一架能够反复垂直起降的机器人火箭将有无限的用途：作为一枚可以自行停靠在加油站、加满燃料并立即重新发射，以便将补给运往月球其他地方的月球着陆器。或者作为一种太空旅游飞行器，可以像直升机一样安全地降落在着陆垫上。因此，四年前，美国国家航空航天局（NASA）启动了耗资 100 万美元的诺斯罗普·格鲁曼月球着陆器挑战赛，旨在鼓励私营公司开发低成本火箭，使其具备执行月球和其他任务所需的精度、动力和快速周转能力。去年秋天，Masten Space Systems 公司六名工程师组成的“黑马”团队赢得了比赛。他们的 Xoie 着陆器由商业材料和零件组装而成，在美国莫哈韦沙漠上空飞行了 50 英尺，导航至 50 码外的岩石目标，并以距离目标仅 7 英寸的精度着陆，比竞争对手领先两英尺。尽管 Xoie（发音为“Zoey”）可能不会真正飞往月球，但它的设计可能会影响未来执行此类任务的飞行器。它也证明了，制造复杂的宇宙飞船并不需要昂贵且不切实际的尖端技术。以下将介绍 Xoie 所用价值 30 万美元的零件。
月球着陆器设计亮点
发动机： Masten 公司通过使用铝材制造常规的双推进剂火箭发动机来降低成本。铝材是一种比铜或石墨更便宜、更易于加工的替代材料。由于铝材容易过热——而且 Xoie 需要承受每天多次飞行，这与大多数航天器不同——Masten 公司使用了比标准火箭发动机更强大的液体冷却系统。在这种系统中，燃料本身流经发动机外部，吸收热量，然后再被导入燃烧室。
GPS 单元： 在地球或低轨道上，飞行器使用超高精度的 GPS 单元来确定其位置。然而，对于月球，工程师将不得不想出一种不同的方法，因为月球周围没有 GPS 卫星。Masten 公司正在考虑增加激光扫描月球表面，以便着陆器的计算机能够将图像与已知的月球地图进行比对。
执行器： 为了移动发动机，Masten 公司购买了通常用于工业装配线的机电执行器。它们可以微调发动机，实现细微的航向调整，或者将其倾斜 30 度进行快速转弯。
传感器箱： 这个价值 20,000 美元的惯性测量单元也用于无人机，是该飞行器为数不多的真正航空航天零件之一。它包含测量姿态和速度的运动传感器，并有助于在每秒一次的 GPS 更新之间保持飞行器的航向。
氦气罐： 氦气提供压力，将液氧和异丙醇这两种推进剂以正确的速率从储罐中压出。储罐由碳纤维定制而成。
液氧罐： 这个旋压铝罐上的阀门是标准的航空航天零件，因为它们必须能够承受氧化推进剂所需的低温液氧。
异丙醇罐： Xoie 的燃料实际上是酒精。Masten 公司可能会为最终驻留在月球上的着陆器更换成更容易储存的燃料，例如甲烷。
氦气罐： 氦气提供压力，将液氧和异丙醇这两种推进剂以正确的速率从储罐中压出。储罐由碳纤维定制而成。
