Interlune公司正在研发机器人,用于采集月球表面一种可能对地球产生重大影响的宝贵气体。

在Interlune公司的展厅里,一个3英尺宽的桌面模型展现了这家西雅图初创公司计划在月球上建造的采矿作业的微缩版,宛如一幅田园诗般的场景。模型中,方方正正的无人驾驶车辆刮取月球表层的泥土,并将其碾碎,释放出含有珍贵氦气的气体。轮式平台上安装的太阳能电池板则负责发电。在展厅一侧,一个类似军用导弹发射器的箱子里装满了小型火箭,这些火箭可以将装有氦气的瓶子送回地球。
Interlune公司正在做的事情绝非儿戏。氦-3是工业上极具价值的同位素,与我们用来填充派对气球的气体同位素类似,但在地球上却十分稀少。据Edelgas集团的一份报告显示,2024年氦-3的售价将达到每升2500美元,约合每公斤1900万美元。Interlune公司首席执行官罗伯·梅耶森预计,仅需五台采矿机,未来就能每年生产至少10公斤氦-3,价值近2亿美元。
该公司要实现这一目标面临着重重挑战。虽然月球上的氦-3含量较高,但仍然远未达到富集的程度。即使Interlune公司能够找到氦-3浓度较高的月球区域,要收集到具有商业可行性的氦-3数量,就意味着需要研发并向月球运送能够清除数百万吨月壤(覆盖在月球表面的松散碎屑,是数十亿年来微陨石撞击形成的)的机器。而且这些机器必须自主运行,无需地面人员进行维修,因为它们扬起的尘土比地球上任何东西都更具磨蚀性。“这是我们将会非常擅长的领域之一,”梅尔森告诉《福布斯》杂志。
压缩机发出刺耳的呼啸声,夹杂着尖锐的啸叫,宣告着公司另一项成功关键设备的到来:超低温蒸馏设备。Interlune公司预计,从月壤中碾碎的气体中,氦-3的含量将不足1%——据估计,氦-3的含量仅为十亿分之一到十亿分之几。为了将其与气球中的氦气和氢气分离,他们将所有气体冷却到零下450华氏度以下,此时其他气体将液化,氦-3即可被虹吸出来。
“这可能是我们遇到的最棘手的问题,但我们正在取得巨大的进展,”Interlune 的首席技术官 Gary Lai 说。
科罗拉多矿业大学空间资源学教授克里斯·德雷尔表示,即使Interlune公司能够建立其首个月球采矿营地,其经济可行性仍然是个未知数,因为其设备的成本和可靠性尚不明朗,而且这些因素与月壤中氦-3的实际浓度也存在关联。“如果他们最初几次尝试都无法盈利,我不会感到惊讶。但随着时间的推移,或许他们最终能够盈利。”
许多初创公司正在开发利用月球上的水和矿物来制造火箭推进剂或建造建筑物的方法,例如 Starpath 和 iSpace。另一些公司则希望在小行星上开采贵金属,例如 AstroForge,以减少对地球的开采需求。尽管面临诸多挑战,Interlune 或许是最有希望在短期内通过向地球输送资源来建立商业模式的公司之一——部分原因是它目前已经找到了将其技术商业化的方法。
鉴于氦-3重量轻、价值高,它被广泛认为是理想的起始元素。氦-3在太阳的炽热环境中产生,并由太阳风带到月球上,而太阳风则受到地球大气层和磁场的排斥。科学家们已经找到了收集核武器和核电站中氚衰变产生的氦-3的方法,但每年产量不足20公斤。
氦-3主要用于安检扫描仪,以探测核弹或走私放射性物质产生的中子。自9/11事件以来,数万台探测器已部署在港口和边境检查站。
但也有人对其强大的冷却能力趋之若鹜。谷歌、亚马逊和IBM等公司正在利用氦-3将量子计算机的温度降至接近绝对零度,从而提高其运行效率。
终极目标是利用氦-3作为燃料,通过聚变产生能量,而且不会产生辐射。

