李虹琳 李金釗（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院）

2018年5月3日，美國國家航空航天局（NASA）發(fā)表聲明，取消“資源勘探者”（RP）月球巡視任務(wù)，原計劃由該巡視器攜帶至月球的部分儀器，將改由商業(yè)月球著陸器運(yùn)送。這是NASA在美國新航天政策指導(dǎo)下，廣泛聯(lián)合商業(yè)力量實施“重返月球”的重要舉措，顯示美國借助商業(yè)力量實施月球探測的步伐大幅加快，將對未來月球等深空探測活動發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

1 美國商業(yè)月球探測快速發(fā)展動因

美國政府為商業(yè)航天發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境

一是建立了較為完善的商業(yè)航天政策法規(guī)體系。頂層航天法律和國家航天政策確定商業(yè)航天的重要地位，提出商業(yè)航天發(fā)展的基本原則；航天運(yùn)輸、衛(wèi)星應(yīng)用等各領(lǐng)域航天法律與政策明確政府部門的管理職責(zé)，確定商業(yè)航天活動的管理方法與流程，要求政府部門最大限度地利用商業(yè)航天服務(wù)和能力；通過放寬數(shù)據(jù)政策、改革出口管制、權(quán)衡國家利益與商業(yè)利益之間的關(guān)系等，為商業(yè)航天發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境。

二是不斷出臺新政策鼓勵商業(yè)深空探測。2015年，美國發(fā)布《商業(yè)航天發(fā)射競爭力法》，賦予美國企業(yè)和公民利用深空資源的合法權(quán)益，為美國企業(yè)在太空“跑馬圈地”提供了法律保障。2017年底，美國總統(tǒng)特朗普簽署“1號航天政策指令”，要求“引入商業(yè)航天，開展國際合作，牽頭創(chuàng)新和可持續(xù)的探索計劃”，“引領(lǐng)人類重返月球并進(jìn)行長期探索和利用”，首次強(qiáng)調(diào)結(jié)合商業(yè)力量“重返月球”。2018年5月發(fā)布的“2號航天政策指令”，要求簡化商業(yè)航天監(jiān)管，對新興商業(yè)航天活動提供“一站式服務(wù)”，以推動商業(yè)深空探測發(fā)展。

合理的公私合作模式促進(jìn)商業(yè)深空探測快速發(fā)展

當(dāng)前，美國商業(yè)公司的深空探測能力仍然有限，美國政府通過公私合作，扶持商業(yè)深空探測發(fā)展，同時滿足政府需求。合作模式包括：在商業(yè)公司自籌經(jīng)費(fèi)、全權(quán)負(fù)責(zé)探測器研制工作的基礎(chǔ)上，NASA免費(fèi)提供技術(shù)、設(shè)施設(shè)備等支持，雙方共享技術(shù)成果；商業(yè)公司自主開發(fā)成熟產(chǎn)品和技術(shù)，NASA經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證后，采購商業(yè)公司的產(chǎn)品和服務(wù)；NASA在商業(yè)公司既有技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，投入資金、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等資源，與商業(yè)力量合作開展技術(shù)研發(fā)，加快研制進(jìn)度、共享創(chuàng)新成果。

近年來，NASA與商業(yè)企業(yè)開展了一系列合作，為實現(xiàn)商業(yè)月球探測奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在向商業(yè)公司購買相關(guān)月球數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，2014年1月，NASA發(fā)布“月球催化劑”（Lunar CATALYST）計劃信息征詢書，與美國企業(yè)合作開發(fā)“可靠和經(jīng)濟(jì)劃算的商業(yè)性無人月球著陸器”，最終選擇月球快車公司、太空機(jī)器人技術(shù)公司、馬斯騰太空系統(tǒng)公司三家企業(yè)，共同開發(fā)“商業(yè)無人月球著陸器”，聯(lián)合發(fā)展月球有效載荷運(yùn)輸技術(shù)，促進(jìn)商業(yè)企業(yè)月球運(yùn)輸能力提升。2016年8月，美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）批準(zhǔn)月球快車公司向月球表面發(fā)射著陸器，開創(chuàng)了商業(yè)公司開展深空探測的先例。

