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“2021月球漫游” 再过3年,人类将携带中型着陆器重返月球

11月30日,美国航空航天局(NASA)选定了9家公司来开发登月所需的技术,以竞标后续推出的商业月球载荷服务(CLPS)合同。这是NASA重返月球计划的第一步。

NASA的重返月球计划,是在2017年年底高调宣布的,有美国总统特朗普签发的太空政策一号令为证。然而,今年4月,NASA却宣布,取消研发了近10年的资源勘测者月球车。科学家大惊失色之余,很多人当时也在好奇:说好的重返月球,到底还干不干了?

如今,谜底揭晓。虽然资源勘测者号月球车取消,但NASA的商业探月取而代之后,美国重返月球反而在加速!

太空机器人公司的着陆器概念图,可携带最多265千克载荷着陆月球。NASA已经选定这家公司,以及其他8家公司,共同参与竞标商业月球探测计划 | NASA

为什么忽然商业探月了?

资源勘测者月球车在被取消之前,原本定在20年代中期发射,而商业月球载荷服务(CLPS)就要快多了。

NASA在4月28日发布的商业月球载荷服务需求建议书中就明确提到,在2021年前,要将至少10千克的载荷送到月球表面。随后,在2022~2024年,还要实现中型着陆器登月,可以携带500~1000千克的载荷。长期规划里,还有载荷质量高达5吨的大型着陆器,能够重复使用,并支持载人登月任务。

资源勘测者月球车的效果模拟图。这辆NASA自行研制多年的月球车惨遭取消,被NASA的商业月球探测计划取而代之 | NASA

NASA放弃研制多年的资源勘测者月球车,转投商业航天公司,并非空穴来风。

过去10多年来,商业航天公司在国际空间站货物补给上发挥出色,SpaceX和轨道科学公司的飞船执行补给任务已经常态化,而购买补给服务的价格又比NASA自己做便宜得多。重返月球要花很多钱, NASA预算又没法暴涨,恨不得一分钱掰成两半花,自然想到了物美价廉的商业航天。

而在另外一方面,利益于谷歌公司出资的月球大奖赛,虽然截止时间屡屡推迟,宣告结束时也仍然没有参赛者最终胜出,但这项大赛还真催生了一批有能力的小公司。一些已经成熟的商业航天公司,比如SpaceX和蓝色起源,也对月球任务兴趣浓厚。

商业航天公司的触角伸向月球,而NASA又囊中羞涩,双方自然一拍即合:NASA出资资助商业航天公司进行月球探测,同时提高资金利用的费效比,而有了NASA的大力支持,商业探月也将走得更快。事实上,无论有没有NASA的支持,商业探月都已经成为发展潮流。比如蓝色起源公司,就提出了蓝色月球计划,将研制和发射4.5吨级的大型月球着陆器。

蓝色起源公司提出的蓝月计划,这个巨大的着陆器能将4.5吨载荷送上月球表面。不过,蓝色起源公司这次并未被NASA选中参与商业探月计划 | 蓝色起源

商业小伙伴,现在有9个

就在上周,也就是11月30日,NASA局长宣布了商业探月的9个小伙伴。它们分别是:太空机器人技术公司、深空系统公司、德雷普公司、萤火虫宇航公司、直觉机械公司、洛马空间公司、马斯腾空间系统公司、月球快车公司和轨道超越公司。

虽然名单中有洛马公司这个庞然大物,但商业航天领域大名鼎鼎的SpaceX公司和蓝色起源公司都没有入围,老牌航天巨头波音公司和诺格公司也不在其中。

难道是SpaceX、蓝色起源甚至波音公司的竞争力不济?当然并非如此。

运送10千克级别的有效载荷,小型着陆器就足够用了。

如今,SpaceX正疯狂鼓吹用大猎鹰火箭来登月,蓝色起源公司则在热情推销4.5吨运力的蓝月着陆器,它们都实在太大了,反而是洛马公司提交的中型月球着陆器方案得以入围。另外,NASA还希望尽快将着陆器送上月球表面,而SpaceX和蓝色起源公司的方案都太不成熟,这也是他们这次缺席商业探月的重要原因。

