月球氦-3开采作业概念构想图，包括采集机、太阳能发电厂、探测车和返回发射器。图片来源：Interlune
Interlune 是一家总部位于西雅图的公司，由前蓝色起源技术人员组成，该公司将目光投向了月球的氦-3 开发利用。氦-3 是一种稀有的重同位素，由太阳风沉积到月球风化层中，美国宇航局阿波罗任务带回的样本中发现了这种同位素。然而，最近的天体地质学研究表明，开采这种特别稀缺且难以提取的同位素面临着巨大的技术和后勤挑战。
具体来说，美国地质调查局 (USGS) 的一位天体地质学家表示，要收获 Interlune 设想的氦-3 数量，需要处理数百万吨月球风化层，这项工作与在地球上开采一座铜矿相当。
Interlune 首席执行官 Rob Meyerson 告诉SpaceNews，尽管公司创始人最初也持怀疑态度，但公司已经确定了氦-3 的用途，这证明这一努力是合理的。该公司目前正寻求开发和部署一种“类似于地球农业作业的氦-3 收集系统，使用五台大型运动型多用途车大小的氦-3 收集机”，并承认需要数年时间才能获得财务回报。
Interlune 资源开采原型机，于 2024 年 2 月在 Zero Gravity Corp. 抛物线飞行中安装进行测试。图片来源： Interlune
“氦-3 轰击月球表面已有数十亿年之久，“在地质史上，陨石撞击月球表面搅动了松软的风化层，氦-3 分布在 3 米（10 英尺）深的地下。
施密特是曾在阿波罗 17 号期间踏上月球的地质学家，也是 Interlune 的执行主席，该公司成立于 2020 年，旨在开采月球资源。迈尔森表示，氦-3 的价格目前稳定在每公斤 2000 万美元左右。Interlune 近期的重点是提取氦-3 用于超导量子计算应用。氦-3 本身用于将设备冷却到尽可能接近绝对零度的温度。“量子计算是我们的主要需求来源。”
迈尔森解释说，氦-3 还可以为地球上的核聚变反应堆提供燃料——这是施密特过去一直倡导的用途，但投资者对此兴趣不大，他们优先考虑量子计算等能够更快产生回报的其他应用。
迈尔森说：“我们有办法在未来满足这一需求，此外还可以从月球开采水、推进剂和用于太空应用的工业金属。”氦-3 还可用于医学成像和辐射探测技术。
迈尔森设想通过最终每年收获并返回地球数十公斤的氦-3来满足这些行业的需求，他说，“以这个价格和我们可以生产的数量，我们认为这是可持续的。”
“需求在增长，我们接触的每家量子计算机公司都认识到了这种需求和未来的需求。这种需求将在三到七年内开始出现，”迈尔森说。“这就是为什么我们认为现在是采取行动的时候了。”
迈尔森表示，尽管月球氦-3分布不均，但该公司根据美国宇航局月球勘测轨道飞行器提供的数据，已经对目标位置有了想法。出于竞争原因，迈耶森拒绝透露 Interlune 的目标位置，只透露位于月球赤道附近。迈耶森补充说，Interlune 不会瞄准月球南极附近永久阴影区中相对丰富的氦-3，因为在那种环境下操作会很困难。
然而，亚利桑那州弗拉格斯塔夫美国地质调查局天体地质科学中心的研究地质学家兼月球资源首席发言人 Laszlo Keszthelyi 对月球氦-3能否像 Interlune 所希望的那样轻易获取并不那么乐观。
凯斯特伊最近领导了一项美国地质调查局月球资源勘探评估，将月球氦-3 归类为“推断的不可回收资源”——由于太阳风的作用，月球氦-3 确实存在，但缺乏测量数据来支持其作为可开采资源的可行性。
凯斯特伊解释道，阿波罗任务带回的月球风化层中含有极少量的氦-3，浓度范围为每十亿分之二十点四到二十六。
“你必须处理 10 万到 100 万吨的风化层才能得到 1 公斤的氦-3，但它就在那里，而且是可以测量的，”凯斯特伊说。“我们在地球上进行采矿作业，比如铜矿，其规模甚至更大。”
“作为一个机构，我们希望提供可靠的信息，并让其他人利用这些信息做他们想做的事情，”凯斯特伊说。“月球上有资源。问题在于你想如何使用这些资源。”
