综合报道

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民营商业航天完成「登月本垒打」，NASA 52年后「重回月球」

连然2024/02/26

摘要

即便是探索宇宙，私营商业航天也依旧是推动进步和发展的强劲动力。

时隔50多年，美国重返月球。

美国东部时间下午6点24分，「奥德修斯」号（Odysseus）在月球表面自主着陆，随后与任务控制中心建立了长达13分钟的无线电通信。此次着陆是自1972年阿波罗17号以来，美国首次发射月球着陆器任务，但更重要的是，这也是私营公司首次成功将着陆器完好地送上月球，可以说是载入史册的一天，开启了民营商业航天的新篇章。

50多年前，美国在冷战的紧张氛围中，几乎是举国体制地推进了登月探索。如今，这一历史性的壮举却由民营力量完成。这次任务成功的背后，是SpaceX的「猎鹰9」火箭和 Intuitive Machines公司的「奥德修斯」着陆器。这两家公司的合作，展现了民营航天的实力。

此次着陆是NASA（美国宇航局）「商业月球有效载荷服务」（CLPS）计划的一部分，旨在支持该机构的「阿尔忒弥斯」计划——将宇航员送回月球，甚至在那里建立一个永久基地。「奥德修斯」的成功着陆，是迈向这个目标的重要一步。

登上月球从来不是简单的事情，在全球范围内，除了美国，只有苏联、中国、印度和日本的政府太空计划，成功地在月球表面进行过「软着陆」。直到现在，登陆月球依旧是失败率很高的事情。

近期的其他尝试，如匹兹堡的Astrobotic Technology、日本的ispace公司的Hakuto-R任务、以色列的Beresheet着陆器以及俄罗斯的Luna 25，均以失败告终。

虽然这次「奥德修斯」的任务不如当初的阿波罗任务一样宏伟，但NASA希望借此开启一个更具革命性的时代：引入民营商业航天力量一起参与，最终实现经济高效的太阳系交通。这一愿景预示着未来太空探索将更加频繁、成本更低，为人类在太空的活动开辟新的可能性。

「奥德修斯」着陆器将降落在月球南极附近的Malapert A陨石坑｜图片来源：NASA

Intuitive Machines：第一家成功登月的商业公司

2月15日，名为奥德修斯（Odysseus）的六角圆柱体Nova-C着陆器由SpaceX猎鹰9号火箭发射升空，并于2月21日成功进入月球轨道。2月22日，美国东部时间下午18点23分左右，奥德修斯号软着陆在月球南极地区一个名为Malapert A的陨石坑中。

这一着陆点是Malapert A陨石坑附近的一个平坦区域，位于月球南极附近。该区域被探查到有冰冻水隐藏在陨石坑的阴影中，是近年来月球的极地地区吸引探索的原因之一。

虽然奥德修斯成功地实现了着陆，但过程中还是出现了一些小插曲。在着陆后第二天的简报会上，Intuitive Machines的高层称奥德修斯在着陆时倾倒，侧面朝地，不过目前「还活着」。其飞行师的分析表明，着陆器在接近最终下降的时刻，六足中的一只被卡住导致了侧翻，最后可能是倾斜地靠在一块岩石上。

不过随着此次着陆成功，总部位于得克萨斯州休斯顿的Intuitive Machines，已成为第一家成功登陆月球南极附近的商业公司。Intuitive Machines是一家专注于太空探索的多元化太空公司，通过四个不同的业务部门提供的产品和服务：月球访问服务、轨道服务、月球数据服务以及空间产品和基础设施，以支持机器人和人类对月球、火星和更远地区的持续探索。

Intuitive Machines成立于2013年，在Stephen Altemus，Kam Ghaffarian，Tim Crain三位创始人中，有两位来自NASA：

联合创始人、总裁兼CEO Stephen Altemus；联合创始人、CTO Timothy P.Crain｜图片来源：Intuitive Machines

其中，担任该公司联合创始人、总裁兼CEO的Stephen Altemus，曾在NASA约翰逊航天中心担任副主任，并在NASA肯尼迪航天中心和航天飞机计划工作过。他在NASA的工作经验涵盖了航天飞机的运营、发射和着陆活动，以及在哥伦比亚号航天飞机失事后，担任哥伦比亚重建主任的角色。

