自 1972 年的阿波羅 17 號任務以來，美國將首次發射嘗試在月球表面軟著陸的航天器。但出人意料的是，這兩項無人任務並非由 NASA 運營，而是由私營公司運營。
最早在 1 月 8 日，總部位於匹茲堡的公司 Astrobotic 將帶著名為 Peregrine 的箱形著陸器前往月球。1 月 12 日，總部位於休斯頓的公司 Intuitive Machines 將緊隨其後，推出名為 Nova-C 的著陸器。這兩項任務總共將代表 NASA 運送約十幾個有效載荷，以及包括 實物比特幣 和 藝術家傑夫·昆斯的微型雕塑 在內的其他物品。
這些航天器是在 NASA 的 商業月球有效載荷服務 (CLPS) 計劃的旗幟下飛行的，該計劃鼓勵私營企業接管向月球運送科學儀器的常規任務。在 CLPS（發音為“clips”）計劃下，公司擁有並運營月球著陸器，NASA 為公司運送該機構的硬體支付固定價格。2019 年，NASA 向 Astrobotic 支付了 7950 萬美元，向 Intuitive Machines 支付了 7700 萬美元，用於 這些公司即將執行的任務——這只是 NASA 過去在機器人著陸器上花費的一小部分。
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NASA 探索科學戰略與整合辦公室的專案科學家 瑞安·沃特金斯 說：“人們可能很難理解或記住 NASA 正在透過 CLPS 購買運送服務；這些不是 NASA 的任務。”該辦公室支援 CLPS。“這只是我們將儀器送往月球的一種方式。”
雖然這種方法對於月球任務來說是新的，但 NASA 以前在近地軌道中使用過類似的版本。自 2008 年以來，該機構一直與私營公司簽訂合同，向國際空間站運送貨物，並且最近也這樣做，將宇航員送往國際空間站。但 CLPS 存在很多風險。從歷史上看，每九次嘗試的月球任務中只有大約五次成功，而且 Astrobotic 和 Intuitive Machines 都從未飛行過，更不用說在月球上著陸了。還沒有商業航天器在另一個天體上安全著陸。
沃特金斯說：“這是一項高風險、高回報的行動。”
Peregrine 升空
最早承擔這種風險的公司之一是 Astrobotic，這是一家成立於 2007 年的公司，最初是已解散的 谷歌月球 X 大獎賽 的競爭者。十六年漫長的時間過去了，該公司的 Peregrine Mission 1 距離前往月球只有幾周的時間了。Astrobotic 執行長約翰·桑頓說：“這是重要的一天，重要的時刻。”“我們很高興能有機會做到這一點——現在是真刀真槍的時候了，對吧？”
Astrobotic 官員表示，假設 Peregrine Mission 1 於 1 月 8 日發射，最早可能在 2 月 23 日嘗試月球著陸。其目的地是粘滯灣，這是一片古老的熔岩流，毗鄰格魯伊森穹丘，這是月球北緯中緯度地區兩個富含二氧化矽的硬化熔岩堆。計劃於 2026 年進行的未來 CLPS 任務將直接瞄準地質上神秘的穹丘。Peregrine 的任務是對附近地區進行初步偵察。
著陸器將代表 NASA 攜帶六個有效載荷。其中之一是 一種名為 PITMS（Peregrine 離子阱質譜儀）的裝置，它將測量水分子如何在陽光加熱月球表面時在月球表面移動。同時，NASA 中子光譜儀 將在 Peregrine 附近的月球風化層中尋找含氫礦物，這是含水量的替代指標。
此外，Peregrine 還為其他公共和私人客戶攜帶了 15 個有效載荷。其中包括墨西哥航天局的 COLMENA，該國首個奔月的科學儀器。一旦啟動，該裝置將彈出五個圓形輪式機器人，每個機器人都不比冷凍華夫餅大多少，然後它們將組裝成更大的太陽能電池板。機載的其他有效載荷具有較少的科學目的，而更多的是象徵意義。其中之一是由美國 Arch Mission Foundation 提供的檔案光碟，其中包含 6000 萬頁的資料，包括維基百科的副本。另外兩個由美國公司 Celestis 和 Elysium Space 提供，其中包含希望將其部分遺骸送往月球的人的骨灰。
Astrobotic 在前往月球的途中最明顯的風險很可能是其太空之旅。著陸器將搭乘航空航天公司聯合發射聯盟 (ULA) 最新的重型運載火箭 Vulcan Centaur 的首次飛行。雖然 ULA 在之前的 155 次以上任務中保持了 100% 的任務成功率，但任何新型火箭的首次飛行都不可避免地會讓人感到緊張。
