今天小編分享的科技經驗：民營商業航天完成「登月本壘打」，NASA 52年後「重回月球」，歡迎閱讀。
時隔 50 多年，美國重返月球。
美國東部時間下午 6 點 24 分，「奧德修斯」号（Odysseus）在月球表面自主着陸，随後與任務控制中心建立了長達 13 分鍾的無線電通信。此次着陸是自 1972 年阿波羅 17 号以來，美國首次發射月球着陸器任務，但更重要的是，這也是私營公司首次成功将着陸器完好地送上月球，可以說是載入史冊的一天，開啟了民營商業航天的新篇章。
50 多年前，美國在冷戰的緊張氛圍中，幾乎是舉國體制地推進了登月探索。如今，這一歷史性的壯舉卻由民營力量完成。這次任務成功的背後，是 SpaceX 的「獵鷹 9」火箭和 Intuitive Machines 公司的「奧德修斯」着陸器。這兩家公司的合作，展現了民營航天的實力。
此次着陸是 NASA（美國宇航局）「商業月球有效載荷服務」（CLPS）計劃的一部分，旨在支持該機構的「阿爾忒彌斯」計劃——将宇航員送回月球，甚至在那裡建立一個永久基地。「奧德修斯」的成功着陸，是邁向這個目标的重要一步。
登上月球從來不是簡單的事情，在全球範圍内，除了美國，只有蘇聯、中國、印度和日本的政府太空計劃，成功地在月球表面進行過「軟着陸」。直到現在，登陸月球依舊是失敗率很高的事情。
近期的其他嘗試，如匹茲堡的 Astrobotic Technology、日本的 ispace 公司的 Hakuto-R 任務、以色列的 Beresheet 着陸器以及俄羅斯的 Luna 25，均以失敗告終。
雖然這次「奧德修斯」的任務不如當初的阿波羅任務一樣宏偉，但 NASA 希望借此開啟一個更具革命性的時代：引入民營商業航天力量一起參與，最終實現經濟高效的太陽系交通。這一願景預示着未來太空探索将更加頻繁、成本更低，為人類在太空的活動開辟新的可能性。
「奧德修斯」着陸器将降落在月球南極附近的 Malapert A 隕石坑｜圖片來源：NASA
Intuitive Machines：第一家成功登月的商業公司
2 月 15 日，名為奧德修斯（Odysseus）的六角圓柱體 Nova-C 着陸器由 SpaceX 獵鷹 9 号火箭發射升空，并于 2 月 21 日成功進入月球軌道。2 月 22 日，美國東部時間下午 18 點 23 分左右，奧德修斯号軟着陸在月球南極地區一個名為 Malapert A 的隕石坑中。
這一着陸點是 Malapert A 隕石坑附近的一個平坦區網域，位于月球南極附近。該區網域被探查到有冰凍水隐藏在隕石坑的陰影中，是近年來月球的極地地區吸引探索的原因之一。
雖然奧德修斯成功地實現了着陸，但過程中還是出現了一些小插曲。在着陸後第二天的簡報會上，Intuitive Machines 的高層稱奧德修斯在着陸時傾倒，側面朝地，不過目前「還活着」。其飛行師的分析表明，着陸器在接近最終下降的時刻，六足中的一只被卡住導致了側翻，最後可能是傾斜地靠在一塊岩石上。
不過随着此次着陸成功，總部位于得克薩斯州休斯頓的 Intuitive Machines，已成為第一家成功登陸月球南極附近的商業公司。Intuitive Machines 是一家專注于太空探索的多元化太空公司，通過四個不同的業務部門提供的產品和服務：月球訪問服務、軌道服務、月球數據服務以及空間產品和基礎設施，以支持機器人和人類對月球、火星和更遠地區的持續探索。
Intuitive Machines 成立于 2013 年，在 Stephen Altemus，Kam Ghaffarian，Tim Crain 三位創始人中，有兩位來自 NASA：
聯合創始人、總裁兼 CEO Stephen Altemus；聯合創始人、CTO Timothy P.Crain｜圖片來源：Intuitive Machines
其中，擔任該公司聯合創始人、總裁兼 CEO 的 Stephen Altemus，曾在 NASA 約翰遜航天中心擔任副主任，并在 NASA 肯尼迪航天中心和航天飛機計劃工作過。他在 NASA 的工作經驗涵蓋了航天飛機的運營、發射和着陸活動，以及在哥倫比亞号航天飛機失事後，擔任哥倫比亞重建主任的角色。