另一位联合创始人Timothy P.Crain曾在NASA约翰逊航天中心担任首席工程师，并参与了火星科学着陆器的导航设计工作。在NASA工作期间，他还担任了猎户座航天器的轨道制导、导航和控制（GNC）系统经理，以及Project Morpheus的飞行动力学负责人。

Intuitive Machines是美国宇航局NASA聘请的几家公司之一，负责运输仪器，这些仪器将在NASA宇航员返回月球表面之前进行侦察，计划于未来十年内返回月球。

对于这项任务，NASA根据「商业月球有效载荷服务」（CLPS）计划向Intuitive Machines支付了1.18亿美元，用于向月球运送六台仪器，包括一台立体相机，以及一个无线电接收器，用于勘测带电粒子对无线电信号的影响。

在2026年之前，NASA计划至少执行八项其他CLPS任务，其中包括Intuitive Machines的另外两项任务和Astrobotic的另一项任务。Intuitive Machines已经签订了另外两项CLPS任务的合同；总部位于匹兹堡的Astrobotic Technology正在执行第二项任务，这次他们打算把探测车送到月球上那些可能藏着冰的阴影区域。

在此之后，只要阿尔忒弥斯计划有宇航员在月球上活动，这一计划就将持续进行，为月球基地提供必要的补给。

NASA 如何启动「商业航天」

在过去，NASA自行建造航天器。在尼尔·阿姆斯特朗成为首位登月宇航员之前，NASA 发射了从勘测者1号到勘测者7号的一系列机器人航天器，目的是验证着陆技术和研究月球土壤的特性。

但是，当NASA自己设计和操作航天器时，它通常会寻求最大限度地提高成功的几率，而且其设计方案往往成本高昂。

1969年至1972年的阿波罗登月计划是一个典型的例子，该计划以几乎无限的预算，解决了一个几乎不可能解决的问题，即实现人类登月的壮举，也就是众所周知的 「登月计划」。

不过，尽管阿波罗计划的六次登月任务是具有划时代意义的事件，但这些任务里，宇航员在月球表面的停留时间相对较短。

其中，最长的一次停留是由阿波罗17号任务的宇航员尤金·赛尔南，和他的登月舱飞行员哈里森·施密特创造的，他们共停留了三天。相比之下，尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林在1969年首次登月的阿波罗11号任务中，停留时间不到21小时。

这一阶段美国的月球探险，主要是进行一些基础的探索，被形象地概括为「插上旗帜和留下脚印」。

但21世纪的探月计划有所不同。NASA在2017年启动阿尔忒弥斯计划时，已经明确表示，新的探索时代将更加雄心勃勃。

NASA的目标不仅仅是重复过去的足迹，而是在月球上建立至少一个半永久性的基地，并在月球轨道上构建名为Gateway的迷你空间站，作为宇航员往返月球表面的「跳板」。此外，NASA还计划在月球南极建立一个栖息地，为宇航员提供一个「月球之家」。

然而资金是一个问题。在阿波罗计划的辉煌时期，NASA的预算占美国联邦总预算的4%，而如今这一比例已降至0.4%。

为了应对这一资金限制，NASA不得不转变其运作模式，将航天器的设计和建造任务外包给私营企业。这种做法类似于SpaceX为NASA提供将宇航员运送到国际空间站的服务类似，SpaceX会根据服务向NASA收费，就像对其他卫星制造商和私人客户服务时一样。

在2011年之前，美国依赖航天飞机进行太空任务，但因安全性差和费用高而放弃使用。此后NASA依赖俄罗斯联盟号飞船运送宇航员，9年间向俄罗斯支付了约40亿美元。

为了结束这种依赖并降低成本，NASA开始与私营企业合作，启动了「商业船员计划」，与SpaceX和波音合作开发新的载人航天器。SpaceX的龙飞船和波音的CST-100星际航线飞船分别获得了NASA的资助，最终SpaceX 在2020年5月底成功成为了史上第一家将人类送入太空的私营企业。

