潮科技 | 九公司获竞标资格,美国“重返月球”计划取得实质性进展

原标题:潮科技 | 九公司获竞标资格,美国“重返月球”计划取得实质性进展

编者按:本文来自“星际智汇“公众号,原创作者:李虹琳,36氪经授权转载。

2018年11月29日,美国国家航空航天局(NASA)宣布9家美国公司现在有资格参与竞标“商业月球有效载荷服务”(CLPS)合同。入选公司包括: 洛马航天公司、太空机器人技术公司、马斯腾太空系统公司、月球快车公司、德雷柏团队、直观机器公司、深空系统公司、萤火虫航空航天公司和轨道超越公司。这些公司将通过竞标为NASA提供科学和技术有效载荷,涵盖有效载荷的集成和运行、从地球发射和在月球表面着陆等。该声明标志着美国“重返月球”计划取得实质性进展。

一、“商业月球有效载荷服务”(CLPS)计划概述

NASA于2017年12月宣布“商业月球有效载荷服务”(CLPS)计划,邀请商业合作伙伴组成竞标团队,参与商业月球探测,为美国实现“重返月球”提供支持。

2018年4月发布CLPS计划需求草案,为近期商业月球着陆任务征集有效载荷提案,支持商业公司研制月球着陆器;9月发布CLPS计划最终提案需求,表示“以工业动员为目的”,只允许总部设在美国的公司参与商业月球着陆器的竞争。

二、各入选公司的技术基础介绍

入选的公司既有洛·马这样的航空航天巨头,也有鲜有人知的初创企业。这些公司之所以能够入选参与合同竞标,是因为它们本身已具备扎实的技术基础。

(一)Lockheed Martin

Lockheed Martin公司是迄今为止为NASA“商业月球有效载荷服务”计划选定的最大公司。该公司表示,将开发以已故美国航天员布鲁斯•麦肯德利斯命名的“麦肯德利斯”(McCandless)月球着陆器。该着陆器以洛马航天公司以前建造的火星着陆器为基础设计而成,能够将重达数百千克的大型有效载荷运送到月球表面,这些载荷包括固定的科学仪器、可展开的巡视器,甚至是样品返回飞行器。该着陆器采用一种经过验证的推进着陆方式,依靠机载雷达和一组反推火箭,每秒点火10次,在着陆前将速度降至2.2米/秒,最后慢慢着陆。一旦着陆月球表面,该着陆器就可以为复杂的有效载荷提供动力、通信和热管理。

Lockheed Martin公司“麦肯德利斯”月球着陆器示意图


(二)Astrobotic Technology 公司

Astrobotic Technology 公司于2008年成立,主要研制太空机器人、开展行星探索。公司原计划研制采用单个大型推进器的“格里芬”月球着陆器,可将各类巡视器和科学有效载荷精确运送到月球上的任何地点。2016年6月,公司对月球着陆器的设计进行更新,将“格里芬”着陆器替换为“游隼”,采用5个推力较小的ISE-100推进器,计划2020年采用“宇宙神”-5运载火箭发射“游隼”月球着陆器。

Astrobotic Technology 公司“游隼”月球着陆器示意图

根据CLPS计划,Astrobotic Technology公司的“游隼”月球着陆器将成为美国的主力月球机器人着陆器,每次任务可携带265千克的有效载荷。凭借“游隼”强大的运载能力,月球表面将向NASA和商业市场开放,用于开展资源勘探、行星科学调查,并推动技术成熟和其他活动发展。通过“游隼”运送的有效载荷将成为未来人类重返月球的重要桥梁,也是NASA“月球到火星”探测活动中的一项重要能力。通过与NASA“门廊”、“猎户座”和“航天发射系统”合作,Astrobotic Technology公司的“游隼”着陆器将有助于未来在月球上实现公私合营。

(三)Masten Space Systems公司

Masten Space Systems公司主要业务是开发可重复使用火箭和航天器。该公司研制的月球着陆器,是在联合发射联盟公司“半人马座”上面级的基础上改进而成的,称为“试验性增强上面级”(XEUS)着陆器。一次性使用型和可重复使用型XEUS可分别将10吨和5吨有效载荷运送至月球。2015年12月,公司改用“先进低温渐进级”替换“半人马座”上面级研制XEUS着陆器,使月球表面运输能力达到25吨,并可执行多次往返运输,目前处于方案设计阶段。

