以色列正前往月球——迎來一個里程碑式的月球任務。如果一切順利,計劃於2月21日發射的著陸器將成為首個在月球上著陸的私人資助飛行器。這一壯舉似乎將開啟月球探索的新時代——在這個時代,國家航天機構將與私營企業合作,共同調查和開發月球及其資源。
這艘名為“創世紀號”(Beresheet)的飛行器在希伯來語中意為“在開始時”,它由一家名為SpaceIL的以色列非營利公司建造,該公司為其任務籌集了1億美元資金,其中大部分來自慈善捐款。“創世紀號”將從佛羅里達州卡納維拉爾角搭乘SpaceX的獵鷹9號火箭升空,預計在4月到達月球北半球的玄武岩平原寧靜海(見“月球發射”)。在那裡,它將研究月球岩石中磁性的存在,這是一個令人費解的現象,因為衛星缺乏全球磁場(見“創世紀號將在月球上做什麼?”)。
這項任務並非完全由私人進行,因為它涉及政府合作伙伴。儘管該飛行器只不過是一個演示器——它的科學任務很簡單,預計著陸器在表面只能持續兩天——但該任務具有象徵意義。這將是以色列的首次月球任務,也是首個在月球表面“軟著陸”的私人支援飛行器——直到現在,這還是美國、中國和俄羅斯等國家航天機構精英俱樂部的專屬。
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柏林的私人公司PTScientists的執行長兼創始人羅伯特·伯梅說,SpaceIL的成功將是一個重要的里程碑,該公司也在向月球進發。“這將是一個重要的證明點,因為目前只有中國擁有軟著陸能力,”他說。
以色列的成功可能會預示著新的著陸器浪潮,並將月球探索的商業模式轉變為私營公司基本上出售送貨服務的模式。客戶可以購買著陸器上的空間來運送他們的貨物——從航天機構和大學建造的科學儀器到電信公司的技術,以及承諾將親人的骨灰放在月球上的公司的骨灰甕。從長遠來看,公司可能想去月球開採水資源,這些水可以轉化為燃料為火箭提供動力或維持月球殖民地。
月球科學家也將從商業著陸器艦隊中受益。除了中國的嫦娥四號飛行器——上個月著陸的,也是月球上唯一活躍的機器人居民——美國宇航局戈達德太空飛行中心位於馬里蘭州格林貝爾特的行星科學家芭芭拉·科恩說,最後的表面任務是在20世紀70年代後期。“這一代月球科學家一直無法進行任何機器人操作,”她說。“我們真的很興奮。”
XPRIZE 遺產
SpaceIL將是首個已解散的谷歌月球XPRIZE競賽的前競爭者發射其月球任務的公司。但至少有五家參與該獎項競爭的公司計劃在2021年底前發射任務。所有公司都在爭奪成為首個實現完全商業化的任務(見“商業參與者”)。
另一位前競爭者卡納維拉爾角月球快車公司的執行長鮑勃·理查茲說,今天的月球流行歸功於谷歌月球XPRIZE。這個雄心勃勃的專案於2007年啟動,旨在促進以負擔得起的價格進行商業化的月球探索。該專案為首個在月球表面著陸並執行基本任務的團隊提供了2000萬美元的獎金。由於沒有一個參賽者看起來能在3月份的發射截止日期前完成任務,該競賽於2018年1月取消。當時,位於加利福尼亞州卡爾弗城的XPRIZE基金會將其失敗歸咎於團隊在籌集資金以及技術和監管挑戰方面的困難。
自那以後,由於發射成本下降、越來越多的客戶願意為前往月球的旅行付費以及政府對這些努力的新支援,私人月球著陸器的局面發生了巨大變化,各公司表示。
理查茲說,SpaceIL在這場新的太空競賽中處於領先地位,主要歸功於其資金。
三位年輕的工程師於2011年在特拉維夫創立了這家公司,但該公司從南非電信億萬富翁莫里斯·卡恩那裡獲得了總計4300萬美元的注資,卡恩現在是該公司的總裁。這項任務已成為一個國家專案,以色列航天局投入了200萬美元,以及該國主要的航空航天和衛星公司洛德的以色列航空航天工業公司,該公司建造了飛行器。該專案還透過搭乘獵鷹9號火箭以及其他貨物來降低成本:一顆印度尼西亞衛星,以及據報道,一顆美國空軍的小衛星。
政府支援
對重返月球感興趣的政府日益增長的興趣也正在刺激新的月球商業模式。
美國宇航局和歐洲航天局(ESA)正在尋求資助私營公司向月球表面運送科學儀器,希望這些機構最終成為使用該服務的眾多客戶之一。