Interlune 已获得 1800 万美元融资,其中包括由 Reddit 联合创始人 Alexis Ohnanian 的 Seven Seven Six 领投的 1500 万美元种子轮融资(预计于 2024 年完成)。合伙人 Katelin Holloway 认为开发月球氦-3 势在必行,她相信 Interlune “卓越”的管理团队拥有执行其计划所需的经验。该公司由前杰夫·贝佐斯旗下蓝色起源公司总裁 Meyerson 和曾负责蓝色起源公司“新谢泼德”火箭项目的 Lai 领导,已为其试点采矿项目签约了两家客户,该项目计划于 2029 年向月球发射一台挖掘机。负责管理美国氦-3 供应的美国能源部今年春季与 Interlune 签署了一份合同,订购 3 升氦-3,将于 2029 年以市场价格交付。此外,为量子计算机制造制冷系统的 Maybell 公司也已同意在未来十年内购买数千升氦-3。
Interlune公司要实现这个目标,还需要更多资金。至于具体金额,梅尔森拒绝透露。德雷尔目前正与Interlune公司合作开展一项NASA的研究项目,他估计该公司需要数亿美元而非数十亿美元,才能部署其设想的完整采矿系统——包括五台挖掘机、加工设备、为其供电的太阳能电池阵列以及往返运输工具。
该公司计划在登月之前,通过寻找其技术的地球应用,从付费客户那里获得部分资金。Interlune公司正在向从天然气中提取氦气的公司推销其蒸馏设备,以分离其中微量的氦-3。梅耶森认为,他们可以逐步提高产量,达到每年一公斤,价值约2000万美元。

另一个近期可行的业务是:在地球上制造太空尘埃。Interlune公司需要大量注入气体的模拟月球风化层来测试其采矿设备,其他公司和政府机构也渴望购买这种模拟物来测试他们自己的太空设备。Interlune公司已获得德克萨斯州太空委员会480万美元的拨款,用于开发和大规模生产风化层模拟物。
Interlune公司的发起人和精神领袖是89岁的前宇航员哈里森·施密特,他担任公司执行主席。施密特是唯一一位登上月球的地质学家,他曾参与1972年美国最后一次载人登月任务——阿波罗17号。自20世纪80年代以来,他一直倡导月球氦矿开采。他曾带领威斯康星大学的团队探索氦-3聚变的可能性,并开发了采矿设备概念。
2018年,梅尔森离开蓝色起源公司时,施密特说服他考虑月球采矿。施密特帮助该公司在月球赤道近侧确定了一些区域,他们认为这些区域的氦-3浓度比阿波罗任务采集的样本高出两到三倍。他还帮助Interlune公司开发了氦-3的采集方法。
Interlune公司还找到了一个热情且非常合适的合作伙伴来制造其月球挖掘机,那就是Vermeer公司的首席执行官Jason Andringa。Vermeer是一家年销售额达数十亿美元的建筑、采矿和农业设备制造商。Andringa曾在NASA参与火星探测车项目,他一直对将自己位于爱荷华州的公司生产的设备应用于月球或火星抱有浓厚的兴趣。
Interlune公司将他们正在研发的机器称为“收割机”,因为他们认为它的工作原理类似于农用联合收割机,在行进过程中吸入风化层,并将处理后的物质沉积在身后,使地表看起来像一片耕作过的田地。它的设计尺寸与电动汽车相仿,重量仅为几吨,对于采矿设备而言非常轻便。对于任何送入太空的设备来说,保持轻巧都至关重要,但在月球上,重力只有地球的六分之一,这反而会带来问题。质量越小,采矿设备在向下施力时就越难固定在地面上。

这些设备必须经受住月球环境的挑战。由于未受风雨侵蚀,月球表面大部分由边缘参差不齐的细小尘埃构成。施密特说,在阿波罗计划中,这些尘埃侵蚀了宇航服的靴子和样本容器的密封件,并导致采样设备卡死。
再加上剧烈的温度波动——白天赤道地区高达华氏250度,夜晚则低至华氏零下410度——金属部件会因此而膨胀和收缩。
NASA已经掌握了如何密封装置以防止灰尘进入探测车和着陆器,但这些设备还无法进行研磨式采矿作业。德雷尔指出,科学任务目前只能采集到几克的样本。Interlune公司希望其采集器每小时能够挖掘出100吨风化层。Vermeer和Interlune公司正在研究如何改进机器设计,以便能够通过机器人更换磨损部件。