另一位聯合創始人 Timothy P.Crain 曾在 NASA 約翰遜航天中心擔任首席工程師，并參與了火星科學着陸器的導航設計工作。在 NASA 工作期間，他還擔任了獵戶座航天器的軌道制導、導航和控制（GNC）系統經理，以及 Project Morpheus 的飛行動力學負責人。
Intuitive Machines 是美國宇航局 NASA 聘請的幾家公司之一，負責運輸儀器，這些儀器将在 NASA 宇航員返回月球表面之前進行偵察，計劃于未來十年内返回月球。
對于這項任務，NASA 根據「商業月球有效載荷服務」（CLPS）計劃向 Intuitive Machines 支付了 1.18 億美元，用于向月球運送六台儀器，包括一台立體相機，以及一個無線電接收器，用于勘測帶電粒子對無線電信号的影響。
在 2026 年之前，NASA 計劃至少執行八項其他 CLPS 任務，其中包括 Intuitive Machines 的另外兩項任務和 Astrobotic 的另一項任務。Intuitive Machines 已經籤訂了另外兩項 CLPS 任務的合同；總部位于匹茲堡的 Astrobotic Technology 正在執行第二項任務，這次他們打算把探測車送到月球上那些可能藏着冰的陰影區網域。
在此之後，只要阿爾忒彌斯計劃有宇航員在月球上活動，這一計劃就将持續進行，為月球基地提供必要的補給。
NASA 如何啟動「商業航天」
在過去，NASA 自行建造航天器。在尼爾 · 阿姆斯特朗成為首位登月宇航員之前，NASA 發射了從勘測者 1 号到勘測者 7 号的一系列機器人航天器，目的是驗證着陸技術和研究月球土壤的特性。
但是，當 NASA 自己設計和操作航天器時，它通常會尋求最大限度地提高成功的幾率，而且其設計方案往往成本高昂。
1969 年至 1972 年的阿波羅登月計劃是一個典型的例子，該計劃以幾乎無限的預算，解決了一個幾乎不可能解決的問題，即實現人類登月的壯舉，也就是眾所周知的 「登月計劃」。
不過，盡管阿波羅計劃的六次登月任務是具有劃時代意義的事件，但這些任務裡，宇航員在月球表面的停留時間相對較短。
其中，最長的一次停留是由阿波羅 17 号任務的宇航員尤金 · 賽爾南，和他的登月艙飛行員哈裡森 · 施密特創造的，他們共停留了三天。相比之下，尼爾 · 阿姆斯特朗和巴茲 · 奧爾德林在 1969 年首次登月的阿波羅 11 号任務中，停留時間不到 21 小時。
這一階段美國的月球探險，主要是進行一些基礎的探索，被形象地概括為「插上旗幟和留下腳印」。
但 21 世紀的探月計劃有所不同。NASA 在 2017 年啟動阿爾忒彌斯計劃時，已經明确表示，新的探索時代将更加雄心勃勃。
NASA 的目标不僅僅是重復過去的足迹，而是在月球上建立至少一個半永久性的基地，并在月球軌道上構建名為 Gateway 的迷你空間站，作為宇航員往返月球表面的「跳板」。此外，NASA 還計劃在月球南極建立一個栖息地，為宇航員提供一個「月球之家」。
然而資金是一個問題。在阿波羅計劃的輝煌時期，NASA 的預算占美國聯邦總預算的 4%，而如今這一比例已降至 0.4%。
為了應對這一資金限制，NASA 不得不轉變其運作模式，将航天器的設計和建造任務外包給私營企業。這種做法類似于 SpaceX 為 NASA 提供将宇航員運送到國際空間站的服務類似，SpaceX 會根據服務向 NASA 收費，就像對其他衛星制造商和私人客戶服務時一樣。
在 2011 年之前，美國依賴航天飛機進行太空任務，但因安全性差和費用高而放棄使用。此後NASA 依賴俄羅斯聯盟号飛船運送宇航員，9 年間向俄羅斯支付了約 40 億美元。
