“新星-C”落月险象环生,商业探月路在何方?
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· 2024-04-11
| 来源：中国航天报，作者：邬博文。
2月23日，美国直觉机器公司的新星-C着陆器克服设备故障，降落在月球南极附近。2月29日凌晨，该公司在新闻发布会上宣布着陆器的工作将结束，并公布了它抵达月面时的照片。照片显示，在接触月面的瞬间，着陆器6条着陆腿中的一条折断了。尽管如此，此次落月仍标志着美国商业落月任务首次取得成功，也是时隔50多年后美国航天器首次登月。
▲新星-C着陆器6条着陆腿中的一条折断
那么美国航天界赋予新星-C着陆器哪些任务目标和意义？商业探月模式下，应用技术和方案理念有哪些新颖之处？有望推动收获哪些创新成果和市场前景呢？
1、开拓领域担当重任
“新星-C”是本次落月任务“艰难成功”的着陆器型号名称，而这台着陆器的名字则是“奥德修斯”，任务代号是IM-1，即“直觉机器公司第一次落月任务”之意。
此前，美国首个商业落月任务失败，游隼号探测器再入大气层烧毁。根据美国月球勘测轨道器拍摄的照片和“新星-C”回传的图像数据，外界确定：“新星-C”软着陆在月面南纬80.13度、东经1.44度、海拔2579米处，刷新了去年印度月船3号探测器创造的纪录，成为迄今距离月球南极最近的着陆器。
该型着陆器高4.3 米，宽1.6米，整体外观是六边形横截面的柱体。6条着陆腿相继展开后，着陆器直径可达4.6米。
▲新星-C着陆器侧翻示意图
这台着陆器携带了约130公斤有效载荷，其中6个属于美国宇航局，用于关键技术验证。比如，“新星-C”的着陆点是“阿尔忒弥斯-3”任务的13个预选着陆点之一，其着陆过程和地形地质勘测成果将直接影响美国航天员“重返月球”的进程。目前，“阿尔忒弥斯-3”载人登月任务已延期至2027年初，届时两名航天员能否安全地踏上月球表面，很大程度上取决于新星-C着陆器等一系列探测器的工作成果。
总体来说， 新星-C着陆器承担着三大任务目标，意义不可低估。
其一，开拓商业探月领域。 “新星-C”的成功虽不完美，仍表明商业航天力量在探月领域取得了重大进展。今年，美国计划开展至少6次商业探月任务，初步展现出商业航天的巨大潜力和效率优势。随着每次探月任务收获成果，商业航天有望在未来的月球探索和开发任务中扮演更重要的角色。
其二，探索月球南极地区。 “新星-C”选择在月球南极附近着陆，旨在探索该地区的潜藏资源，特别是永久阴影区内的水冰资源。通过一系列商业月球探测器的成果，科学家可以更好地了解月球地质构成和资源分布，对于规划中的月球基地建设和遥远深空探索任务是至关重要的。
其三，助力科学研究。 依靠无线电光谱仪、激光反射器阵列、激光雷达、立体相机等仪器设备，“新星-C”原计划开展月球地质学、月球环境等科学研究。通过收集和分析月球表面的样本和数据，科学家可以深入研究月球演化过程。
2、灵活理念推动创新
顾名思义， 商业探月的最大特点之一是将商业思维和运作模式引入太空探索事业。 或者说，促使航天任务贯彻商业理念，借助商业模式和市场机制来推动航天事业取得进展。
▲新星-C落月过程图像
传统上，太空探索主要由政府机构和国际合作组织资助，一般不考虑直接盈利。而商业航天通过引入商业投资，在利润预期和市场愿景驱动下， 为太空探索注入了新的活力和动力，商业探月则是近地轨道商业航天活动的进一步拓展。
在业务内容方面 ，目前已开展或即将开展的商业航天活动涉及亚轨道和太空旅游、地外资源开采、商业目的性科学研究等多个领域，以便吸引更多私营企业和投资者参与太空任务中，为私营企业提供了更多的商业机会和发展空间。
