商業航天進軍月球與深空探測方興未艾

元 政

2017年12月，美國總統特朗普簽署了名為“振興美國載人太空探索計劃”的1號航天政策指令，指示美國國家航空航天局（NASA）“同商業和國際合作伙伴一起，領導一項創新、可持續的探索計劃，來實現人類在太陽系中的擴張，并將新的知識和機會帶回地球。”作為回應，NASA于2018年9月24日發布了《國家太空探索行動報告》，提出了五大戰略目標：（1）將美國在近地軌道上的載人航天飛行，轉變為支持NASA和新興商業經濟需求的商業運營；（2）領導支持月球表面活動、促進地月空間以遠任務的能力配置；（3）通過一系列的機器人任務，促進月球資源的科學發現和特性描述；（4）實現美國宇航員重返月球表面，并開展持續探索和利用活動；（5）在月球上驗證載人火星和其他目的地探測任務所需的能力。從中可以看出，月球再次成為美國未來空間探索活動的戰略重心，而商業航天企業則成為重返月球的重要支撐力量。

月球將被打造成美國商業航天企業的中心

眾所周知，NASA一直致力于推動和扶持商業航天發展。早在21世紀初，NASA就提出將近地軌道空間活動交由商業航天企業負責，從而將有限的資源聚焦于地球以遠的更加重要、更加前沿的太空探索任務。十多年來，NASA對商業航天企業給予了資金和技術支持，培育商業航天力量快速崛起，具備了開展月球和深空探測的能力。2014年NASA開始實施“月球催化劑”計劃，為商業航天企業提供技術和設施設備，支持其研發可靠、合算的商業化無人月球著陸器，促進向月球運輸貨物能力的商業化發展。2015年美國通過《美國商業太空發射競爭法案》， 規定美國私人實體有權擁有、運輸、使用或銷售在商業太空活動中獲得的任何小行星或太空資源，率先從法律上賦予私人外空采礦合法性，極大地鼓勵了商業月球與深空探測的發展，被譽為開啟“宇宙大航海時代”的關鍵事件。

除了秉持扶持商業航天發展的一貫理念外，NASA在國家太空探索行動中又向前邁進了一大步，提出希望將月球打造成為商業航天企業的中心。為此，NASA提出兩方面舉措：一是把此前國際空間站與商業航天部門的合作關系轉移到月球軌道載人空間站“門廊”項目中，將“門廊”站的一些部件交由商業伙伴建造，并采購商業運載火箭發射服務。二是通過持續增長的商業航天能力來增強月球著陸器的能力和對月球的利用（包括潛在的月球通信網絡），計劃從2019年開始通過采購“商業月球有效載荷服務”，獲得新興的商業著陸器來運輸月球有效載荷。

與此前的支持計劃有所區別的是，國家太空探索行動不但能夠給予實質性的資金支持，還搭建了一個開放架構路線，能夠隨時引入并適應不斷發展的商業航天能力，比如不斷增強的商業發射能力、可重復使用以及其他技術架構。因此，NASA主導的“門廊”空間站項目以及機器人、載人月球著陸器任務所提供的合作機會將促進商業航天能力的提升，而商業航天企業的發展又將為NASA提供更多選擇，助力其核心任務的完成和戰略目標的實現。NASA與商業航天企業將形成互相促進、協同發展的利益共同體，共同保持美國在月球探索方面的領導地位，并把月球打造成未來空間探索活動的中心。

商業月球和深空探測迎來黃金時代

隨著商業航天技術的不斷發展，月球和深空探測成為繼商業衛星通信、商業衛星遙感、商業運載火箭和貨運飛船后，商業航天的又一新領域。目前全世界已經成立數十家商業月球與深空探測企業，按照歐洲咨詢公司發布的《太空探索前景》報告，預計未來10年將實施近30個商業月球與深空探測任務，其中月球探測任務占大多數，成為戰略焦點。可以說，商業月球與深空探測迎來了黃金時代。

在谷歌公司月球X大獎賽豐厚獎金的誘惑下，眾多商業航天企業或團隊紛紛參賽，致力于完成發射無人探測器、著陸月球表面并移動500m的目標。盡管大獎賽已經結束并且沒有一支參賽隊伍能夠按時完成規定任務，但一些隊伍仍然在繼續努力。目前來看以色列SpaceIL組織領先一步，有望在2019年初發射一個月球著陸器，成為首個實施月球軟著陸的非政府團隊。原本呼聲很高并且率先獲得美國政府私人太空探索許可的美國月球快遞公司近來一直在淡化其參賽的重要性，并且發布了月球著陸和采樣返回的長期規劃。但畢竟塵埃尚未落定，誰能在不久的將來率先實現首次商業月球軟著陸，依然是最大的懸念。而從技術難度、資金需求規模等因素來看，把機器人月球探測當作進軍地外空間的第一步，的確是許多初創商業航天企業的明智之選。

商業航天的領跑者們實力更加雄厚，把載人月球探測和旅行作為目標。美國藍色起源公司計劃于2023年完成首次“藍色月亮”月球著陸任務，為在月球極點建立人類永久定居點做準備。美國SpaceX公司計劃于2023年用“大獵鷹火箭(BFR) ”和“大獵鷹飛船(BFS) ”搭載一名日本富豪及其朋友們進行繞月旅行。

在美國和盧森堡相繼立法的刺激下，小行星采礦成為熱門，一些初創公司致力于這一領域。美國深空工業公司計劃在2020年發射質量50千克的探測器，勘探一顆近地小行星的水冰沉積層，邁出其小行星采礦計劃的第一步。美國行星資源公司已經成功在近地軌道部署了兩顆測試衛星，并計劃在2020年實施小行星勘探任務，但目前遇到了資金問題。

