向月球进发!SpaceX 揽下探月任务发射大单

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向月球进发!SpaceX 揽下探月任务发射大单
麻省理工科技评论 2020-08-30

2020-08-30

近日,SpaceX 拿下了一笔商业发射订单,目的地就是月球。
航空航天
近日,SpaceX 拿下了一笔商业发射订单,目的地就是月球。

距离人类首次登陆月球已经超过 50 年时间,美国已经宣布重启登月计划,将人类宇航员再一次送上月球表面。经过一再延期,美国国家航空航天局(NASA)最终将登月时间点定在了 2024 年。

在时间非常有限的情况下,这个名叫阿尔特弥斯(Artemis)计划的登月项目已经成为了美国航天领域最重要的项目之一。

已经成功实现载人发射任务、在航天领域如日中天的 SpaceX 也开始在登月相关的项目中频频露面。

近日,SpaceX 拿下了一笔商业发射订单,目的地就是月球。

作为阿尔特弥斯计划的一部分,NASA在今年早些时候选择了航天初创公司Masten Space Systems 开发月球登陆器。美国当地时间8月26日,Masten宣布将购买SpaceX 的发射服务,预计于2022年将该公司开发的 XL-1月球着陆器送往月球,进行一系列探测任务。

和其他的月球登陆器相比,Masten 开发的登陆器 XL-1 可以说是个巨无霸。其中包括了约3000公斤的燃料,最终能够向月球表面运送100公斤的有效荷载。

图 | Masten 开发的登陆器 XL-1

登陆器上的多种有效荷载将在月球表面进行一系列科学试验,为正式的载人登月项目做足准备:

红外成像系统(L-CIRiS):部署一种测量光的红外波长的装置,以探索月球的表面成分,绘制其表面温度分布图,并展示该仪器在未来月球任务中的可行性;

线性能量传输光谱仪(LETS):测量月球表面的辐射环境;

Heimdall:一种灵活的摄像系统,包括一个录像机和四个摄像机(一个广角下降成像器,一个窄角成像器和两个广角全景成像器)。该相机系统旨在对构成月球表层的土壤和其他物质进行建模,并绘制地质特征。

MoonRanger:一款小型漫游车,重量不到30磅,将展示通信和地图绘制技术。漫游车具备自主导航功能,过程中无需与地球实时通信。可以探索离月球着陆点较远的地点。漫游车上将搭载中子能谱仪系统,将测量月球积灰中的氢浓度;

质谱仪观测月球运行(MSolo):一种测量月球表面潜在可利用资源的设备。它将识别在月球表面着陆期间从着陆器上散发出的气体,以帮助科学家分辨哪些来自月球表面,哪些来自着陆器;

近红外挥发性光谱仪系统(NIRVSS):一种用于测量表面成分和温度的工具。该仪器将检测诸如甲烷、二氧化碳、氨和水的挥发物;

激光后向反射器阵列(LRA):共有八个小镜子,用于测量距离并帮助提高着陆精度。有独立的电源和通讯系统,未来在月球上可以被其他航天器探测到。

样品采集、过滤和月球岩石探测(SAMPLR):一个机械臂,它将收集月球岩石的样品并根据大小进行过滤、分离。

图 | 登月效果图(来源:SpaceX)

这一前期的探测任务只是探月任务的代表之一,可以预见,来自地球的航天器将在接下来数年内频频到访月球。

波音、洛马等老牌航天承包商以及各路商业航天新贵,都将在登月的庞大项目中分得一杯羹。

SpaceX 当然不会缺席这场航天盛宴。事实上,今年5月,NASA 宣布阿尔特弥斯登月计划中的登月舱环节中标商,其中有贝索斯创立的航天公司蓝色起源、NASA 的长期合作伙伴 Dynetics,SpaceX 则凭借着星际飞船 Starship 意外入选。

三家中标公司将获得来自 NASA 共近 10 亿美元的资金支持,并在此基础之上推进研发工作,未来 NASA 将根据各家的研发进展继续选资助对象和最终要登上月球的中标者。

图 | Starship 着陆月球效果图(来源:SpaceX)

月球登陆器作为月球之旅的最终环节,在整个登月计划中扮演着至关重要的角色。在过去的 10 年中,NASA 一直在耗巨资推进能够满足登月需求的重型火箭和载人飞船的开发工作,即太空发射系统 (SLS,Space Launch System) 和波音承接的猎户座载人飞船,以实现将人类宇航员送入太空。

而要实现最终登月,月球登陆器就是登月计划中的最后一块拼图。NASA 局长吉姆·布里登斯坦(Jim Bridenstine)也曾表示,我们现在正在开发的,就是我们要登陆月球所需的最后一个设备。

在总额近 10 亿美元的拨款中,蓝色起源获得了过半的预算,达到 5.79 亿美元。Dynetics 领导的团队获得了 2.53 亿美元;而 SpaceX 拿钱最少,仅有 1.35 亿美元。

尽管如此,SpaceX 凭借 Starship 在月球登陆器环节获得了 NASA 的资助,已经是最让人意外的部分。它反映出 NASA 在新一轮登月计划中对降成本、可持续性方面的强烈追求。

布里登斯坦在发布会上表示,NASA 不会忽视 Starship 的潜力。“SpaceX 非常善于飞行、测试、经历失败以及修复问题。”这是 NASA 选择资助 SpaceX 的原因。“如果 Starship 能够取得成功,我们也希望参与其中。”布里登斯坦表示, SpaceX 的 Starship 能够成为一个 game changer,提供一个全新的解决方案。


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