在經典鄉村民謠《天空中的幽靈騎士》中，一位牛仔看到了可怕的景象：魔鬼的牛群在雲層中轟隆隆地奔跑，被必須“永遠在那天空中的牧場上馳騁 / 騎著噴火的駿馬”的牛仔靈魂追趕。美國東部時間 1 月 15 日凌晨 1:11，由德克薩斯州公司螢火蟲航天公司建造的月球著陸器“藍色幽靈”騎著它自己的火熱駿馬穿越天空，搭乘 SpaceX 獵鷹 9 號火箭發射升空，執行一項任務，成為自阿波羅計劃結束以來，美國在月球上實現的第二次軟著陸。
在接下來的四個星期裡，這項名為“天空中的幽靈騎士”或“藍色幽靈 1 號任務”的任務將看到其航天器在地球周圍越來越遠的距離上執行。 “藍色幽靈”攜帶一套 NASA 提供的科學儀器，然後將衝向月球。該任務是在美國太空總署的商業月球有效載荷服務 (CLPS) 計劃下進行的，該計劃鼓勵私營公司接管此類儀器和月球物資的運送，作為國家雄心勃勃的阿耳忒彌斯登月計劃的一部分。
“月球有點像是我們太陽系的門戶；它是這個‘容易’去的地方，可以學習如何變得富有成效，”螢火蟲航天公司的航天器專案主管雷·艾倫斯沃思說。“我們在這些 CLPS 任務中收集的基礎科學確實具有應用價值，不僅適用於阿耳忒彌斯計劃，也適用於星際旅行。”
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“藍色幽靈 1 號任務”標誌著螢火蟲公司的新篇章，該公司已開發併發射了自己的火箭，但此前從未將任何東西送往月球。 這也是 CLPS 的又一次重大測試，CLPS 將向私營公司支付高達 26 億美元的月球運送費用。 NASA 希望透過該計劃節省大量資金。 2021 年 2 月，螢火蟲公司獲得了 NASA 關於“藍色幽靈 1 號任務”的合同，該合同現在價值 1.01 億美元，低於該機構建造自己的月球著陸器的費用。
“以傳統方式在月球表面建造著陸器的成本超過 5 億美元……我從未見過報價低於這個數字，”托馬斯·祖布肯說，他從 2016 年到 2022 年擔任 NASA 科學任務理事會副局長，並倡導 CLPS 的發展。“每一次嘗試都是在沒有這種額外開銷的情況下，使用他們自己的系統完成的。”
NASA 還希望 CLPS 能夠提高機器人登月任務的頻率。 “藍色幽靈”是自 2024 年 1 月以來在 CLPS 旗幟下發射的第三艘航天器，今年晚些時候至少還有一次發射計劃。 在 CLPS 之前，最後一次美國在月球上的軟著陸發生在 1972 年結束的阿波羅計劃期間。
“NASA 和科學界中有很大一部分人沒有經歷過登月，或者至少沒有在職場中經歷過登月，”NASA 探索科學戰略和整合辦公室的月球科學家瑞安·沃特金斯說。“終於有機會到達月球表面，就地解決其中的一些問題，這真是令人興奮。”
但是，為了換取更低的成本和更快的週轉時間，NASA 允許私營公司設計和運營自己的月球著陸器——這種權衡在總體上增加了任何給定的 CLPS 任務失敗的可能性。 從該計劃的開始，包括祖布肯在內的 NASA 領導人就強調，每個初始 CLPS 任務的成功率約為 50-50。
正如預測的那樣，到目前為止，該計劃的結果喜憂參半。 去年 1 月，總部位於匹茲堡的 Astrobotic 公司發射了一個攜帶 NASA 和非 NASA 有效載荷的月球著陸器，但該航天器在發射後不久就遭受了嚴重異常。 然後，在接下來的一個月，總部位於休斯頓的 Intuitive Machines 公司建造的機器人著陸器執行了一項 CLPS 任務，前往月球南極地區。 雖然航天器在下降過程中倖存下來——這對於任何商業登月任務來說都是第一次——但它的其中一條腿在著陸時斷裂，導致著陸器部分傾覆。
“我希望 [CLPS] 能夠成功，但這只是一項實驗，我們不知道它是否會成功，”非營利組織行星學會的首席太空政策專家凱西·德雷爾說。
螢火蟲公司的“藍色幽靈”著陸器高約 2 米，寬 3.5 米，大約相當於兩輛並排停放的 大眾甲殼蟲汽車的大小，旨在將多達 150 公斤（330 磅）的有效載荷運送到月球表面。 在“藍色幽靈 1 號任務”中，著陸器搭載了 10 臺 NASA 儀器，這是迄今為止在單個 CLPS 任務中發射的機構有效載荷數量最多的一次。
對於螢火蟲公司的一群工程師來說，他們中的許多人仍在 20 多歲，建造“藍色幽靈”是一次千載難逢的機會和挑戰。 “這有點令人震驚，”艾倫斯沃思說。“這真的很特別，但有時也會令人感到害怕，因為我們都沒有建造過月球著陸器。”