2 商業(yè)公司及其月球探測項目最新進(jìn)展

在NASA“月球催化劑”計劃的資助和扶持下，一批美國企業(yè)具備了開展商業(yè)月球探測的初步能力，正在實施多個月球探測項目。

月球快車公司

月球快車公司MX系列月球著陸器

月球快車公司（Moon Express）于2010年8月成立，主要研制MX系列月球著陸器，提供商業(yè)月球機(jī)器人運(yùn)輸和數(shù)據(jù)服務(wù)，開采月球資源。月球快車公司計劃開展三次月球探測任務(wù)：2019年發(fā)射“月球偵察兵”（MX－1著陸器），驗證企業(yè)開展太空探索的成本效益；2020年發(fā)射“月球前哨”（MX－2著陸器），在月球南極建立首個前哨站，勘探水冰資源和礦產(chǎn)；2021年發(fā)射“收獲月球”（MX－9著陸器），采集月球樣品并返回地球。

太空機(jī)器人技術(shù)公司

太 空 機(jī) 器 人 技 術(shù) 公 司（Astrobotic Technology）于2008年成立，主要研制太空機(jī)器人、開展行星探索。公司原計劃研制采用單個大型推進(jìn)器的“格里芬”（Griffin）月球著陸器，可將各類巡視器和科學(xué)有效載荷精確運(yùn)送到月球上的任何地點。2016年6月，公司對月球著陸器的設(shè)計進(jìn)行更新，將“格里芬”著陸器替換為“游隼”（Peregrine），采用五個推力較小的ISE－100推進(jìn)器，計劃2020年采用宇宙神－5（Atlas－5）運(yùn)載火箭發(fā)射“游隼”月球著陸器。

太空機(jī)器人公司“游隼”月球著陸器示意圖

馬斯騰太空系統(tǒng)公司

馬斯騰太空系統(tǒng)公司月球著陸器示意圖

馬斯騰太空系統(tǒng)公司（Masten Space Systems）主要業(yè)務(wù)是開發(fā)可重復(fù)使用火箭和航天器。該公司研制的月球著陸器是在聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）“半人馬座”（Centaur）上面級的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，稱為“試驗性增強(qiáng)上面級”（XEUS）著陸器。一次性使用型和可重復(fù)使用型XEUS可分別將10t和5t有效載荷運(yùn)送至月球。2015年12月，公司改用“先進(jìn)低溫漸進(jìn)級”（ACES）替換“半人馬座”上面級研制XEUS著陸器，使月球表面運(yùn)輸能力達(dá)到25t，并可執(zhí)行多次往返運(yùn)輸，目前處于方案設(shè)計階段。公司還在開發(fā)XL－1小型單用途月球著陸器，可將100kg有效載荷運(yùn)送至月球。

藍(lán)色起源公司

藍(lán)色起源公司（Blue Origin）也提出“藍(lán)月”（Blue Moon）計劃，研制可將4.5t的有效載荷送上月球的著陸器，長期目標(biāo)是在月球表面建立永久基地。

藍(lán)色起源公司月球著陸器示意圖

3 NASA依托商業(yè)力量“重返月球”的主要舉措

推動小型商業(yè)月球運(yùn)輸系統(tǒng)及月球探測有效載荷發(fā)展

針對2017－2020年商業(yè)月球著陸任務(wù)，2016年11月，NASA發(fā)布“小型月球表面有效載荷”（SLSP）信息征詢書，面向企業(yè)、大學(xué)、非營利機(jī)構(gòu)、NASA各航天中心等，征求有效載荷概念、性能、戰(zhàn)略價值、完備程度、成本結(jié)構(gòu)等信息。2018年4月，NASA發(fā)布“商業(yè)月球有效載荷服務(wù)”（CLPS）計劃需求草案，為近期商業(yè)月球著陸任務(wù)征求有效載荷提案，以支持商業(yè)公司研制月球著陸器。

