首页 » 国外科研 >

首架私人月球着陆器预示着新的月球太空竞赛

2020-02-08 17:03:06来源:

以色列正朝着月球迈进,这是一个月球里程碑。如果一切顺利,将于2月21日发射的着陆器将成为第一个由私人资助的登陆月球的飞船。这一壮举似乎将开启一个新的月球探索时代,在这个时代中,国家航天局与私营企业携手合作,研究和开发月球及其资源。

这艘名为“ Beresheet”(希伯来语是“始于”)的飞船是由一家名为SpaceIL的以色列非营利公司制造的,该公司为这项任务筹集了1亿美元,其中很大一部分是通过慈善捐款。Beresheet乘坐SpaceX Falcon 9火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)升空,应于4月到达月球北半球的玄武岩平原Mare Serenitatis(参见“月球射击”)。在那里,它将研究月球岩石中磁性的存在,鉴于卫星缺乏全球磁场,这种现象令人费解(请参阅“ Beresheet在月球上将做什么”)。

如何建立月球基地

该代表团并非完全私人的,因为它涉及政府合作伙伴。而且,尽管飞行器不过是演示者而已,但它的科学任务很简单,而着陆器预计只能在表面停留两天,而这一任务具有象征意义。这是以色列的首次月球飞行任务,并且将是迄今为止第一个由私人支持的飞船“登上月球表面”,这是美国,中国和俄罗斯国家航天局的一个精英俱乐部的保护地。

柏林PTScientists公司首席执行官兼创始人罗伯特·B·赫姆说,SpaceIL的成功将是一个重要的里程碑,柏林也是一家为月球射击的私人公司。他说:“这将是一个重要的证明,因为目前唯一具有软着陆能力的国家是中国。”

以色列的成功可能预示着新的着陆器的出现,并将探月的商业模式转变为私人公司实质上销售送货服务的商业模式。客户可以在登陆器上购买空间来运送货物-从航天机构和大学建造的科学仪器到电信公司的技术-以及从承诺将亲人的成年烟尘的公司运抵ur。从长远来看,公司可能希望在月球上使用技术来开采水,这些水可能会变成火箭的燃料或维持月球沉降。

月球科学家也将从商业着陆舰队中受益。美国航空航天局戈达德太空飞行中心的行星科学家芭芭拉·科恩(Barbara Cohen)表示,除了中国的长航母飞船是上个月才登陆中国,而长航飞船是上个月唯一的活跃机器人,最后一次水面飞行任务是在1970年代。 ,马里兰。她说:“他的登月科学家已经能够自动完成任何事情。”“我真的很兴奋。” / p>

XPRIZE旧版

SpaceIL是现已停产的Google Lunar XPRIZE发射月球任务的第一位前竞争对手。但是至少有另外五家竞争公司争夺到2021年底发射任务的奖励计划。所有公司都在争取成为第一个完全商业化的使命(请参阅“商业参与者”)。

另一位前竞争对手卡纳维拉尔角(Mount Express)的Moon Express首席执行官鲍勃·理查兹(Bob Richards)说,Google Lunar XPRIZE值得赞扬的是今天的月球流行。这个雄心勃勃的项目于2007年启动,旨在刺激人们以负担得起的价格和商业手段进入月球。它向第一支团队提供了2000万美元,以将一艘飞船降落在水面并执行基本任务。比赛于2018年1月取消,当时没有参赛者准备在3月的发布截止日期前参赛。当时,位于加利福尼亚州卡尔弗市(Culver City)的XPRIZE基金会将失败归因于团队筹集资金的困难以及技术和监管方面的挑战。