例如，一些企业正在摸索推出私人绕月旅游服务，还可能在不远的将来尝试运送人员前往绕月空间站甚至月面上，这必然会推动一系列航天研发和试验。
另有一些商业探月方案则提出了资源开采的目标，希望更细致、更全面地勘测月球资源，尝试进行资源原位利用，建设月球基地，将高价值成果运回地球。这有望促进更低成本、更高频次的地月空间运输、月球着陆技术发展，对于月球轨道和月面工作航天器研发也有较大帮助，进而激发更多商业航天力量投资参与创新创业活动，推动太空产业快速发展。
特殊的科研活动往往也带有商业目的，比如新星-C着陆器的载荷包括体育装备公司的设备，计划在月面开展热反射技术测试。
在运作模式方面 ，由于商业探月通常涉及多方合作，包括政府机构、私营企业、军民科研机构和投资机构等，各方协同和工程管理需要克服更大的挑战。通过各方合作和共享资源，有望实现资源利用率最大化和成本最小化，促使多方共赢。例如，美国一些商业探月任务由政府机构和私营企业共同资助，共担太空探索的成本和风险。
在技术创新方面 ，商业探月为了实现盈利，在努力向管理要效益的同时，通常会积极开发和应用新颖的技术装备。这些新技术装备兼有较高的性能指标和风险难度，其研发和应用不仅会推动太空技术进步，还可以带动相关产业的创新和进步。
为了应对地月空间环境中的各种挑战，某些商业探月方案提出了新型太空飞行器和着陆器设计概念，探讨在地月空间内部署功能多样的综合星座，借助太空拖船“摆渡”载荷等。诸多创新研究必将推动太空技术进步和普及应用。
3、促使市场技术双赢
结合以往探月任务的成果转化应用情况，航天专业人士认为，商业探月活动将吸引更广泛的社会资本参与，从而加速推动航天技术发展和科研进步，并促使航天产业市场扩大，最终降低探月活动难度，助力可持续发展。
首先，探月任务和地月空间活动会引领火箭、航天器技术进步和轨道选择、电磁频谱等研究进展。 商业探月任务将显著增加发射机会，提高任务频次，努力尝试新设计、新思路，以便提升成功率和任务效费比。
预计随着商业探月活动逐渐进入高潮，高效率地月空间飞行器、集约化高精度着陆器、跳跃式和飞行式月面探测器、月球资源开采设备、月面供能和建筑模式等新概念技术方案有可能加速应用，而这些成果的背后离不开新型航天发动机、先进航天器设计和材料、自主导航系统等基础领域的科研创新，有望为更复杂、更深远的太空探索活动提供更高效、更可靠的技术支持。
其次，商业探月有望开辟新的资源利用研究领域和应用市场。 通过勘探和开发月球水冰资源、稀有矿物等，商业航天力量拥有实现稳定盈利的可能，从而为太空产业发展提供重要的物质基础。
事实上，商业探月乃至商业航天活动并非寄希望于“一夜暴富”，合理的经营方案普遍追求稳定获利，这就为探月乃至更多复杂航天任务的可持续进步提供了可能。商业航天活动频繁实施，目标五花八门，将促使航天发射和运输成本下降，进而加速降低太空旅游和服务等新兴产业普及的“门槛”。比如，随着参与商业探月等航天任务的单位越来越多，卫星维修、太空物流等航天服务必将提供新的广阔商机。
更何况，商业探月的“主业”——开发和利用月球资源，建立完善“闭环经营”的地月空间产业链，有望为地球资源短缺和环境问题贡献解决方案，促进人类社会朝着可持续发展的目标迈进。
最后，或许有人仍对商业探月的近期盈利前景存有疑虑，那么不妨回到基础目标—— 促进科学研究与宇宙探索进程。 借助更多探索月球乃至遥远深空的任务，科学家可以更深入地了解宇宙奥秘，为科学发展和技术创新提供新动力。
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