編譯 思羽

回溯地球的過去，展望地球的未來，月球都是一個(gè)必不可少的重要部分。這個(gè)地球以外的星體也許擁有支持太空活動(dòng)的寶貴資源，它蘊(yùn)藏的科學(xué)寶藏也許能告訴我們更多關(guān)于地球的知識。50年前，美國人首次行走在月球表面，但下一波的月球探索會(huì)有根本性的不同。

美國宇航局（NASA）創(chuàng)新組合了多個(gè)與商業(yè)和國際合作伙伴有關(guān)的太空任務(wù)，它的非載人月面探測任務(wù)最早將于2020年開始，聚焦于對月球資源的科學(xué)探索，并在月面上做好讓人類持久生存的準(zhǔn)備工作，還包括利用月球上的氧氣和氫氣為未來的月球交通做準(zhǔn)備。月面也會(huì)充當(dāng)至關(guān)重要的訓(xùn)練場及技術(shù)演示測試場，我們將在月面上為未來人類探索火星和其他星體的太空任務(wù)做好準(zhǔn)備。

NASA的月球勘測軌道飛行器（LRO）從任務(wù)的一開始，已經(jīng)拍下物體撞擊月面的圖像。這樣的觀測很有科學(xué)意義，因?yàn)樗鼈兪沟肗ASA能測試和設(shè)定月球模型，進(jìn)而用這些模型來理解水和其他揮發(fā)性物質(zhì)可能以何種形式被搬運(yùn)到月球南北極附近的隕石坑里。

在未來的數(shù)月里，以色列的首個(gè)登月航天器會(huì)在月球著陸，它與NASA的合作讓這項(xiàng)任務(wù)成為可能。NASA通過LRO不僅為該任務(wù)提供觀測幫助和任務(wù)期間的通訊支持，還研發(fā)了一臺(tái)激光復(fù)歸反射器。該儀器會(huì)搭載在以色列航天器的著陸器上，飛向月球。

近期，NASA與中國國家航天局（CNSA）進(jìn)行了商議，探究是否可以利用LRO的LAMP（萊曼-阿爾法測繪項(xiàng)目）儀器觀測嫦娥四號的登月羽流的特征。出于多種原因，NASA無法分階段調(diào)整LRO的軌道，讓它在嫦娥四號登月時(shí)處于最優(yōu)觀測點(diǎn)。然而NASA仍然對合作感興趣，也許在嫦娥四號登月著陸之后還是能清楚地偵測到羽流，推斷航天器著陸時(shí)月球粉塵如何向上噴涌的認(rèn)識能夠給未來的登月任務(wù)以及航天器如何著陸月面提供參考。

從中國登月開始，LRO上的儀器一直在收集數(shù)據(jù)，而那些數(shù)據(jù)目前正在接受分析。LRO于1月31日拍下嫦娥四號的著陸地點(diǎn)，運(yùn)用的方法與它拍下嫦娥三號的著陸地點(diǎn)的做法類似。NASA和CNSA已經(jīng)達(dá)成一致，這項(xiàng)協(xié)同行動(dòng)所產(chǎn)生的任何重大發(fā)現(xiàn)都會(huì)發(fā)布在2019年2月11日～22日在奧地利維也納召開的聯(lián)合國和平利用外層空間委員會(huì)會(huì)議中的第56屆科學(xué)和技術(shù)小組委員會(huì)會(huì)議上，與全球科研界分享。NASA與中國的合作會(huì)遵循美國政府和國會(huì)的指導(dǎo)方針，實(shí)現(xiàn)透明、互補(bǔ)和互惠。

人類對月球的認(rèn)識不過剛剛開始

NASA擴(kuò)大了月球探索計(jì)劃

NASA正在和商業(yè)伙伴及國際伙伴一起重返月球，以此作為該機(jī)構(gòu)響應(yīng)《1號太空政策指令》（Space Policy Directive 1）的全面“探索運(yùn)動(dòng)”的一部分。首先是登陸月面的非載人任務(wù)，以及為月球之外太空中的宇航員準(zhǔn)備的“月球軌道平臺(tái)-門戶（Lunar Orbital Platform-Gateway）”。

目前，NASA正在積極準(zhǔn)備——購買全新的月球小型載荷運(yùn)送服務(wù)，研發(fā)月球著陸器，趕在人類重返月球前在月面上進(jìn)行更多研究。月球上的長期探索和開發(fā)工作會(huì)提供更多經(jīng)驗(yàn)，將推動(dòng)人類的下一個(gè)巨大飛躍——人類前往火星和更遠(yuǎn)目的地的太空任務(wù)。

NASA在2018年4月27日發(fā)布了一份方案邀請書草稿，鼓勵(lì)美國商業(yè)航天業(yè)界引進(jìn)新技術(shù)，運(yùn)送載荷至月球。這份月球商業(yè)運(yùn)載服務(wù)（Commercial Lunar Payload Services，CLPS）邀請書會(huì)進(jìn)一步增加力度，支持月面上的開發(fā)與合作。