或許，在“藍色幽靈”號上，沒有哪個系統比負責將著陸器放置在月球表面的火箭發動機更能體現這一挑戰。 在 2021 年 10 月完成對“藍色幽靈”號設計的主要審查後不久，螢火蟲公司的工程師意識到他們需要建造自己的反作用控制系統 (RCS) 推進器，該推進器控制航天器的姿態並穩定其位置。 2024 年 8 月，在開始工作不到三年後，由工程師瑞安·科爾領導的團隊完成了發動機的飛行資格鑑定。
“傳統觀點會說，‘嗯，你永遠不可能在三年內製造出 RCS 發動機，’”科爾說。“但我們誰也沒有認為這是不可能的。”
“藍色幽靈”號現在面臨著大約六週的旅程，然後才能對這些發動機進行最終測試。 在繞地球執行 25 天后，著陸器將花費四天時間飛向月球。 然後，它將在月球軌道上再停留 16 天，然後在三月初嘗試著陸。 碰巧的是，“藍色幽靈”並不是唯一一個前往月球的航天器。 該著陸器與日本公司 ispace 開發的月球著陸器和漫遊車 Hakuto-R 2 號任務一起發射，該公司於 2023 年 4 月首次嘗試著陸，但最終在月球表面上方几公里處失敗。
應 NASA 的要求，“藍色幽靈 1 號任務”的目標著陸點是危海，這是一個深色的盆地，直徑約 560 公里（350 英里），很久以前，月球熔岩填充了一個當時新形成的撞擊坑。 據認為，該區域比阿波羅登月點更能代表月球的平均成分。 “藍色幽靈”的目標是在那裡執行 14 天，包括長達五個小時的漫長而嚴寒的月球夜晚。
“藍色幽靈”的一些有效載荷將演示新技術。 其中一項是，“藍色幽靈”正在飛行一種儀器，該儀器將測試月球著陸器是否可以探測和利用來自繞地球執行的 GPS 衛星的訊號。 另一項有效載荷將嘗試對抗月球塵埃——微小、鋸齒狀的顆粒，對宇航員和硬體來說都很糟糕——透過使用電場將其從表面敲掉。
其他儀器將研究月球內部。 其中一種名為 LISTER（用於快速進行地下熱探測的月球儀器），旨在測量熱量如何從月球流出，這應該有助於闡明我們天然衛星的深層結構及其億萬年來的演變。 該裝置由探頭尖端的溫度計組成，探頭將透過噴射壓縮氣體鑽入深達三米的月球土壤中。 如果成功，LISTER 將創下任何任務有史以來在月球表面挖掘的最深記錄。
“在真空中，氣體就像手榴彈……所以我們想，‘為什麼不用它挖掘深孔呢？’”藍色起源公司擁有的 Honeybee Robotics 公司的勘探系統副總裁克里斯·扎克尼說，該公司開發了 LISTER。“這有點像把花園軟管指向土壤並挖出一條溝渠。”
無論“藍色幽靈 1 號任務”發生什麼情況——無論是完整著陸在月球表面還是支離破碎——接受《大眾科學》採訪的專家表示，就目前而言，CLPS 計劃可能會延續到即將上任的美國總統唐納德·特朗普的第二個任期，他將於 1 月 20 日就職。 與整個阿耳忒彌斯計劃一樣，CLPS 是在特朗普第一屆政府期間建立的，並在拜登政府期間得以延續。 這是自阿波羅計劃以來，美國雄心勃勃的登月計劃首次在總統過渡期間完好無損地延續下來。
“我相信，無論 [結果] 如何，這次發射本身都不應改變該計劃，”祖布肯說。“如果一切都如我們所願地順利進行，我們會感到更加興奮……如果它沒有成功，我基本上會說，‘嘿，我們從沒說過這些事情中的任何一件都必須成功。’”
“ [CLPS] 不是國家標準制定計劃，”德雷爾補充道。“從某種意義上說，如果它奏效，它將創造一種全新的能力。”
話雖如此，阿耳忒彌斯計劃的結構這次可能會發生更多變化。 SpaceX 執行長埃隆·馬斯克堅定地支援“火星優先”的人類太空探索戰略，他是特朗普 2024 年競選活動的主要支持者，並且對即將上任的政府的政策議程具有巨大的影響力。 Ars Technica 去年 12 月的一份報告表明，特朗普的過渡團隊正在考慮對阿耳忒彌斯計劃和整個 NASA 進行調整，包括可能取消該太空機構成本高昂的太空發射系統火箭，這是當前阿耳忒彌斯計劃的關鍵。
然而，任何此類提案都必須透過國會，國會曾多次表示其偏好與阿耳忒彌斯計劃現狀一致的“月球優先”戰略。 重大調整也可能存在破壞與商業公司和其他國家航天機構現有協議的風險。“你看，存在一種挫敗感，[阿耳忒彌斯計劃] 沒有針對結果進行最佳化；它是針對政治進行最佳化的。 但最終你必須與政治打交道，”德雷爾說。“我們不應該拋棄像這樣的來之不易的聯盟。”