新一輪登月競賽正在開打?美、日民間月球登陸器相繼出任務,一文解說歷史與當前主要選手
今年內就還有 ispace Hakuto-R、Blue Origin Blue Moon 及 Astrobotics Griffin 預備發射。
有稍微在關注太空新聞的朋友可能都有聽聞,今年光是在三月初,就有 Firefly 的 Blue Ghost 和 Intuitive Machines 的 Athena 兩個登月器著陸,當中 Blue Ghost 成為了第一個「成功」著陸月表的民間登月器,而 Athena 則是步上了前輩 Odysseus 的後塵,翻倒在月球表面。但不僅如此,日本民間太空公司 ispace 的 Hakuto-R 正在前往月球的路上,而且還有 Blue Origin、Astrobotics 等公司預計在今年稍晚發射往月球。
是為什麼突然之間這麼熱鬧,一年之內有這麼多前往月球的任務呢?
新一代月球競賽
自阿波羅 17(Apollo 17)任務於 1972 年底自月球返回後,基本上確立了前蘇聯無力在太空追逐賽中跟上美國的腳步,美國對於投注巨額資金在太空競賽上的意願也隨之銳減。這使得原本建立月球基地,甚至是殖民月球的計畫皆一併終止,人類也已經 50 年沒有返回月球表面。當然,這當中偶爾也是有以科研為主的月球任務,但在經費有限下,就算是 NASA 也更多將目光放到了地球以外的星體,並視月球為「已完成」的工作。
但對於民間企業來說,月球依然是個極大的挑戰。繼鼓勵民間開發能重複利用前往太空的載具的「Ansari X Prize」的 1,000 萬美元獎金,在 2004 年由 Scaled Composite 的 SpaceShipOne 獲得後(這是今日 Virgin Galactic 太空旅遊服務的始祖),Google 在 2007 年也贊助了 3,000 萬美元到一個名為「Google Lunar X Prize」的獎項,給第一個著陸到月球,在月表開行 500 公尺,並回傳高畫質影片和照片的私人團隊。
這讓民間對前往月球的興趣大增,也帶來了新一輪的「月球競賽」,雖然說大部份的團隊都知道要贏得首獎難度很高,但能登月都是個足以自傲的成就。可惜的是,一直到 2017 年 Google Lunar X Prize 的挑戰終止為止,都沒有團隊達成目標。但當中不少開發進度已經接近完成,甚至只等待發射的團隊,在 X Prize 結束後都還依然繼續運作,當中甚至有像以色列 SpaceIL 這樣獲得了國家支持的例子,也讓這一波月球競賽又染了一點國力競爭的色彩。
SpaceX、NASA 與 CLPS
雖然說 Lunar X Prize 是這輪月球競賽的起因,但能延續下去 SpaceX 和 NASA 皆功不可沒。在 SpaceX 的部份,主要是 Falcon 9 火箭提供了便宜、可靠的發射服務,讓以月球為目標的民間公司,可以專心打造登月器,而將發射的工作「外包」給了 SpaceX;而在 NASA 的部份就是「商業月面輸送服務(Commercial Lunar Payload Service,CLPS)」了。
CLPS 是 NASA 載人重返月球的「Artemis」計畫的附屬部份,其本意是在載人登月之前,對預定的登陸地(月球南極)進行科研與考察,了解當地的地質和月表成份等,特別是水冰的含量。由於先前「商業軌道運輸服務(Commercial Orbital Transportation Services)」成功產生了 SpaceX 的 Falcon 9 火箭,讓 NASA 得以將發射服務交給便宜的民間企業,因此這裡 NASA 如法炮製,將月表的無人探測也試圖交給民間公司。
CLPS 的合約公司自 2018 年計畫開始以來就不停地在輪替,有舊的公司因為破產或其他理由退出,也偶爾會有有的公司獲得 NASA 的合約。近期內聽到的所有登陸計畫,除了日本的 Hakuto-R 之外幾乎都是在 CLPS 的傘下,由合約公司打造著陸器,NASA 則是利用這些著陸器將探測器或科研儀器送至月表,偶爾如果還有餘力的話,也會聽聞有其他學術機構等「搭便車」前往月球。
目前致力於月球登陸的民間公司
Astrobotics
Astrobotics 是月球探索的元老公司之一,也是少數曾參與過 Lunar X Prize,後來又轉到 CLPS 的公司。他們在去年 1 月為 CLPS 發射了一個名為「Peregrine」的著陸器,但在半路上就發生了燃料外洩的意外,使它完全沒能離開地球軌道,最後在地球大氣中焚毀。目前 Astrobotics 正在準備一個更大號的「Griffin」著陸器,預計今年 9 月抵達月球。
👉 Astrobotics 的 Peregrine 月球登陸器發生異常,是否能登陸月球前途未卜
Blue Origin
