这个私人着陆器可能是本世纪首个登陆月球的美国机器

定于 11 月发射的 NOVA-C 航天器应该能为阿尔忒弥斯宇航员铺平道路。
Pale craters on the moon's lunar surface, with dark shadows below.
月球南极的俯视图。NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室

美国国家航空航天局计划在 2025 年通过“阿尔忒弥斯”三号任务将人类送回月球。在此之前,该航天机构将在 2024 年 11 月进行一项至关重要的初步任务,届时“阿尔忒弥斯”二号任务将自 20 世纪 70 年代以来首次将一群宇航员送入月球轨道。但正如 NASA 在最近的一篇博文中称,实现这些目标“重要的第一步”是计划在几周内发射携带 NOVA-C 月球着陆器的 IM-1 任务。该任务将尝试在月球南极地区的一个陨石坑 Malapert A 附近着陆几项 NASA 的科学实验。这些研究有助于 NASA 为 2025 年的宇航员在该地区的操作做准备。 

然而,与“阿尔忒弥斯”任务不同,NOVA-C 并不是 NASA 的一个大项目。相反,这款用于将小型有效载荷运送到月球表面的卡车大小的航天器是由总部位于德克萨斯州的小型公司 Intuitive Machines 建造和运营的。 

如果它成功着陆在月球南极附近,NOVA-C 将成为自 20 世纪 70 年代以来美国首次在月球上实现软着陆,也是首次未坠毁或失败的商业月球着陆。那么,为什么一个由一家相对较小的公司建造的小型航天器是 NASA 宏伟月球计划的关键部分呢?

“我们现在已经看到一个模式,即 NASA 倾向于转向更多的商业解决方案和服务,而不是完全依靠自己,”美国空军高等航空航天研究所的空间政策专家兼讲师温迪·惠特曼·科布说。这很像 NASA 的商业载人航天和货运计划,该计划与 SpaceX 签订合同,通过其龙飞船将宇航员和补给运送到国际空间站。 

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现在,NASA 正转向商业公司为人类重返月球做准备。Intuitive Machines 是最早根据 NASA 商业月球有效载荷服务(CLPS)计划获得合同的公司之一,合同金额为 7700 万美元,早在 2019 年。NASA 设计 CLPS 的目的是资助有兴趣建造小型、相对廉价的航天器来将实验和漫游车送往月球的私营公司,让 NASA 能够简单地购买航天器上的空间,而不是自己开发和运营。 

A blue and black spacecraft on the moon's gray surface, in a computer illustration.
Intuitive Machines 的 NOVA-C 着陆器在月球表面的示意图。Intuitive Machines/NASA

就 NOVA-C 而言,五项 NASA 的有效载荷将与路易斯安那州立大学和恩布里-里德尔航空大学等大学的设备一起搭载。“NASA 的有效载荷将专注于演示通信、导航和精确着陆技术,并收集关于火箭羽流和月球表面相互作用的科学数据,以及影响射电天文学的空间天气和月球表面相互作用,”该航天机构在关于该任务的博文中写道。 

“我们对月球仍然不甚了解,”惠特曼·科布补充道。月球的重力因金属材料的分布而异。“找出这些地方在哪里,当你试图着陆或起飞时,月球尘埃会如何扬起——所有这些都非常关键。”

这就是为什么 NASA 要将有效载荷送上 NOVA-C。但 NOVA-C 着陆在该地点(距离南极约 300 公里)的原因,更多地与整个世界目前对月球的看法有关。

NOVA-C 最初计划降落在风暴洋,这是月球表面被称为月海的巨大黑暗区域之一。但在 5 月,NASA 和 Intuitive Machines 宣布了计划的变更和新的目标——南极附近。 

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“将着陆点从最初的风暴洋改为现在的位置,是基于需要了解更多关于月球南极附近的地形和通信的信息,”NASA 在当时的一篇博文中宣布。“降落在 Malapert A 附近也有助于任务规划者了解如何从月球地平线较低的位置与地球进行通信和发送数据。”

根据卡内基科学研究所(Carnegie Institute for Science)2021 年退休的月球地质学家理查德·卡尔森的说法,NASA 希望通过“阿尔忒弥斯”任务在月球南极附近着陆,以及印度近期成功的“月船 3 号”任务和俄罗斯失败的“月球 25”任务都将目标对准月球南极的原因是双重的:研究和资源。  

“南北两极地区都有永久阴影的陨石坑,在那里可以从轨道上探测到水,”他说。“真正的问题是,这些水是一层一微米的表面涂层,附着在少数几粒沙子上,还是大量的存在。当然,水可以用于很多事情,从饮用水到将其转化为氢和氧,后者是火箭燃料。”

卡尔森说,前往南极的另一个动机是,它在地质上与阿波罗任务着陆的地点截然不同。“它们都降落在月球正面一个相当小的区域,在月球表面的平坦月海上,而那在月球地质上是一个相当不寻常的部分。“如果你以研究地球的方式来考虑,阿波罗月球计划基本上就相当于降落在北美洲,仅此而已。”

卡尔森说,月球南极地区在地质上更加多样化,有高耸的山脉和山脊,还有数十亿年前由撞击坑从月球深处挖出并散布在该地区的岩石。但当然,这样的地形对于来自地球的航天器来说也有其缺点。 

“你看看他们为‘阿尔忒弥斯三号’选择的地点(Artemis)的照片,我可不想在那里着陆。我的意思是,那里真的非常崎岖,”他说。“如果我们降落在岩石上,航天器就会翻倒。”在“阿尔忒弥斯”宇航员之前,将像 NOVA-C 这样的小型无人探测器送往月球南极,将测试在那里着陆的真实难度。 

毕竟,正如惠特曼·科布指出的那样,在月球上任何地方着陆都非常困难。在 8 月 21 日“月球 25”(Luna 25)着陆失败之前,已有两次商业月球着陆失败。以色列公司 SpaceIL 的“贝瑞希特”(Beresheet)着陆器于 2019 年坠毁,而日本 ispace 公司的“月球 3 号”(Hakuto-R M1)着陆器则于 4 月坠毁。 

“我们还没有看到任何一家商业公司成功在月球上着陆,”惠特曼·科布说。“当你想到我们在 20 世纪 60 年代和 70 年代能够载人登月的本领时,这确实令人着迷。如今,尽管我们拥有所有这些技术,但这仍然是一件非常非常困难的事情。”

 

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