这套设备造价多少?梅耶森表示现在讨论这个问题还为时过早。德雷尔估计,收割机的初始版本造价可能在2000万美元左右。
如果能大规模生产,成本可能会大幅下降。“我认为从整体来看,机器本身的实际成本不会很高,”安德林加说,“最大的成本无疑是把所有东西发射到月球表面。”
Interlune 的发展时间表与 SpaceX 的巨型星舰火箭在 2030 年代初提供月球服务这一预期紧密相关。这家采矿初创公司希望届时能够全面启动运营——尽管上周星舰火箭成功发射,但其近期的一系列试射失败仍然威胁着这一目标的实现。Interlune 相信自身能够成功的原因之一是星舰火箭承诺大幅降低发射成本。SpaceX 预计,该火箭进入近地轨道的成本为 1 亿美元,目标是将成本降至 2000 万美元。星舰火箭的有效载荷能力为 100 吨,只需一到两次运输即可运送 Interlune 一个采矿营地所需的所有设备。但 Meyerson 表示,他们也可以使用蓝色起源公司正在开发的月球着陆器或其他小型替代方案,但这将需要更多次的发射,成本也会更高。
另一个关键问题是,他们对矿藏位置的分析是否正确。Interlune公司将于今年晚些时候将搭载光谱相机的Astrolab月球车送上月球,这将有助于验证他们对月球地质遥感图像的解读是否正确。该公司计划于2027年对其中一个目标地点进行勘探,以分析土壤样本。
Interlune公司希望在采矿之外,也能为美国在月球上快速建设基础设施做出贡献。Meyerson表示,该公司与Vermeer公司合作开发的挖掘技术,可以帮助在月球和火星上修建道路和沟渠,以便铺设公用设施线路。最终,他们设想将业务拓展到工业金属、稀土元素以及火箭推进剂原料的开采。
但第一步是氦-3。
施密特从小就帮着身为矿业地质学家的父亲在美国西南部勘探铜矿和其他金属矿藏。他兴奋地表示,自己或许终于能实现梦想,在月球上找到金矿。他相信这将对地球产生重大影响。
“一旦有了可靠的供应,各种各样的新事物都将成为可能。”
Interlune公司正在研发机器人,用于采集月球表面一种可能对地球产生重大影响的宝贵气体。

在Interlune公司的展厅里,一个3英尺宽的桌面模型展现了这家西雅图初创公司计划在月球上建造的采矿作业的微缩版,宛如一幅田园诗般的场景。模型中,方方正正的无人驾驶车辆刮取月球表层的泥土,并将其碾碎,释放出含有珍贵氦气的气体。轮式平台上安装的太阳能电池板则负责发电。在展厅一侧,一个类似军用导弹发射器的箱子里装满了小型火箭,这些火箭可以将装有氦气的瓶子送回地球。
Interlune公司正在做的事情绝非儿戏。氦-3是工业上极具价值的同位素,与我们用来填充派对气球的气体同位素类似,但在地球上却十分稀少。据Edelgas集团的一份报告显示,2024年氦-3的售价将达到每升2500美元,约合每公斤1900万美元。Interlune公司首席执行官罗伯·梅耶森预计,仅需五台采矿机,未来就能每年生产至少10公斤氦-3,价值近2亿美元。
该公司要实现这一目标面临着重重挑战。虽然月球上的氦-3含量较高,但仍然远未达到富集的程度。即使Interlune公司能够找到氦-3浓度较高的月球区域,要收集到具有商业可行性的氦-3数量,就意味着需要研发并向月球运送能够清除数百万吨月壤(覆盖在月球表面的松散碎屑,是数十亿年来微陨石撞击形成的)的机器。而且这些机器必须自主运行,无需地面人员进行维修,因为它们扬起的尘土比地球上任何东西都更具磨蚀性。“这是我们将会非常擅长的领域之一,”梅尔森告诉《福布斯》杂志。
压缩机发出刺耳的呼啸声,夹杂着尖锐的啸叫,宣告着公司另一项成功关键设备的到来:超低温蒸馏设备。Interlune公司预计,从月壤中碾碎的气体中,氦-3的含量将不足1%——据估计,氦-3的含量仅为十亿分之一到十亿分之几。为了将其与气球中的氦气和氢气分离,他们将所有气体冷却到零下450华氏度以下,此时其他气体将液化,氦-3即可被虹吸出来。
