商业着陆器再飞月球，NASA搭载十分省钱
新闻速递北京时间今晨（2月27日），一枚九手的猎鹰9号火箭从肯尼迪航天中心发射升空，将商业着陆器雅典娜号（Athena）送往月球。这是美国直觉机器公司（Intuitive Machines）的第二个登月任务。一年前的IM-1任务中，该公司的奥德修斯号（Odysseus）着陆器成功着陆月球，成为历史上第一个软着陆月球的商业探测器和阿波罗计划结束50多年以来美国首个着陆月球的探测器。IM-2任务对雅典娜号着陆器的通信、跟踪和着陆系统进行了全面升级，希望以20倍的更佳精度着陆。比如，4.73米高的着陆器增加了激光后向反射器阵列（LRA）即8个镜子，通过测试激光反射提供更准确的定位，并且可以在无动力或机械控制的情况下运行。它类似于飞机跑道上的反射器，帮助引导飞机着陆。去年的任务中，团队未能在发射前解锁着陆器上激光测距仪的安全开关，导致着陆器触地侧翻，高增益天线也因被部分遮挡而影响了对地数据传输工作。
▲雅典娜号月面工作艺术图（图源：机器直觉）这一次，雅典娜号要探测水冰和其他资源。水冰是未来登月宇航员的重要原位资源，可以转化为饮用水、空气甚至火箭燃料，替代原本必须从地球携带的资源。着陆器上的NASA科学设备为“探索新地形风化层冰钻”（TRIDENT）和观测月球运行的质谱仪（MSolo）。它们将提取、回收和分析月球地表以下1米深处的样本，对其中的水和二氧化碳等化合物进行测试。着陆器携带了MAPP迷你月球车和跳跃机器人格蕾丝（Grace）。跳跃机器人配有发动机、惯性测量单元、恒星跟踪器、激光雷达和态势感知摄像头，能在着陆器周边1.6公里跳跃式移动，其工作范围远远超过普通的微型漫游车。它身高约1米，跳跃高度却能达到最高100米！该机器人的目标之一是着陆点附近一个陨石坑里的永久阴影区——这是轮式漫游车难以进入的地形。
▲跳跃机器人工作模拟（图源：机器直觉）本次发射还搭载了NASA的“月球开拓者”（Lunar Trailblazer）轨道飞行器。进入月球轨道后，它将对月球表面水冰沉积物进行成像观测，与着陆器上科学设备收集的详察数据形成补充。一切顺利的话，两个航天器将在4到5天后抵达月球轨道。雅典娜号一天半至3天后着陆，并在月球表面工作约10个地球日。2025年开篇不到两个月，已有4个月球任务升空。1月15日，美国萤火虫航天公司（Firefly Aerospace）的蓝色幽灵（Blue Ghost）1号着陆器和日本ispace公司的坚韧号（Resilience）着陆器成功发射。蓝色幽灵号计划3月2日着陆，早于雅典娜号。坚韧号选择了能量更低的奔月路径，计划在升空后4到5个月着陆月球。
▲NASA月球轨道飞行器（图源：洛马）机器直觉是目前全球唯一一家实现探测器月球软着陆的商业公司。现在，更多“新航天”浪潮中兴起的商业公司正在飞向月球。它们都得到了NASA商业月球载荷服务计划（CLPS）的资金支持。该计划旨在通过更为经济的商业探测器携带NASA科学设备，实现与NASA探测器等效的月球探测目的。日本公司的坚韧号上没有搭载NASA设备，但NASA也为该公司授予合同，购买着陆器收集的月球尘土——由于目前并没有采样返回的安排，NASA实际上只是为这些尘土的所有权买单。但这种做法似乎怎么都是省钱的。雅典娜号计划着陆至距月球南极仅160公里的蒙斯穆顿山（Mons Mouton）地区。蒙斯穆顿山是月球上被官方正式命名的最高的山，也曾是“挥发物调查极地探索车”（VIPER）的目标着陆点。作为NASA的第一个无人月球车项目，VIPER原计划2024年底登月，去年年中因成本超支取消——VIPER到取消时已花费4.5亿美元，而NASA购买机器直觉公司IM-2月球任务的花费为6250万美元。这一价格最初更低，仅为4700万美元。后来增加经费，是因为NASA需要购买更多数据——比如着陆器上仪器设备的温度数据。NASA副局长乔尔·卡恩斯（Joel Kearns）表示：“这是一个例子。我们不是为某一台设备付费，而是为这项商业任务能提供的独特信息付费。”从硬件、软件到数据，借助商业服务刺激经济发展、节省国家经费、缩短国家工程周期，方兴未艾的商业探月热背后仍然是航天降本增效的大逻辑。“如果我们能常态化地登陆月球，所有想把东西送到月球上的聪明人、科学家和工程师现在都愿意投资，用于设计、建造帮助人类在月球上生活和工作的系统。这些（项目）就是早期的高速公路或小道，开辟了全新的月球探索路径。就像美国年轻时一样，向西走，对吧？”机器直觉公司CEO史蒂夫·阿尔特穆斯（SteveAltemus）说。
▲当年美国西部大开发（图源：Currier & Ives）今天与两个月球探测器一起升空的，还有美国小行星采矿公司AstroForge的奥丁（Odin）勘查飞行器和史诗航天公司（Epic Aerospace）的轨道转移验证飞行器CHIMERA GEO 1。作为第一个飞出地月系统的商业探测器，前者要用大约300天飞抵编号2022 OB5的小行星，以飞掠方式收集数据，以判断它是否适于采矿，好为未来的小行星着陆、采矿任务做准备。后者据称能以1.7公里/秒的Delta-v（速度增量）为要去GEO的小卫星提供“太空摆渡”服务。
▲奥丁小行星探测器（图源：AstroForge）