NASA发起的这一转变不仅提高了安全性和成本效益，而且促进了私营部门参与太空探索。SpaceX的成功，特别是其在2020年完成的首次商业载人航天任务，也标志着私营企业在太空探索领域开始具有重要地位。

奥德修斯着陆器的大小与英国电话亭差不多。 ｜图片来源：Intuitive Machines

在2018年，NASA更进一步，推出商业月球有效载荷服务（CLPS）计划，该计划进一步将为宇航员提供所需设备的任务外包给了私营企业。

启动CLPS计划的前NASA高级科学官员Thomas Zurbuchen估计，以NASA传统方式自行设计、建造和操作的机器人月球着陆器，成本将高达5亿至10亿美元，这几乎是NASA支付给Intuitive Machines费用的五倍。

过去，太空探索主要由政府机构牵头，而现在，私营企业以其灵活性和创新能力成为推动太空探索的重要力量。通过商业模式的运作，太空探索的成本得以降低，进一步推动了探索的广度和深度。这就是NASA过去用超过20年时间「处心积虑」孵化民营商业航天公司，用订单支持商业航天发展的背后目标。

NASA期望私营公司能够提出创新的方法，以更低的成本实现太空探索的目标。这种商业模式的运作不仅能够降低太空探索的成本，而且通过引入市场竞争，激发创新，从而有望推进探索活动的广度与深度。

如今，美国商业航天在全球范围内处于领先地位，而在这背后是一系列创新技术的发展、政府政策的有力支持、私营企业的积极参与以及公众对太空探索的持续热情。

在极客公园2021年的前沿思考论坛上，长期关注商业航天领域的松果出行创始人翟光龙，曾经认真分析过美国商业航天之所以能发展的因素：

·NASA的政策导向和制度创新

·社会对航天事业的广泛兴趣和代际传承

·民间组织和企业的支持

·商业航天企业和专业人才的积累

·全球顶尖高校的理工科毕业生为航天行业提供了源源不断的新鲜血液

·成熟的产业配套体系以及财务自由的企业家的深度参与和长期承诺。

这当中，他认为NASA的政策导向和制度创新，为商业航天的发展提供了坚实的基础。NASA的开放太空资源政策、公私合作模式以及对深空探测的重视，不仅为商业企业提供了明确的发展方向，还通过资金和订单的实际支持，降低了它们进入市场的门槛。

NASA构建的生态系统，包括成熟的火箭公司和零配件供应商，以及其包容性的策略，促进了行业内的多元竞争和共同进步。

而成熟的产业配套体系为航天企业提供了必要的技术和材料支持。美国在航天相关材料、工艺、集成电路和计算模拟软件等方面的工业基础，为航天企业的发展提供了坚实的后盾。

翟光龙认为还有一个很值得关注的因素，是那些财务自由的企业家，如亚马逊创始人兼CEO杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）和伊隆·马斯克（Elon Musk），他们的深度参与和长期承诺，为商业航天的发展注入了核心动力。

杰夫·贝索斯曾经公开表示，他每年卖出10亿美元亚马逊公司股票，以投资旗下航天探索公司「蓝色起源」（Blue Origin）；马斯克创建的SpaceX成立之初的目标就是，把航天发射的成本降到美国政府经营所需费用的十分之一，以及将太空运送物资和人员的风险也同步减少至以往的十分之一。这些企业家不仅提供了资金，还带来了对航天事业的持续热情和管理经验，推动了整个行业的繁荣。

政策支持为企业家提供了机会，而企业家的参与又推动了产业的发展，产业配套体系则为整个行业提供了必要的基础设施。这三个因素相互关联与作用，共同构成了美国商业航天成功的关键基石。

从这个视角看，中国商业航天不仅仅是一个过去10年逐渐繁荣的「商业赛道」，也不可避免的应该是承载中国航天，甚至人类探索宇宙进程的重要的助推力，应该赢得更多关注与支持。

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