“这可能是我们遇到的最棘手的问题,但我们正在取得巨大的进展,”Interlune 的首席技术官 Gary Lai 说。
科罗拉多矿业大学空间资源学教授克里斯·德雷尔表示,即使Interlune公司能够建立其首个月球采矿营地,其经济可行性仍然是个未知数,因为其设备的成本和可靠性尚不明朗,而且这些因素与月壤中氦-3的实际浓度也存在关联。“如果他们最初几次尝试都无法盈利,我不会感到惊讶。但随着时间的推移,或许他们最终能够盈利。”
许多初创公司正在开发利用月球上的水和矿物来制造火箭推进剂或建造建筑物的方法,例如 Starpath 和 iSpace。另一些公司则希望在小行星上开采贵金属,例如 AstroForge,以减少对地球的开采需求。尽管面临诸多挑战,Interlune 或许是最有希望在短期内通过向地球输送资源来建立商业模式的公司之一——部分原因是它目前已经找到了将其技术商业化的方法。
鉴于氦-3重量轻、价值高,它被广泛认为是理想的起始元素。氦-3在太阳的炽热环境中产生,并由太阳风带到月球上,而太阳风则受到地球大气层和磁场的排斥。科学家们已经找到了收集核武器和核电站中氚衰变产生的氦-3的方法,但每年产量不足20公斤。
氦-3主要用于安检扫描仪,以探测核弹或走私放射性物质产生的中子。自9/11事件以来,数万台探测器已部署在港口和边境检查站。
但也有人对其强大的冷却能力趋之若鹜。谷歌、亚马逊和IBM等公司正在利用氦-3将量子计算机的温度降至接近绝对零度,从而提高其运行效率。
终极目标是利用氦-3作为燃料,通过聚变产生能量,而且不会产生辐射。

Interlune 已获得 1800 万美元融资,其中包括由 Reddit 联合创始人 Alexis Ohnanian 的 Seven Seven Six 领投的 1500 万美元种子轮融资(预计于 2024 年完成)。合伙人 Katelin Holloway 认为开发月球氦-3 势在必行,她相信 Interlune “卓越”的管理团队拥有执行其计划所需的经验。该公司由前杰夫·贝佐斯旗下蓝色起源公司总裁 Meyerson 和曾负责蓝色起源公司“新谢泼德”火箭项目的 Lai 领导,已为其试点采矿项目签约了两家客户,该项目计划于 2029 年向月球发射一台挖掘机。负责管理美国氦-3 供应的美国能源部今年春季与 Interlune 签署了一份合同,订购 3 升氦-3,将于 2029 年以市场价格交付。此外,为量子计算机制造制冷系统的 Maybell 公司也已同意在未来十年内购买数千升氦-3。
Interlune公司要实现这个目标,还需要更多资金。至于具体金额,梅尔森拒绝透露。德雷尔目前正与Interlune公司合作开展一项NASA的研究项目,他估计该公司需要数亿美元而非数十亿美元,才能部署其设想的完整采矿系统——包括五台挖掘机、加工设备、为其供电的太阳能电池阵列以及往返运输工具。
该公司计划在登月之前,通过寻找其技术的地球应用,从付费客户那里获得部分资金。Interlune公司正在向从天然气中提取氦气的公司推销其蒸馏设备,以分离其中微量的氦-3。梅耶森认为,他们可以逐步提高产量,达到每年一公斤,价值约2000万美元。

另一个近期可行的业务是:在地球上制造太空尘埃。Interlune公司需要大量注入气体的模拟月球风化层来测试其采矿设备,其他公司和政府机构也渴望购买这种模拟物来测试他们自己的太空设备。Interlune公司已获得德克萨斯州太空委员会480万美元的拨款,用于开发和大规模生产风化层模拟物。
Interlune公司的发起人和精神领袖是89岁的前宇航员哈里森·施密特,他担任公司执行主席。施密特是唯一一位登上月球的地质学家,他曾参与1972年美国最后一次载人登月任务——阿波罗17号。自20世纪80年代以来,他一直倡导月球氦矿开采。他曾带领威斯康星大学的团队探索氦-3聚变的可能性,并开发了采矿设备概念。