月球快车公司的MX9概念图,这是MX系列的最大构型,月表载荷500千克,可携带一个MX1用于采样返回 | 月球快车

现有9个小伙伴,谁会第一个拿到合同,目前还有待观察。

NASA科学任务委员会副主管托马斯·祖布肯表示,这份目录还将根据需求灵活变动,可能会有公司退出,也可能有更多公司会加入。换句话说,本次入围的9个小伙伴只是具备了参赛资格,在起跑阶段略微占优而已。话虽如此,这次亮相的9个小伙伴中,既包括月球快车和太空机器人等谷歌月球大奖赛中的佼佼者,又有洛马空间公司这样经验丰富的巨头,第一份着陆器合同几乎必然要落在他们中间了。

NASA在一篇新闻稿中提到,最早在2019年,月球有效载荷就可以通过这些签约任务飞向月球。这可不是航天研发“一商就灵”,而是参赛入围者基本都做好了准备,NASA实际上只是下山摘了桃子:

萤火虫宇航公司提供的萤火虫运载火箭暂时不论,太空机器人技术公司可是以前谷歌月球大奖赛中的佼佼者,得到了空客防御与空间公司以及联合发射联盟等大公司的支持,有望2020年底前发射。

月球快车公司得到了内华达山脉公司以及火箭实验室等公司的支持,着陆器发射同样定在2020年。

德雷普公司的着陆器团队包括通用原子电磁系统和日本ispace公司的支持,ispace公司的着陆器打算2021年发射。

马斯腾公司曾专注于垂直起降试验,声称月球着陆器可在2021年底前发射。

轨道超越公司的着陆器来自谷歌月球大奖赛的Indus团队,他们连着陆器都做好了,只不过没钱发射,现在终于盼来了一个机会。

至于其他公司:

直觉机械公司曾是月球快车公司的登月合作伙伴,深空系统公司的职员参与过NASA多个深空探测器项目,洛马公司就更不用说了,它的麦坎德利斯方案基于洞察号火星车,更是成熟方案,只不过太大了点。洛马公司的麦坎德利斯着陆器概念图,几乎就是洞察号火星着陆器的月球版,可携带500千克载荷到达月表 、 洛克希德-马丁公司

重返月球,步步为营

虽然取消了资源勘测者号月球车,NASA通过商业月球载荷服务计划,借助商业航天公司,反而加速了重返月球的步伐。入围项目的各家美国公司都有不错的技术积累,只要得到NASA的资金支持,最快可能明年年底前就进行首次发射。

从某种意义上说,NASA的商业月球载荷服务可以看作是谷歌月球大奖赛的后续。太空机器人以及月球快车等公司作为谷歌月球大奖赛的佼佼者,其着陆器大小适中,状态也更加成熟,更有可能赢得技术验证的首个小型着陆器合同,最迟在2021年前完成月面软着陆。

接下来,NASA将发布中型和大型着陆器研制合同。

月球快车的MX9和洛马公司的McCandless大小正合适,犰狳宇航公司的梦神着陆器也可能借尸还魂,按计划在2022~2024年发射。至于更遥远的大型着陆器合同,目前看蓝色起源公司的蓝月着陆器呼声最高,不过梦神着陆器放大的话,也是一个选择。

通过从小型到大型着陆器的研制,为大型载人月球着陆器奠定基础,NASA的重返月球计划在商业化的加持下,可以说是走得步步为营。说来有趣,在目前重返月球的国际合作中,美国负责SLS火箭和猎户座飞船,月球轨道空间站由多国联合负责组装,而载人登月的着陆器和上升器却是日本和欧空局负责的。在这一国际合作框架之外,NASA打算通过商业月球载荷服务项目研制大型载人级着陆器,恐怕也只有商业航氛围浓厚的美国,才有实力支持这样的双保险。

真正看到人类重返月球,大概还有待时日。不过,商业公司研制的月球着陆器踏上月面,恐怕已经指日可待了。

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