美國宇航局在2017年的一項美國總統指令之後,將其目光重新轉向月球。該機構的目標是為火星任務提供培訓場地,並研究可能維持人類在月球上存在的月球資源,例如開採氧氣和氫氣作為燃料,以及純粹的科學研究。
為了幫助實現這些目標,該機構於2018年啟動了價值26億美元的為期10年的商業月球有效載荷服務(CLPS)計劃。11月,美國宇航局選擇了九個聯合體,它認為這些聯合體有資格將其有效載荷運送到月球。每個聯合體都由一家美國公司領導,幷包括多個合作伙伴,以覆蓋發射、著陸器和運營能力。科學家們在2月27日之前向美國宇航局提交關於儀器或技術的提案,這些提案可能構成商業運輸的有效載荷的一部分。
理查茲說,該計劃旨在“啟動”一個新的私人月球著陸器產業,並反映了美國宇航局十多年前為鼓勵SpaceX等商業航天公司的發展所做的努力。該機構現在是許多使用這些商業服務向太空傳送貨物的客戶之一。
通往月球的鐵路
伯梅說,作為CLPS計劃的一部分,美國宇航局可能會挑選數十個有效載荷,讓幾家公司有機會登陸月球,可能從2020年開始。位於賓夕法尼亞州匹茲堡的Astrobotic的執行長約翰·桑頓說:“我們正在建立鐵路,一個通往月球的DHL送貨服務,”Astrobotic是另一家希望首個實現商業月球著陸的公司。
科恩說,對於科學家來說,這種模式有利有弊。起初,著陸器不會很先進,不會有鏟子或鑽頭來收集樣本,或者能夠在寒冷的月夜中生存。而且科學家們不一定能夠訪問該飛行器的“內務”資料,這些資料可能對校準有用。但“最大的好處”是,登陸月球的機會之多將使更廣泛的研究人員能夠參與進來並開展風險更高的專案,她說。
來自世界各地的許多前XPRIZE公司都是有資格競標CLPS合同的團隊的一部分,儘管許多公司也在計劃在該計劃之外進行獨立發射(見“商業參與者”)。其中包括位於東京的初創公司ispace和位於印度班加羅爾的TeamIndus,該公司在2018年取消了原定的發射計劃。該公司負責外聯的Sheelika Ravishankar說,TeamIndus的目標是在未來三到五年內“多次”向月球發射任務。(印度空間研究組織也希望在今年透過其Chandrayaan-2任務首次實現月球受控著陸。)
歐洲願景
歐洲航天局在NASA之前開始關注重返月球,並且還希望促進新興航天公司的發展。
該機構正在計劃一項將於2025年發射的單一著陸器任務,旨在演示從月球極地的土壤中獲取水或氧氣的可行性。
上個月,歐洲航天局與PTScientists(直接響應XPRIZE而成立)、巴黎的火箭製造商ArianeGroup和布魯塞爾的航空航天公司Space Application Services簽訂合同,以探索此類任務的可行性。
伯梅說,該機構希望在11月從成員國那裡獲得大約2.5億歐元(2.83億美元)的資金,他相信這種情況會發生,因為月球探索的國際勢頭以及任務規模相對較小。
伯梅說,與商業合作伙伴將承擔發射成本的CLPS計劃不同,歐洲航天局將支付該任務的發射和運營費用,以及著陸器的空間費用。他說,運營成本約為1.3億歐元,其餘的1.2億歐元將用於科學有效載荷的開發。但是這些有效載荷只會佔用著陸器一半的容量,因此PTScientists可以將剩餘的空間出售給其他客戶——以獲取利潤。“這是一個不錯的商業案例,”伯梅說。
現實檢驗
理查茲估計,如今登月任務的成本約為 5000 萬美元,是十年前的一半。他表示,後續任務的規模經濟效應可以將單次有效載荷的成本降至數十萬美元。
但儘管各公司在籌集投資和爭取客戶方面取得了成功,一些專家仍然懷疑,長期來看,除了太空機構之外,是否會有很多客戶願意參與。
例如,目前尚不清楚除了政府之外,是否會有客戶需要從月球提取的火箭燃料。哈佛-史密森天體物理中心(位於馬薩諸塞州劍橋)的太空歷史學家和天文學家喬納森·麥克道爾表示,唯一有利可圖的用途可能是為更遠進入太陽系的旅行提供動力——例如,用於小行星採礦。但這可能還需要數十年才能實現。
“他們會得到什麼——除了廣告之外?這是我難以理解的缺失部分,”麥克道爾說。
本文經授權轉載,並於 2019 年 2 月 20 日首次發表。