鼓勵商業(yè)公司發(fā)展更先進(jìn)的月球運(yùn)輸能力

為實施載人登月，NASA計劃結(jié)合商業(yè)力量發(fā)展大中型著陸器。初期發(fā)展500～1000kg中型有效載荷著陸能力，隨后擴(kuò)展至5000～6000kg大型載人著陸能力，為研制載人登陸器、實施大型月球著陸任務(wù)奠定基礎(chǔ)，滿足采樣返回、資源勘探、原位資源利用技術(shù)驗證等需求。目前，NASA正在了解技術(shù)發(fā)展情況，以便制定最佳商業(yè)合作策略。

資助企業(yè)開發(fā)“月球軌道平臺-門戶”相關(guān)部件

研制“月球軌道平臺-門戶”（LOP－G）是美國“重返月球”的重要步驟，NASA已向工業(yè)界征詢居住設(shè)施和深空運(yùn)輸能力提案。2017年5月，NASA通過第二批“下一代太空探測技術(shù)合作伙伴計劃”（NextSTEP－2），資助波音、洛馬、比格羅航天、內(nèi)華達(dá)山脈、軌道-ATK和伊克西翁等六家企業(yè)，開發(fā)“門戶”居住艙原型樣機(jī)；11月，選擇波音、洛馬、軌道-ATK、內(nèi)華達(dá)山脈、勞拉空間系統(tǒng)等五家企業(yè)，研究“門戶”動力和推進(jìn)部件。2019年，NASA將陸續(xù)向商業(yè)公司授出合同，開發(fā)“門戶”電源、推進(jìn)、居住和生保系統(tǒng)等。

4 結(jié)語

特朗普政府認(rèn)為，NASA應(yīng)當(dāng)集中有限資源，開展地球軌道以遠(yuǎn)、更前沿的太空探索活動，同時鼓勵、扶持商業(yè)公司發(fā)展月球探測技術(shù)并參與政府探月活動。NASA通過公私合作，對企業(yè)進(jìn)行資金和技術(shù)投入，培育商業(yè)月球探測力量快速崛起，能為政府主導(dǎo)的探月活動提供有效支撐。

“月球軌道平臺-門戶”示意圖

從當(dāng)前發(fā)展看，美國已具備開展商業(yè)月球探測的條件。一是美國商業(yè)公司的技術(shù)研發(fā)與運(yùn)行管理較為先進(jìn)，有能力掌握相對成熟的月球探測技術(shù)，在政府的有效監(jiān)管下參與探月活動，可大大降低政府投入成本，企業(yè)也能獲得利潤回報。二是美國政府的航天基礎(chǔ)設(shè)施、試驗設(shè)備、測控手段、技術(shù)成果等能夠提供給商業(yè)公司使用，保證商業(yè)任務(wù)實施。

從管理角度看，美國推進(jìn)商業(yè)月球探測存在以下問題。一是商業(yè)航天政策法規(guī)體系有待進(jìn)一步完善：一方面，月球著陸、小行星采礦等新興商業(yè)航天活動的監(jiān)管還存在空白；另一方面，為確保商業(yè)月球探測的有序開展，政府、傳統(tǒng)企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)在商業(yè)探測活動中的責(zé)任、義務(wù)、風(fēng)險和知識產(chǎn)權(quán)等還需要進(jìn)一步明確界定。二是在未來一段時期商業(yè)月球探測離不開政府扶持。目前，企業(yè)提出的月球探測方案仍以政府為主要用戶，如果缺乏政府采購，方案將得不到落實，商業(yè)月球探測活動難以為繼。三是對商業(yè)月球探測企業(yè)進(jìn)行評估的相關(guān)機(jī)制有待健全。深空探測具有高成本、高風(fēng)險等特點，需要建立一套行之有效的評估機(jī)制，審慎考量企業(yè)是否具備承擔(dān)高可靠性要求的探月任務(wù)能力。