Interlune 在运营初期只会“将个位数到 20 公斤的产品带回地球”。随后，Interlune 将在 2029 年在月球上建立一个试验工厂。
Interlune目前正在规划一项资源开发任务，计划于 2027 年实施，以测量未来月球收获点的氦-3 浓度并进行小规模开采测试。Interlune 首席技术官 Gary Lai 此前曾预测，Interlune 在运营初期只会“将个位数到 20 公斤的产品带回地球”。随后，Interlune 将在 2029 年在月球上建立一个试验工厂，“以验证每一步，包括将月球开采的氦-3 送到我们的客户手中”，Interlune 首席技术官 Gary Lai 表示。迈尔森表示，该组织的首次月球任务将搭乘美国宇航局商业月球有效载荷服务计划的便车。
“我们目前正处于设计阶段，并与潜在合作伙伴进行洽谈，”迈尔森说。“我们不会占用整个有效载荷空间。我们正在筹集私人资本来实现这一目标。迄今为止，我们已经筹集了约 1800 万美元，明年我们将再次筹集资金。”迈尔森表示，即使 NASA 作为唯一客户，Interlune 也能创造收入。
为了在低重力环境下测试他们的硬件，Interlune 一直与总部位于佛罗里达州的 Zero-G 公司预订航班，这是一家私人集团，使用改装的 B-727-200 飞机在抛物线俯冲期间模拟月球重力条件。
Interlune 已经开发出用于月球的紧凑、节能的加工机械，该机械正在申请专利，迈尔森表示，其设计完全适合单个星际飞船任务。
Interlune 正在对 Zero-G 公司改装的 B-727-200 飞机进行试飞，以评估月球机械设备的性能，该飞机在抛物线俯冲期间模拟月球重力条件。图片来源：Interlune
他解释道：“月球资源收集器仅能深入月球风化层三米，然后将风化层重新堆集到月球表面，使月球表面变得像一片耕地一样。”10 月初，该公司宣布获得美国能源部 36.5 万美元的资助，用于研发新技术，通过从地球氦中分离同位素来生产氦-3。目前，在地球上获取氦-3 的唯一方法是生产氢同位素氚，氚会衰变为氦-3。这笔资助旨在短期内增加氦-3 供应，同时推进在月球上收获氦-3 的技术，迈耶森表示这是他们的长期战略。
今年早些时候，Interlune 还获得了 NASA TechFlights 的资助，以推进其处理月球土壤的专有技术。2023 年，该公司获得了美国国家科学基金会小企业创新研究第一阶段的资助，以开发测量和分类月球风化层的技术。
Interlune 的成功和盈利能力将取决于该公司的机器预处理月壤的效率，以及该公司遇到的氦-3 浓度。
美国宇航局太空资源利用能力领导团队负责人杰拉尔德·桑德斯承认氦-3 在地面上有巨大的市场，但他表示，目前还不清楚 Interlune 的计划是否会盈利。
其他专家表示，Interlune 的成功和盈利能力将取决于该公司的机器耕耘月球风化的效率，以及该公司遇到的氦-3 浓度。
科罗拉多矿业学院空间资源中心工程主任克里斯·德雷尔说：“众所周知，某些矿物比其他矿物更容易捕获氦-3。因此，这些矿物所在地的氦-3浓度可能更高。”但德雷尔补充道，要盈利，Interlune 需要处理大片月球表面才能找到足够的同位素。
“开采氦3有很多挑战。其中之一就是要开采和加工大面积的矿石才能盈利，”德雷尔说。“在存在月尘的情况下长时间开采挖掘将是一个严重的挑战。”
尽管如此，德雷尔认为解决这些挑战的方法是构建、测试和迭代。“在火箭定期往返太空的时代……当火箭被从空中捕获时……不难想象 Interlune 可以解决氦-3 开采的技术挑战，”他说。
密歇根理工大学机械与航空航天工程系助理教授、空间资源专家保罗·范苏桑特表示，从月球开采氦-3是一个浓度、深度和提取效率的问题。
“如果他们能挖得更深，比如说 10 米，那么所需处理的表面积就可以减少。如果他们只能挖掘最上面的几厘米，”苏珊特补充道，“显然需要处理的月壤表面积要大得多，”他说，每年氦-3 的总供应量也会有所不同。