公司表示,此后私人月球着陆器的面貌发生了巨大变化,这归功于发射成本的下降,越来越多的愿意为登月旅行付费的客户以及政府的大力支持。

理查兹说,SpaceIL在这场新太空竞赛中的领先地位很大程度上取决于其资金。

2011年,三名年轻工程师在特拉维夫成立了这家公司,但该公司已从南非软件业亿万富翁莫里斯·卡恩(Morris Kahn)提取了总计4,300万美元的现金注入,现任公司总裁。该任务已成为一项国家项目,涉及以色列航天局(投资200万美元)和以色列航空航天工业公司(位于洛德),该国是主要的航空航天和卫星公司,组装了该飞行器。该项目还通过搭上Falcon 9以及其他货物来降低成本,这是印度尼西亚的一颗卫星,而据报道,这是美国空军的一颗小型卫星。

政府的支持

渴望重返月球的政府的兴趣日益浓厚,这也刺激了新的月球商业模式。

NASA和欧洲航天局(ESA)寻求资助私人公司将科学仪器运送到月球表面,希望这些机构最终将成为使用该服务的众多客户之一。

在2017年美国总统指示后,NASA将视线重新转向了月球。该机构的目标是为火星任务提供训练场,并研究可以维持人类在月球上生存的月球资源,例如通过开采氧气和氢气作为燃料以及进行纯粹的科学研究。

为了帮助实现这些目标,该机构于2018年启动了一项耗资26亿美元,为期10年的商业月球有效载荷服务(CLPS)计划。在11月,NASA选择了9个被认为有资格将其有效载荷飞向月球的财团。每个机构均由一家美国公司领导,并包括多个合作伙伴,以涵盖发射,着陆器和作战能力。科学家们必须在2月27日之前向NASA提交有关可以弥补商业上大量有效载荷的仪器或技术的建议。

理查兹说,该计划旨在“启动”一个新的私人月球着陆器行业,并反映了十多年前美国宇航局为鼓励商业航天公司(如SpaceX)的发展所做的努力。该机构现在是使用这些商业服务将货物运送到太空的众多客户之一。

Beresheet在月球上会做什么?

Beresheet是一款轻型飞船-“ 180千克不含燃料”,将在SpaceX Falcon 9火箭上发射。升空后30分钟,它将与火箭脱离并进入地球轨道。然后,在接下来的两个月中,着陆器将使用引擎燃烧器以越来越椭圆的环行进,直到它离月球足够近以被月球重力捕获。

然后是困难的部分:在复杂的引力场中控制远处的航天器,并为着陆器提供缓冲,使其完好无损地到达。

威兹曼科学研究所的行星科学家奥德·阿哈隆森说,Beresheet为期两天的科学任务的主要目标是研究在着陆前最后几分钟通过的月球岩石的磁场,并从表面测量磁性。以色列的雷霍沃特(Rehovot)领导着国际合作开展科学任务。

科学家们将根据地质学的建议,将岩石磁场的数据与年龄进行比较,以期弄清月球是否曾经具有液态金属核,从而使岩石磁化。

Beresheet也将发回图像和视频,但不太可能执行先前的计划“跳入”新位置,这是赢得现在已经停产的Google Lunar XPRIZE所需要的。

登月铁路

B枚赫姆说,作为CLPS计划的一部分,美国宇航局可能会挑选数十种有效载荷,可能从2020年开始让几家公司登月。总部位于宾夕法尼亚州匹兹堡的Astrobotic首席执行官约翰·桑顿说:“正在创造铁路,这是向月球提供DHL的服务”,另一家希望登上第一架商业月球飞行器的公司也位于这家公司。

对于科学家来说,该模型各有利弊,Cohen说。起初,着陆器不会很复杂,也不会有勺子​​或钻头来收集样品,也不会在阴冷的夜晚生存。并且,科学家将不必“访问与探针功能和条件有关的”“保存”数据,这对于校准很有用。她说,但是,“巨大的好处”是,登陆月球的巨大机会将使更广泛的研究人员参与其中并开展风险更大的项目。