為了結束這種依賴并降低成本，NASA 開始與私營企業合作，啟動了「商業船員計劃」，與 SpaceX 和波音合作開發新的載人航天器。SpaceX 的龍飛船和波音的 CST-100 星際航線飛船分别獲得了 NASA 的資助，最終 SpaceX 在 2020 年 5 月底成功成為了史上第一家将人類送入太空的私營企業。
NASA 發起的這一轉變不僅提高了安全性和成本效益，而且促進了私營部門參與太空探索。SpaceX 的成功，特别是其在 2020 年完成的首次商業載人航天任務，也标志着私營企業在太空探索領網域開始具有重要地位。
奧德修斯着陸器的大小與英國電話亭差不多。 ｜圖片來源：Intuitive Machines
在 2018 年，NASA 更進一步，推出商業月球有效載荷服務（CLPS）計劃，該計劃進一步将為宇航員提供所需設備的任務外包給了私營企業。
啟動 CLPS 計劃的前 NASA 高級科學官員 Thomas Zurbuchen 估計，以 NASA 傳統方式自行設計、建造和操作的機器人月球着陸器，成本将高達 5 億至 10 億美元，這幾乎是 NASA 支付給 Intuitive Machines 費用的五倍。
過去，太空探索主要由政府機構牽頭，而現在，私營企業以其靈活性和創新能力成為推動太空探索的重要力量。通過商業模式的運作，太空探索的成本得以降低，進一步推動了探索的廣度和深度。這就是 NASA 過去用超過 20 年時間「處心積慮」孵化民營商業航天公司，用訂單支持商業航天發展的背後目标。
NASA 期望私營公司能夠提出創新的方法，以更低的成本實現太空探索的目标。這種商業模式的運作不僅能夠降低太空探索的成本，而且通過引入市場競争，激發創新，從而有望推進探索活動的廣度與深度。
如今，美國商業航天在全球範圍内處于領先地位，而在這背後是一系列創新技術的發展、政府政策的有力支持、私營企業的積極參與以及公眾對太空探索的持續熱情。
在極客公園 2021 年的前沿思考論壇上，長期關注商業航天領網域的松果出行創始人翟光龍，曾經認真分析過美國商業航天之所以能發展的因素：
· NASA 的政策導向和制度創新
· 社會對航天事業的廣泛興趣和代際傳承
· 民間組織和企業的支持
· 商業航天企業和專業人才的積累
· 全球頂尖高校的理工科畢業生為航天行業提供了源源不斷的新鮮血液
· 成熟的產業配套體系以及财務自由的企業家的深度參與和長期承諾。
這當中，他認為 NASA 的政策導向和制度創新，為商業航天的發展提供了堅實的基礎。NASA 的開放太空資源政策、公私合作模式以及對深空探測的重視，不僅為商業企業提供了明确的發展方向，還通過資金和訂單的實際支持，降低了它們進入市場的門檻。
NASA 構建的生态系統，包括成熟的火箭公司和零配件供應商，以及其包容性的策略，促進了行業内的多元競争和共同進步。
而成熟的產業配套體系為航天企業提供了必要的技術和材料支持。美國在航天相關材料、工藝、集成電路和計算模拟軟體等方面的工業基礎，為航天企業的發展提供了堅實的後盾。
翟光龍認為還有一個很值得關注的因素，是那些财務自由的企業家，如亞馬遜創始人兼 CEO 傑夫 · 貝索斯（Jeff Bezos）和伊隆 · 馬斯克（Elon Musk），他們的深度參與和長期承諾，為商業航天的發展注入了核心動力。
傑夫 · 貝索斯曾經公開表示，他每年賣出 10 億美元亞馬遜公司股票，以投資旗下航天探索公司「藍色起源」（Blue Origin）；馬斯克創建的 SpaceX 成立之初的目标就是，把航天發射的成本降到美國政府經營所需費用的十分之一，以及将太空運送物資和人員的風險也同步減少至以往的十分之一。這些企業家不僅提供了資金，還帶來了對航天事業的持續熱情和管理經驗，推動了整個行業的繁榮。
政策支持為企業家提供了機會，而企業家的參與又推動了產業的發展，產業配套體系則為整個行業提供了必要的基礎設施。這三個因素相互關聯與作用，共同構成了美國商業航天成功的關鍵基石。
從這個視角看，中國商業航天不僅僅是一個過去 10 年逐漸繁榮的「商業賽道」，也不可避免的應該是承載中國航天，甚至人類探索宇宙進程的重要的助推力，應該赢得更多關注與支持。