Masten Space Systems公司月球着陆器示意图

(四)Moon Express公司

Moon Express公司于2010年8月成立,主要研制MX系列月球着陆器,提供商业月球机器人运输和数据服务,开采月球资源。月球快车公司计划开展3次月球探测任务:2019年发射“月球侦察兵”(MX-1着陆器),验证企业开展太空探索的成本效益;2020年发射“月球前哨”(MX-2着陆器),在月球南极建立首个前哨站,勘探水冰资源和矿产;2021年发射“收获月球”(MX-9着陆器),采集月球样品并返回地球。

Moon Express公司MX系列月球着陆器示意图

(五)德雷柏团队

美国非盈利研发组织德雷珀(Draper)与通用原子公司、太空飞行工业公司和日本ispace公司组成合作团队,为NASA提供服务。

Draper是团队的牵头方,负责管理整体工作,为“阿尔忒弥斯”-7月球着陆器提供有效载荷运行和着陆器的制导、导航和控制系统;通用原子公司将负责建造月球着陆器;太空飞行工业公司将负责着陆器的发射服务;日本ispace公司将作为Draper月球着陆器的“设计代理”,同时为额外的有效载荷提供拼车服务。团队合作让ispace公司有机会参与CLPS计划,因为该公司只参与月球着陆器的设计,而不参与建造和发射,符合CLPS计划最终提案需求中的“国内资源认证”条款,即要求主承包商和其分包商为CLPS计划提供的建造、生产或提供的太空运输飞行器都必须由美国商业供应商提供。

德雷珀的“阿尔忒弥斯”-7月球着陆器示意图

(六)Intuitive Machines

Intuitive Machines 公司于2013年7月成立,是一家为企业提供自主系统硬件和软件解决方案的公司。该公司正致力于“月球有效载荷和数据服务”(LPDS)计划的开发,该计划提供到月球轨道的运输、向月面运送有效载荷,以及为月球轨道和月球表面的资产提供数据通信和动力服务。该公司正在研制的Nova-C月球着陆器是LPDS计划的一部分,将为NASA提供商业月球运输服务。

Intuitive Machines公司的Nova-C月球着陆器示意图

(七)Deep Space Systems公司

深空系统公司是一家系统工程公司,支持科学和探索航天器的设计、开发、集成、测试和运行,将与直观机器公司合作,共同为NASA提供商业月球运输服务。

Deep Space Systems公司提出的月球巡视器概念

(八)Firefly Aerospace 公司

Firefly Aerospace公司是一家提供经济可靠的运载火箭、航天器和空间服务的公司,该公司也将与直观机器公司合作,为NASA提供从发射台到月球表面的综合月球运输服务。

(九)Orbit beyond

Orbit beyond公司是一家计划开发一系列月球探测器的小公司。它与曾进入谷歌“月球X奖”决赛的印度河团队(Team Indus)及蜜蜂机器人公司合作,为NASA提供商业月球运输服务。印度河团队本身没有资格竞标CLPS合同,因为NASA要求公司必须设在美国,开发工作必须在国内完成。Orbit beyond公司将把印度河团队的着陆器技术转移到美国,以便在美国制造不同版本的着陆器。该公司正在佛罗里达州卡纳维拉尔角地区寻找集成和测试的潜在设施。

三、小结

NASA“商业月球有效载荷服务”(CLPS)合同是不定期交付、不确定数量的合同,未来10年合同总价值最高为26亿美元。NASA在比较竞标者时将考虑若干因素,例如技术可行性、价格和时间表等。商业公司最快将在2019年开始提供商业月球有效载荷服务。这些早期的技术验证任务将为未来人类重返月球表面所需的着陆器和其他探索系统的开发提供信息,并为NASA载人探索火星做准备。NASA将定期评估私营市场,寻找新的和正在出现的月球运输能力,并可能通过一项名为“入站”(on-ramping)的合同程序,为更多公司提供加入“商业月球有效载荷服务”的机会。

NASA局长吉姆•布里登斯坦表示,美国商业航空航天公司的创新与NASA在科学和载人探索方面的远大目标结合在一起,将帮助NASA在月球上取得惊人的成就,并将其应用于火星。(中国航天系统科学与工程研究院 李虹琳)



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