来自世界各地的许多以前的XPRIZE公司都是有资格根据CLPS竞标合同的团队的一部分,尽管许多公司还在计划在计划之外进行独立的发布(请参阅“商业参与者”)。其中包括总部位于东京的初创公司ispace和印度班加罗尔的TeamIndus,后者取消了计划于2018年推出的计划。该公司负责业务的Sheelika Ravishankar说,TeamIndus计划在未来三到五年内“多次”执行登月任务。(印度航天研究组织还希望今年进行“月德拉二号”(Chandrayaan-2)任务,使其首次在月球上进行受控着陆。)

商业参与者

几家竞争Google Lunar XPRIZE的私人公司正在开发月球着陆器,他们可以在其上出售有效载荷的空间。大多数合同都有到2021年发射的合同,并已被选为从2019年起向月球提供NASA资助的仪器的候选人。

名称

首个着陆器的质量*(有效载荷)

计划或可能的任务

募集资金(美元)

员工

天体(美国)

游eg,1,280公斤(含燃料)(35公斤)

2021年发射。合格的NASA合作伙伴。

未公开

23

ispace(日本)

HAKUTO-R,350kg(30kg)

2020年发射轨道飞行器,2021年着陆。合格的NASA合作伙伴。

9,450万美元

75

Masten太空系统公司(美国)

XL-1,675公斤(100公斤)

合格的NASA合作伙伴。

未公开

~20

Moon Express(美国)

MX-1E,250公斤加燃料(30公斤)

合格的NASA合作伙伴。

> 4000万美元

~50

PTScientists(德国)

艾丽娜(ALINA),1,000公斤(200公斤)

于2020年和2021年推出。合格的NASA合作伙伴。由ESA签约以探索2025年任务。

准备筹集资金

~70

SpaceIL(以色列)

Beresheet,180公斤(未公开)

2月21日发射降落器。

1亿美元

~40

TeamIndus(印度)

Z-01,210kg(30kg)

2022年发射升空4。合格的NASA合作伙伴。

> 3000万美元

~70

Masten没有参与XPRIZE

*除非另有说明,否则不含燃料

欧洲视野

ESA开始着眼于在NASA之前重返月球,并且还希望增加刚起步的太空公司的命运。

该机构正在计划于2025年启动一次着陆器飞行任务,旨在证明在月球两极从土壤中收获水或氧气的可行性。

上个月,欧洲航天局与PTScientists(直接响应XPRIZE成立),巴黎的火箭制造商ArianeGroup和布鲁塞尔的航天公司Space Application Services签约,探讨了这一任务的可行性。

B枚hme说,该机构希望在11月份从成员国那里获得大约5,000万英镑(合2.83亿美元)的资金。他有信心,由于国际上月球探索的势头以及相对较小的规模,这种事情会发生任务大小。

B枚姆指出,与CLPS计划不同,CLPS计划由商业伙伴承担发射费用,欧空局将为特派团的发射和行动以及着陆器上的空间支付费用。他说,作战费用约为3,000万英镑,其余的2,000万英镑将用于科学有效载荷的开发。但是这些有效载荷将仅占据着陆器容量的一半,因此PTScientists可以将剩余空间出售给其他客户以获取利润。B枚姆说:“这是一个很好的商业案例。”

现实检查

如今,理查兹估计,对月球表面的飞行任务可能耗资约5000万美元,仅为十年前的一半。他说,后续任务的规模经济可以使单个有效载荷的价格降至数十万美元。

但是,尽管公司在筹集投资和确保客户方面取得了成功,但一些专家仍然怀疑,从长远来看,除了航天局以外,还会有许多接受者。

例如,尚不清楚是否有除政府以外的客户,他们想要月球衍生的火箭燃料。麻省剑桥哈佛密特森天体物理学中心的空间历史学家和天文学家乔纳森·麦克道威尔说,唯一的有益用途可能是使旅行更深入太阳系,例如开采小行星。那可能要走几十年了。

“除了广告,他们还能得到什么”?麦克道尔说,我所缺少的这部分我可以“让我的脑袋绕开”。

自然566,434-436(2019)