機器人追逐:私人 sector 月球競賽的截止日期臨近

里程碑獎金助力五支團隊在 2016 年底前發射商業月球著陸器
 


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首個將機器人送上月球的私人團隊可以贏得 2000 萬美元——但他們必須儘快完成。經過兩次延期,谷歌月球 X 大獎賽的新截止日期已推遲至 2016 年,留給各團隊的時間僅剩兩年,用於建造、測試和執行其任務。專家表示,在如此短的時間內取得成功是一項艱鉅的任務,但對於一些頂級團隊來說仍然觸手可及。
 
為了幫助領先者實現目標,XPRIZE 本週向在開發任務所需的著陸、移動和成像技術方面取得進展的團隊頒發了 600 萬美元的“里程碑獎金”。谷歌月球 X 大獎賽技術運營總監 Andrew Barton 表示:“很明顯,儘管各團隊正在取得進展,但還需要更多的激勵來真正推動他們前進。” 為了贏得全部 2000 萬美元的獎金,各團隊必須將飛行器降落在月球表面,移動至少 500 米,並將高畫質照片和影片傳回地球。“在這一點上,我們對實現目標感覺非常好,” Moon Express, Inc. 團隊的聯合創始人兼董事長 Naveen Jain 說。“我們有一個原型著陸器,我們已經對其進行了測試。”
 
與大多數競爭者不同,這家總部位於矽谷的公司不計劃派遣探測車,而是計劃派遣“跳躍者”,它將著陸,發射火箭升空約 1.5 至 3 米,並側向飛行以探索月球上的新區域。
 
艱鉅的任務
XPRIZE 於 2007 年首次宣佈這項競賽,最初的截止日期為 2012 年底。當這個目標被證明遙不可及時,組織者將日期延長至 2015 年,上個月他們宣佈,各團隊將額外獲得一年時間——直到 2016 年 12 月 31 日——來發射他們的任務。然而,為了使競賽繼續進行,至少一支團隊必須在 2015 年底之前提供證明,證明其已安排在次年某個時間發射。Barton 表示,錯過的截止日期反映的是競賽中的財務挑戰,而不是技術挑戰。“這與其說是變得太困難,不如說是為這些團隊找到資金來支付他們必須做的事情的問題,”他說。“他們花費的時間比預期的要長才能完成他們的商業案例。”
 
在 2012 年左右,參賽團隊數量達到頂峰,為 30 個。今天,這個數字已縮減至 18 個,一些團隊合併,另一些團隊退出。除了 Moon Express 之外,只有其他四家競爭者獲得了里程碑獎金:Astrobotic,它起源於卡內基梅隆大學機器人研究所;總部位於東京的 Hakuto;印度的 Team Indus;以及總部位於德國的 Part-Time Scientists。
 
一些團隊是資金充足的商業機構,擁有數十名成員——其中一些是全職員工——而另一些團隊則規模較小且更具創業精神。“就資金而言,Moon Express 是最強大的參與者,” 中佛羅里達大學的太空政策專家 Roger Handberg 說。“而 Astrobotic 也具有一定的實力,因為他們來自卡內基梅隆大學。這告訴你誰將是真正嘗試贏得獎金的人。”
 
為了贏得里程碑獎金,各團隊必須在 2013 年確定他們面臨的主要技術風險,然後在 2014 年底之前證明他們在顯著降低這些風險方面取得了進展。在此期間,評委們監督各團隊測試他們的設計,並在以下三個類別中頒發獎金:著陸(實現月球軟著陸所需的硬體)、移動性(移動飛行器所需的工具)和成像(捕獲影像和影片並將其傳輸回地球的系統)。如果獲得里程碑獎金的團隊繼續贏得全部 2000 萬美元的大獎或二等獎,他們最初的獎金將從獎金中扣除。
 
捉襟見肘的預算
在比賽的這個階段,大多數認真的團隊都已經建造並測試了他們航天器的原型,但沒有一個團隊建造了完成的飛行硬體。在剩下的兩年比賽中,他們必須完成他們的設計,建造硬體,對其進行嚴格的測試以確保它能夠承受發射,然後將其發射升空。
 
Barton 表示,這項工作量是可行的。他估計,商業航天器的建造通常需要大約三個月,測試還需要三個月。然而,政府的太空計劃在建造和測試階段都可能需要數年時間。“美國宇航局非常保守,所以他們花費更多的時間在地面上進行測試,” 史密森尼國家航空航天博物館館藏和館務副館長 Roger Launius 說。“這些人更接近邊緣運作,工作速度更快,因此風險更大。”
 
美國、俄羅斯和中國三個國家的政府已經實現了月球 X 大獎賽的目標,但這些商業團隊將不得不在捉襟見肘的預算下實現同樣的壯舉。“我認為它最終會實現,” Handberg 說。“這顯然是可行的技術。這是火箭科學,但它是經過驗證的火箭科學。”
 
成功不僅取決於哪些團隊可以開發任務所需的技術,還取決於哪些團隊能夠負擔得起大約 5000 萬美元的火箭費用來將他們發射到月球。Moon Express 希望透過保持其航天器足夠小,以便搭乘通訊衛星作為第二有效載荷來節省資金。這個選項將花費大約 1000 萬美元。
 
如果團隊成功到達月球,除了獎金之外,還有許多可能的方式來收回他們的資金。美國宇航局在 2010 年簽署了合同,從完成任務的月球 X 大獎賽團隊購買航天器設計細節以及最終在月球上收集的科學資料。許多團隊表示,太空旅遊、科學任務和月球商業採礦是他們最終的目標。“我們創立這家公司不是為了贏得這個獎項,” Jain 說。“對我們來說,這是一項生意——在我們有生之年,‘蜜月’的含義真的將是帶你的愛人去月球。”
 
XPRIZE 還為實現額外目標提供額外獎金,例如捕捉阿波羅登月點之一的鏡頭——儘管該目標引起了人們的擔憂,即 XPRIZE 團隊可能會不小心損壞歷史遺址。
 
即使在時間耗盡之前,沒有參賽者能夠完成他們的任務,但歷史上的例子表明,這場比賽可能仍然是值得的。1910 年,出版業巨頭 William Randolph Hearst 贊助了 5 萬美元的獎金,獎勵給第一個在 30 天或更短時間內駕駛飛機飛越美國大陸的人。飛行員 Calbraith Rodgers 嘗試爭取獎金,但未能按規定時間完成飛行。“但這次嘗試是值得的,它激發了許多其他活動,” Launius 說。“我們可以想象這裡可能會發生同樣的事情。即使沒有人成功獲得獎金,可能會出現哪些技術來增強未來的太空活動呢?”
 

Clara Moskowitz is a senior editor at 大眾科學, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大眾科學 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

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