2018年,梅尔森离开蓝色起源公司时,施密特说服他考虑月球采矿。施密特帮助该公司在月球赤道近侧确定了一些区域,他们认为这些区域的氦-3浓度比阿波罗任务采集的样本高出两到三倍。他还帮助Interlune公司开发了氦-3的采集方法。
Interlune公司还找到了一个热情且非常合适的合作伙伴来制造其月球挖掘机,那就是Vermeer公司的首席执行官Jason Andringa。Vermeer是一家年销售额达数十亿美元的建筑、采矿和农业设备制造商。Andringa曾在NASA参与火星探测车项目,他一直对将自己位于爱荷华州的公司生产的设备应用于月球或火星抱有浓厚的兴趣。
Interlune公司将他们正在研发的机器称为“收割机”,因为他们认为它的工作原理类似于农用联合收割机,在行进过程中吸入风化层,并将处理后的物质沉积在身后,使地表看起来像一片耕作过的田地。它的设计尺寸与电动汽车相仿,重量仅为几吨,对于采矿设备而言非常轻便。对于任何送入太空的设备来说,保持轻巧都至关重要,但在月球上,重力只有地球的六分之一,这反而会带来问题。质量越小,采矿设备在向下施力时就越难固定在地面上。

这些设备必须经受住月球环境的挑战。由于未受风雨侵蚀,月球表面大部分由边缘参差不齐的细小尘埃构成。施密特说,在阿波罗计划中,这些尘埃侵蚀了宇航服的靴子和样本容器的密封件,并导致采样设备卡死。
再加上剧烈的温度波动——白天赤道地区高达华氏250度,夜晚则低至华氏零下410度——金属部件会因此而膨胀和收缩。
NASA已经掌握了如何密封装置以防止灰尘进入探测车和着陆器,但这些设备还无法进行研磨式采矿作业。德雷尔指出,科学任务目前只能采集到几克的样本。Interlune公司希望其采集器每小时能够挖掘出100吨风化层。Vermeer和Interlune公司正在研究如何改进机器设计,以便能够通过机器人更换磨损部件。
这套设备造价多少?梅耶森表示现在讨论这个问题还为时过早。德雷尔估计,收割机的初始版本造价可能在2000万美元左右。
如果能大规模生产,成本可能会大幅下降。“我认为从整体来看,机器本身的实际成本不会很高,”安德林加说,“最大的成本无疑是把所有东西发射到月球表面。”
Interlune 的发展时间表与 SpaceX 的巨型星舰火箭在 2030 年代初提供月球服务这一预期紧密相关。这家采矿初创公司希望届时能够全面启动运营——尽管上周星舰火箭成功发射,但其近期的一系列试射失败仍然威胁着这一目标的实现。Interlune 相信自身能够成功的原因之一是星舰火箭承诺大幅降低发射成本。SpaceX 预计,该火箭进入近地轨道的成本为 1 亿美元,目标是将成本降至 2000 万美元。星舰火箭的有效载荷能力为 100 吨,只需一到两次运输即可运送 Interlune 一个采矿营地所需的所有设备。但 Meyerson 表示,他们也可以使用蓝色起源公司正在开发的月球着陆器或其他小型替代方案,但这将需要更多次的发射,成本也会更高。
另一个关键问题是,他们对矿藏位置的分析是否正确。Interlune公司将于今年晚些时候将搭载光谱相机的Astrolab月球车送上月球,这将有助于验证他们对月球地质遥感图像的解读是否正确。该公司计划于2027年对其中一个目标地点进行勘探,以分析土壤样本。
Interlune公司希望在采矿之外,也能为美国在月球上快速建设基础设施做出贡献。Meyerson表示,该公司与Vermeer公司合作开发的挖掘技术,可以帮助在月球和火星上修建道路和沟渠,以便铺设公用设施线路。最终,他们设想将业务拓展到工业金属、稀土元素以及火箭推进剂原料的开采。
但第一步是氦-3。
施密特从小就帮着身为矿业地质学家的父亲在美国西南部勘探铜矿和其他金属矿藏。他兴奋地表示,自己或许终于能实现梦想,在月球上找到金矿。他相信这将对地球产生重大影响。
“一旦有了可靠的供应,各种各样的新事物都将成为可能。”