以開發 New Shepard 太空旅遊火箭及 New Glenn 重型運載火箭知名的 Blue Origin,其實在 CLPS 之前就有了自己的登月器計畫。這個登月器名為「Blue Moon」,先前的資料是號稱能載送高達 6.5 噸到月球,在體型上較其他登月器大上許多。其首個測試任務名為「Blue Moon Pathfinder」,預計在今年 8 月由自家的 New Glenn 火箭載送升空。
👉 Blue Origin 的「Blue Moon」月球著陸器現身
Draper Laboratory
Draper 是一間美國的非營利研發機構,有相當久遠的歷史。事實上,1960 年代的阿波羅月球任務的導航電腦,當年就是由 Draper 所開發的,是世界上第一個矽基積體電路電腦。Draper 在 CLPS 中主要是一個整合者的角色,其著陸器「APEX 1.0」是由 iSpace 所設計、General Atomics 所打造,目前暫定是會在 2026 年升空。
Firefly Aerospace
Firefly 自身的「本業」是打造小型至中型商業火箭,其中「Firefly Alpha」小型火箭可以載送 1,030 公斤至低地軌道,並且已於 2023 年 9 月首度發射成功。在登月的部份,Firefly 開發的是一個名為「Blue Ghost」的月球著陸器,並且已經在今年 3 月成功著陸,成為第一間成功著陸月表的民間公司。目前第二具 Blue Ghost 預計是會在 2026 年升空。
👉 Firefly 的「藍色幽靈」登月器成功著陸,成為第二家登月的民間公司
👉 Firefly 釋出 Blue Ghost 月球著陸器的「第一人稱視角」著陸影片
Intuitive Machines
Intuitive Machines 是 CLPS 的成員公司,主力的產品是名為「Nova-C」的著陸器。第一具 Nova-C 著陸器取名為「Odysseus」,於去年二月成為第一個「抵達」月表的商業月球著陸器,但它卻在著陸時翻倒,因此並不能算成功。其第二具著陸器取名「Athena」,同樣是在著陸時翻倒。目前尚不確定這是因為 Nova-C 一直以來都有的雷射高度計問題,還是其本身的設計太過瘦高,讓它特別容易翻倒。
👉 Odysseus 月球著陸器成功抵達月球,成為第一個登月的私人探測器
👉 Intuitive Machine 的 Odysseus 在著陸時「翻車」,但依然運作中
👉 Intuitive Machines 的 Athena 登月器成功著陸月球,但好像又翻倒了
ispace
來自日本的 iSpace 是另一間由 Lunar X Prize 時代留下來的元老,除了前述透過 Draper 參與了 CLPS 之外,他們自己也有月球著陸器的計畫,取名 Hakuto-R。第一次的任務在 2022 年底升空,2023 年四月抵達月球,但不幸的是在著陸時失聯墜毀。ispace 隨後再接再厲,於今年 1 月 15 日再發射了第二次嘗試,名為 Hakuto-R Mission 2,目前正在前往月球的路上,預計 6 月初才會抵達。
👉 日本 Hakuto-R 月球探測器在著陸前失聯,推測已墜毀
👉 Firefly 的 Blue Ghost 登月器與 ispace 的 Resilience 登月器「共乘」火箭啟程
SpaceIL
最後,是以色列的非營利組織 SpaceIL。他們同樣是 Lunar X Prize 時代的元老,並且是這里列出的民間公司中唯一一個完全與 CLPS 無關的獨立機構。他們主要由以色列的富豪 Morris Kahn 資助,也有獲得來自以色列太空總署(ISA)的資金與技術協助,因此帶有一點以色列國家官方色彩。SpaceIL 在 2018 年底發射了一個名為 Beresheet 的登月器,但未能成功著陸,目前他們正在開發接替的 Beresheet 2,不過由於資金受限,目前具體開發進程處在停滯狀態。
結語
由此可知,目前月球探索突然如此地熱鬧,其實是發源於 2007 年的 Lunar X Prize,以及 NASA 鼓勵民間太空產業兩相加乘的結果,同時 SpaceX 的 Falcon 9 能提供便宜、可靠的發射服務,亦是功不可沒。最終,NASA 希望的還是能有培養起多間的新興太空新創公司,如此一來在選擇未來 Artemis 任務所需的特定服務時,就能有更多的選項。
不過不能忘記的是,在 Firefly 成功著陸前有數年的時間,其實包括各國政府和民間太空計畫都有過多次的登月的嘗試,然而從 2019 年的 Beresheet 起算,到 Blue Ghost 為止的這 10 次月球軟著陸當中,只有中國的嫦娥 5 號、嫦娥 6 號及印度的 Chandrayaan-3 為完全成功,再加上兩個 Intuitive Machines Odysseus 和日本太空機構 JAXA 的 Slim 這兩個著陸但姿勢不正確的「半成功」,實際成功率還不到一半。即使是現代科技,要軟著陸月球仍然不是件容易的事呢。
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