向月球進(jìn)發(fā)！SpaceX攬下探月任務(wù)發(fā)射大單

李賢煥

距離人類首次登陸月球已經(jīng)超過(guò) 50 年時(shí)間，美國(guó)已經(jīng)宣布重啟登月計(jì)劃，將人類宇航員再一次送上月球表面。經(jīng)過(guò)一再延期，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）最終將登月時(shí)間點(diǎn)定在了 2024 年。在時(shí)間非常有限的情況下，這個(gè)名叫阿爾特彌斯計(jì)劃的登月項(xiàng)目已經(jīng)成為了美國(guó)航天領(lǐng)域最重要的項(xiàng)目之一。

已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)載人發(fā)射任務(wù)、在航天領(lǐng)域如日中天的 SpaceX 也開(kāi)始在登月相關(guān)的項(xiàng)目中頻頻露面。近日，SpaceX 拿下了一筆商業(yè)發(fā)射訂單，目的地就是月球。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月26日，Masten宣布將購(gòu)買(mǎi)SpaceX 的發(fā)射服務(wù)，預(yù)計(jì)于2022年將該公司開(kāi)發(fā)的 XL-1月球著陸器送往月球，進(jìn)行一系列探測(cè)任務(wù)。

作為阿爾特彌斯計(jì)劃的一部分，NASA在今年早些時(shí)候選擇了航天初創(chuàng)公司Masten Space Systems 開(kāi)發(fā)月球登陸器。和其他的月球登陸器相比，Masten 開(kāi)發(fā)的登陸器 XL-1 可以說(shuō)是個(gè)巨無(wú)霸。其中包括了約3000公斤的燃料，最終能夠向月球表面運(yùn)送100公斤的有效荷載。

登陸器上的多種有效荷載將在月球表面進(jìn)行一系列科學(xué)試驗(yàn)，為正式的載人登月項(xiàng)目做足準(zhǔn)備：紅外成像系統(tǒng)（L-CIRiS）：部署一種測(cè)量光的紅外波長(zhǎng)的裝置，以探索月球的表面成分，繪制其表面溫度分布圖，并展示該儀器在未來(lái)月球任務(wù)中的可行性;線性能量傳輸光譜儀（LETS）：測(cè)量月球表面的輻射環(huán)境;Heimdall：一種靈活的攝像系統(tǒng)，包括一個(gè)錄像機(jī)和4個(gè)攝像機(jī)（一個(gè)廣角下降成像器，一個(gè)窄角成像器和兩個(gè)廣角全景成像器）。該相機(jī)系統(tǒng)旨在對(duì)構(gòu)成月球表層的土壤和其他物質(zhì)進(jìn)行建模，并繪制地質(zhì)特征。

MoonRanger：一款小型漫游車(chē)，重量不到30磅，將展示通信和地圖繪制技術(shù)。漫游車(chē)具備自主導(dǎo)航功能，過(guò)程中無(wú)需與地球?qū)崟r(shí)通信。可以探索離月球著陸點(diǎn)較遠(yuǎn)的地點(diǎn)。漫游車(chē)上將搭載中子能譜儀系統(tǒng)，將測(cè)量月球積灰中的氫濃度;質(zhì)譜儀觀測(cè)月球運(yùn)行（MSolo）：一種測(cè)量月球表面潛在可利用資源的設(shè)備。它將識(shí)別在月球表面著陸期間從著陸器上散發(fā)出的氣體，以幫助科學(xué)家分辨哪些來(lái)自月球表面，哪些來(lái)自著陸器;近紅外揮發(fā)性光譜儀系統(tǒng)（NIRVSS）：一種用于測(cè)量表面成分和溫度的工具。該儀器將檢測(cè)諸如甲烷、二氧化碳、氨和水的揮發(fā)物;激光后向反射器陣列（LRA）：共有8個(gè)小鏡子，用于測(cè)量距離并幫助提高著陸精度。有獨(dú)立的電源和通訊系統(tǒng)，未來(lái)在月球上可以被其他航天器探測(cè)到。樣品采集、過(guò)濾和月球巖石探測(cè)（SAMPLR）：一個(gè)機(jī)械臂，它將收集月球巖石的樣品并根據(jù)大小進(jìn)行過(guò)濾、分離。

這一前期的探測(cè)任務(wù)只是探月任務(wù)的代表之一，可以預(yù)見(jiàn)，來(lái)自地球的航天器將在接下來(lái)數(shù)年內(nèi)頻頻到訪月球。波音、洛馬等老牌航天承包商以及各路商業(yè)航天新貴，都將在登月的龐大項(xiàng)目中分得一杯羹。SpaceX 當(dāng)然不會(huì)缺席這場(chǎng)航天盛宴。事實(shí)上，今年5月，NASA 宣布阿爾特彌斯登月計(jì)劃中的登月艙環(huán)節(jié)中標(biāo)商，其中有貝索斯創(chuàng)立的航天公司藍(lán)色起源、NASA 的長(zhǎng)期合作伙伴 Dynetics，SpaceX 則憑借著星際飛船 Starship 意外入選。3家中標(biāo)公司將獲得來(lái)自 NASA 共近 10 億美元的資金支持，并在此基礎(chǔ)之上推進(jìn)研發(fā)工作，未來(lái) NASA 將根據(jù)各家的研發(fā)進(jìn)展繼續(xù)選資助對(duì)象和最終要登上月球的中標(biāo)者。

月球登陸器作為月球之旅的最終環(huán)節(jié)，在整個(gè)登月計(jì)劃中扮演著至關(guān)重要的角色。在過(guò)去的 10 年中，NASA 一直在耗巨資推進(jìn)能夠滿足登月需求的重型火箭和載人飛船的開(kāi)發(fā)工作，即太空發(fā)射系統(tǒng) （SLS，Space Launch System） 和波音承接的獵戶座載人飛船，以實(shí)現(xiàn)將人類宇航員送入太空。而要實(shí)現(xiàn)最終登月，月球登陸器就是登月計(jì)劃中的最后一塊拼圖。NASA 局長(zhǎng)吉姆·布里登斯坦也曾表示，我們現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)的，就是我們要登陸月球所需的最后一個(gè)設(shè)備。

在總額近 10 億美元的撥款中，藍(lán)色起源獲得了過(guò)半的預(yù)算，達(dá)到 5.79 億美元。Dynetics 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)獲得了 2.53 億美元;而 SpaceX 拿錢(qián)最少，僅有 1.35 億美元。盡管如此，SpaceX 憑借 Starship 在月球登陸器環(huán)節(jié)獲得了 NASA 的資助，已經(jīng)是最讓人意外的部分。它反映出 NASA 在新一輪登月計(jì)劃中對(duì)降成本、可持續(xù)性方面的強(qiáng)烈追求。布里登斯坦在發(fā)布會(huì)上表示，NASA 不會(huì)忽視 Starship 的潛力。“SpaceX 非常善于飛行、測(cè)試、經(jīng)歷失敗以及修復(fù)問(wèn)題。”這是 NASA 選擇資助 SpaceX 的原因。“如果 Starship 能夠取得成功，我們也希望參與其中。”布里登斯坦表示， SpaceX 的 Starship 能夠成為一個(gè) game changer，提供一個(gè)全新的解決方案。

（摘自美《深科技》）（編輯/小文）