火星是迄今為止已經公布的商業月球和深空探測計劃的終極目的地。美國SpaceX公司提出要在2028年建成一個火星基地，為火星移民奠定基礎，并在此基礎上發展成為一個火星城市，堪稱目前最為宏偉的商業火星探測計劃，但目前看來以遠景展望和設想成分居多。

資金問題成為制約發展的首要因素

令人遺憾的是，這些雄心勃勃的商業月球與深空探測計劃，經常被推遲、改頭換面甚至徹底取消，面臨雷聲大、雨點小的尷尬局面。就連作為商業航天“領頭羊”的SpaceX公司也不例外，其2016年拋出的、在重復使用時近地軌道運載能力達到300噸的“行星際運輸系統”火箭，已經演變成運載能力150噸級的“大獵鷹”火箭，規模和技術難度上都“縮水”了很多，而原本計劃登陸火星的紅龍飛船也被取消。

這既可以說是對技術路線和方案的不斷優化，同時恐怕也是迫于現實資金壓力的無奈選擇。商業月球和深空探測既是技術密集型產業，又是資本密集型產業，資金需求規模巨大，遠超許多傳統領域的風投項目。另外，其盈利模式遠未明晰，“燒錢”或許是企業將長期面臨的局面。這使得許多投資人望而卻步，“從哪里找錢”成為持續困擾商業航天企業經營者的難題。連億萬富翁馬斯克創立的SpaceX公司都差點花光了所有資金，瀕臨破產，就更不用說那些資本沒那么雄厚的小型創業公司了。因此，企業家們只能不斷拋出宏偉的探測計劃，描繪美好藍圖，來吸引投資人的眼球。

可以預見的是，商業月球與深空探測領域的競爭必將十分殘酷。風險投資既是促進優秀公司發展的助推器，也是普通公司的過濾器。只有既能夠拿出漂亮的PPT，又能夠扎扎實實按計劃研制出航天器并完成發射和飛行任務的公司，才能夠獲得足夠多的資本的青睞，在競爭中占據更加有利的地位、走得更遠。大量的普通公司則會被淘汰，成為幸存下來的少數巨頭們的墊腳石。但無論如何，宇航技術將得到快速發展，商業模式將逐漸明確，市場規模將急劇增長，人類將真正迎來大航宇時代。

我國商業月球和深空探測的發展應以扶持和規范并重

商業航天公司的參與，為月球和深空探測提供了一條降低成本、分擔風險的有效途徑，使得政府航天機構能夠利用有限資源完成更具挑戰性、更多科學產出的探測任務，集中力量辦大事。同時，作為新興航天力量的商業航天公司在獲得商業回報之余，也將得到一些新的科學認識。這也是對拓展人類認知邊界的貢獻，也應當被看作一種公共產品，納入政府中長期發展規劃之中，正如NASA在《國家太空探索行動報告》中所做的一樣。

目前我國商業航天還僅僅處于起步階段，且主要集中在火箭、微小衛星研制等領域，尚未涉足月球與深空探測。正因為此，筆者認為，有關主管部門應該未雨綢繆，悉心培育和扶持這一新生事物，在政策、設施設備、資金等方面給予鼓勵和引導。就早期階段而言，商業航天最需要的是展現自己、證明能力的機會，因此如果能在政府訂單中為其專門劃出一小塊“蛋糕”，將無疑于雪中送炭。

首先是在方案形成層面探索新模式。月球與深空探測任務面臨資源十分有限、約束眾多等特點，往往需要找到巧妙的設計方案，才能夠化解問題、滿足需求、節約資源。比如美國火星科學實驗室任務通過采用極具創造力的“天空吊車”軟著陸方案，以與傳統方案相當的代價實現了更大的投放質量、更高的著陸穩定性和更小的著陸沖擊。但這種巧思往往不易獲得，這時候應當擴大論證范圍，充分發揮外腦智慧，集思廣益，優中選優。具體來說，可以逐漸將月球與深空探測任務的方案形成模式轉變為征集與論證相結合。對于中長期發展規劃、整體科學目標以及大型項目方案，仍可采用傳統的論證方式，便于凝聚共識，形成清晰、連貫的指導性技術發展路線。對于一些中小型探測任務方案以及大型探測任務中的關鍵環節方案，則可面向全國商業航天力量、科研機構、團體乃至個人進行征集，視情況給予相應激勵，比如發放獎金、簽訂原理樣機研制合同等。

其次在產品研制層面改革供應商選擇方式。傳統航天型號供應商的選擇范圍較窄，存在缺乏有效競爭、成本高居不下等情況。隨著我國商業航天、高校航天等新興航天力量的發展壯大，供應商選擇面變得越來越寬，行業良性發展局面逐步形成。作為主管部門，應當建立一級供應商數據庫和評價機制，對其產品報價、質量與可靠性、按計劃完成任務能力等多方面因素進行綜合評估和動態管理，在此基礎上通過競爭擇優完成供應商選擇。早期可將微小衛星及其火箭、試驗性載荷等一些重要性較低、起輔助作用的小型項目，向新興航天力量進行傾斜，或者向其采購科學探測數據、有效載荷搭載等服務，以起到培育和扶持的作用。

但另一方面，在商業航天發展過程中，應當吸取共享單車發展的教訓，及早建立健全政策法規，規范企業行為，在安全保密、頻率和軌道位置申報、殘骸落區保護、空間碎片防治、行星保護等方面加強事前審查和事中事后監管，避免出現盲目一哄而上的無序發展以及隨著而來的資源浪費、國家安全損害、人類公共利益侵占等一系列問題，促進商業月球與深空探測健康、有序地發展。