桑頓說：“這是否增加了興奮、挑戰、風險，當然還有緊張感？是的。”“但與此同時，我們感到有信心。”
Nova-C 前往南方
與 Astrobotic 一樣，成立於 2013 年的 Intuitive Machines 也曾是谷歌月球 X 大獎賽的競爭者，然後轉向商業交付。目前的計劃要求 Intuitive Machines 的 Nova-C 著陸器於 2 月中旬從佛羅里達州卡納維拉爾角搭乘 SpaceX Falcon 9 火箭發射升空，但隨後的月球著陸嘗試的相關日期尚未公開。Intuitive Machines 執行長史蒂夫·阿爾特穆斯說：“它的表現非常出色，我們感到非常興奮，並且正在按計劃進行。”
Intuitive Machines 著陸器 Nova-C 是一個六邊形圓柱體，高四米，寬約 1.6 米，發射時滿載燃料的質量為 1,908 公斤。該公司 IM-1 任務使用的著陸器版本可以向月球表面運送約 130 公斤的有效載荷。圖片來源： Intuitive Machines/Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)
與 Astrobotic 不同，Intuitive Machines 正在前往月球最南端的緯度地區。應 NASA 的要求，這項名為 IM-1 的任務的目標著陸點是馬拉珀特 A 隕石坑，該隕石坑位於月球南極內陸的等效區域。如果成功，IM-1 將成為繼印度的 Chandrayaan-3 任務之後，第二個在月球南極地區實現軟著陸的任務。
IM-1 總共將飛行 11 個有效載荷，其中 5 個用於 NASA，6 個用於其他客戶。其中一個非 NASA 有效載荷發揮著關鍵的結構作用。運動服裝公司哥倫比亞公司為著陸器提供了一些隔熱材料：一種為 該公司的一些夾克 開發的金屬薄膜。另一個有效載荷旨在實現航天器首創：由安柏瑞德航空航天大學建造的 EagleCam 將在著陸器 Nova-C 距離月球表面 30 米時，在其最終下降過程中彈出一個小型相機。然後，這個相機將自由落體並撞擊月球表面，及時記錄 Nova-C 的著陸嘗試。如果成功，EagleCam 將捕捉到有史以來第一張從第三人稱視角拍攝的航天器在另一個天體上著陸的影像。
當 EagleCam 從遠處觀察 Nova-C 時，其中一個機載 NASA 有效載荷將向下觀察。這個名為 SCALPSS（用於月球羽流表面研究的立體相機）的系統由四個環繞 Nova-C 底部安裝的攝像頭組成。SCALPSS 將在著陸期間拍攝航天器尾焰的影片和三維影像，以觀察其如何與月球表面相互作用。這些資料應有助於為放大規模的月球著陸（例如 NASA 的阿耳忒彌斯計劃中計劃的著陸）的資訊模擬提供依據。
期盼成功，準備迎接失敗
自從 2019 年獲得 NASA 的獎勵以來，Astrobotic 和 Intuitive Machines 在到達發射臺的過程中面臨著一個又一個挑戰。正當這兩家公司加大工作力度時，新冠疫情使全球供應鏈陷入混亂，減緩了這些公司及其供應商獲得彈簧等微小部件的能力。
這兩個專案還盡一切努力從自 2019 年以來墜毀的四個月球著陸器中吸取教訓：俄羅斯的 Luna 25、印度 Chandrayaan-2 任務中的 Vikram 著陸器、日本公司 ispace 的 Hakuto-R 和以色列非營利組織 SpaceIL 的 Beresheet。“我們已經針對我們自己的專案研究了這些確切的場景，我們相當確信，如果我們確實遇到了異常情況，那也不會是由於這些問題造成的，”桑頓說。
這些公司表示，他們已準備好應對比預期更艱難的著陸，他們的下一次任務已經與 NASA 預訂。最早在明年，Intuitive Machines 的第二次飛行將運送一臺 NASA 製造的鑽機到月球南極地區。反過來，Astrobotic 將運送 一個名為 VIPER 的探水 NASA 探測車。
儘管失去這些首次任務將是毀滅性的，但這些公司補充說，他們已準備好堅持下去，以期建立一個可行的月球經濟。阿爾特穆斯說：“我們是鋼鐵般的火箭科學家。”“我們撣掉身上的灰塵，也許會開一天追悼會，然後我們再去想辦法下次如何做好並使其正確。”