NASA于2018年11月宣布9家美國公司目前有資格投標(biāo)NASA的月面運(yùn)載服務(wù)。這些公司將研發(fā)和建造非載人登月航天器，運(yùn)送NASA與其他客戶的載荷到月球表面。

NASA將利用這些服務(wù)，加速非載人航天器重返月球的進(jìn)程，即將臨近的登月任務(wù)的時(shí)間比此前計(jì)劃的時(shí)間早了兩三年。NASA打算在未來10年里為這些服務(wù)提供多種合作方式，抵達(dá)月面的太空任務(wù)合同預(yù)期最早在2019開始，中標(biāo)公司的首次運(yùn)送不晚于2021年12月31日。

NASA擴(kuò)大的月球戰(zhàn)略試圖利用美國航天公司來建造新型登月航天器。通過NASA邀請業(yè)界參與月球運(yùn)載服務(wù)，可以判斷NASA對美國航天產(chǎn)業(yè)界的能力很有信心——美國航天公司能滿足太空運(yùn)載服務(wù)的要求。制定的早期月面運(yùn)載任務(wù)將強(qiáng)力支撐NASA的科學(xué)及探索任務(wù)，也讓美國航天公司有機(jī)會(huì)向NASA提供服務(wù)并展示能力。

“我們將根據(jù)美國產(chǎn)業(yè)界和國際伙伴的需要，來發(fā)揮他們的長處和能力，促進(jìn)美國重返月球的行動(dòng)，以及探索太陽系深處的目標(biāo)，包括火星?！盢ASA局長吉姆·布里登斯廷（Jim Bridenstine）說，“在近地軌道上的成功投入，促成了美國航天產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)固發(fā)展，這又使得我們能集中力量實(shí)施月球探索行動(dòng)，我們將利用這些小型載荷交付的商業(yè)服務(wù)。CLPS目標(biāo)就是在擴(kuò)大和可持續(xù)的月球探索戰(zhàn)略中發(fā)揮重要作用?！?/p>

NASA 已經(jīng)確認(rèn)了多個(gè)關(guān)于探索、科學(xué)和技術(shù)的目標(biāo)，它們都能以定期運(yùn)送儀器、實(shí)驗(yàn)裝置和其他小型載荷到月球上的方式來處理。那些載荷中，有些會(huì)以NASA的“資源勘探者”任務(wù)概念為起點(diǎn)來研發(fā)。這個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)會(huì)作為一次性的嘗試，勘探月球上的一個(gè)特定地點(diǎn)。按照設(shè)計(jì)，如今它的規(guī)模對于NASA擴(kuò)大的月球探索計(jì)劃來說太過局限。NASA的重返月球行動(dòng)將包括許多任務(wù)，要定位、提取，還要處理月面大片區(qū)域中的成分。他們正在改進(jìn)“資源勘探者”，以便適應(yīng)NASA更廣泛的探索戰(zhàn)略，而在早期，按CLPS任務(wù)運(yùn)送到月球的物品里，就選擇運(yùn)送了一些機(jī)器人設(shè)備。

與此同時(shí)，NASA正在通過“月面運(yùn)送能力”信息邀請書（它于2019年4月30日截止）咨詢美國航天產(chǎn)業(yè)界，如何既快又好地提升著陸器的性能。NASA正在評估著陸器研發(fā)的商業(yè)利益，以期制定成熟計(jì)劃，推進(jìn)后續(xù)通過公私合作方式研發(fā)的兩臺(tái)著陸器的活動(dòng)。

NASA將會(huì)評估“月面運(yùn)送能力”信息邀請書的反饋，使用這些信息來開發(fā)一款最小重量為1 100磅（500千克）的著陸器，它的目標(biāo)是在2022年發(fā)射升空。NASA的兩款中型著陸器演示任務(wù)將有助于理解載人級著陸器的要求和系統(tǒng)信息。進(jìn)行中的小型載荷運(yùn)送任務(wù)會(huì)為未來的著陸器提供著陸精確度、長期幸存度、制導(dǎo)和導(dǎo)航方面的重要數(shù)據(jù)。

這些著陸器將能夠?qū)崿F(xiàn)樣品取回、資源勘探、太空中資源的示范性利用，而這將為建造載人級著陸器降低風(fēng)險(xiǎn)。

如何使“月球軌道平臺(tái)-門戶”促進(jìn)科學(xué)活動(dòng)，相關(guān)的討論將會(huì)持續(xù)下去。在NASA主辦的科學(xué)研討會(huì)上，科學(xué)家提出了一系列建議，包括讓門戶上的機(jī)器人收集月球樣品以供研究，或者將樣品保存在門戶中，直到樣品能被送回地球。

吉姆·布里登斯廷說：“關(guān)鍵的是，美國要與商業(yè)伙伴、國際伙伴合作，領(lǐng)導(dǎo)人類在月球上和月球周圍的持久存在。這些促進(jìn)合作的努力將有助于宇航員重返月球，正如《1號太空政策指令》所號召的那樣?！?/p>

資料來源 NASA