空气的天体上的水量是否会发生变化。

据认为，一些水分子可能被锁在月球岩石和碎石（破碎的岩石和尘埃）中，特别是那些含有硅酸盐的水分子，硅酸盐是月球上最丰富的矿物。其他水分子可能会移动，并以冰霜的形式在寒冷的阴影中短暂沉淀。随着太阳在月球日期间在天空中位置的变化，阴影也会移动。这导致冰升华，转化为水蒸气，而不经过液态阶段。当水分子在月球极其稀薄的大气层中移动到其他寒冷的地方时，它们会再次沉淀为冰霜。

最有可能存在大量水冰的地方是月球两极始终寒冷的永久阴影环形山，它们是科学和探索的关键目标。

图为2023年6月，NASA的月球开拓者号在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司进行热真空室（TVAC）测试。图片来源：洛克希德-马丁航天公司

牛津大学LTM仪器科学家尼尔-鲍尔斯（Neil Bowles）说："LTM精确测绘月球表面温度，而HVM3仪器则寻找水分子的光谱特征。结合两台仪器的测量结果，我们可以了解表面温度对水的影响，从而加深我们对月球上这些分子的存在和分布情况的了解。"

LTM 将利用四个宽带红外通道提供约零下 265 华氏度到 266 华氏度（零下 165 摄氏度到 130 摄氏度）的月球表面温度图。当航天器在上空运行时，该仪器将扫描月球表面，形成多光谱图像。与此同时，11 个窄红外通道还将测绘构成月球表面岩石和碎屑的硅酸盐矿物成分的微小变化，从而提供更多有关月球表面由什么构成以及这可能如何影响水的存在量的信息。

月球开拓者号正在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德-马丁航天公司进行最后的组装和测试，该航天器最近完成了模拟恶劣太空环境的热真空室测试。现在，月球开拓者号上的两台仪器都已与航天器集成，正在进行最后的系统级测试，即将运往佛罗里达州进行最后的发射准备工作。

关于任务的更多信息

JPL负责管理月球开拓者号，加州理工学院负责监督其科学调查和运行。由加州理工学院为美国国家航空航天局管理，JPL还提供系统工程、任务保证、HVM3仪器以及任务设计和导航。洛克希德-马丁航天公司根据与加州理工学院签订的合同，提供航天器并集成飞行系统。

SIMPLEx 任务调查由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室管理，是华盛顿美国宇航局总部发现计划的一部分。该计划在美国宇航局总部科学任务局行星科学部开展空间科学调查。

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