美国宇航局与全球合作伙伴一起重返月球

编译 思羽

回溯地球的过去，展望地球的未来，月球都是一个必不可少的重要部分。这个地球以外的星体也许拥有支持太空活动的宝贵资源，它蕴藏的科学宝藏也许能告诉我们更多关于地球的知识。50年前，美国人首次行走在月球表面，但下一波的月球探索会有根本性的不同。

美国宇航局（NASA）创新组合了多个与商业和国际合作伙伴有关的太空任务，它的非载人月面探测任务最早将于2020年开始，聚焦于对月球资源的科学探索，并在月面上做好让人类持久生存的准备工作，还包括利用月球上的氧气和氢气为未来的月球交通做准备。月面也会充当至关重要的训练场及技术演示测试场，我们将在月面上为未来人类探索火星和其他星体的太空任务做好准备。

NASA的月球勘测轨道飞行器（LRO）从任务的一开始，已经拍下物体撞击月面的图像。这样的观测很有科学意义，因为它们使得NASA能测试和设定月球模型，进而用这些模型来理解水和其他挥发性物质可能以何种形式被搬运到月球南北极附近的陨石坑里。

在未来的数月里，以色列的首个登月航天器会在月球着陆，它与NASA的合作让这项任务成为可能。NASA通过LRO不仅为该任务提供观测帮助和任务期间的通讯支持，还研发了一台激光复归反射器。该仪器会搭载在以色列航天器的着陆器上，飞向月球。

近期，NASA与中国国家航天局（CNSA）进行了商议，探究是否可以利用LRO的LAMP（莱曼-阿尔法测绘项目）仪器观测嫦娥四号的登月羽流的特征。出于多种原因，NASA无法分阶段调整LRO的轨道，让它在嫦娥四号登月时处于最优观测点。然而NASA仍然对合作感兴趣，也许在嫦娥四号登月着陆之后还是能清楚地侦测到羽流，推断航天器着陆时月球粉尘如何向上喷涌的认识能够给未来的登月任务以及航天器如何着陆月面提供参考。

从中国登月开始，LRO上的仪器一直在收集数据，而那些数据目前正在接受分析。LRO于1月31日拍下嫦娥四号的着陆地点，运用的方法与它拍下嫦娥三号的着陆地点的做法类似。NASA和CNSA已经达成一致，这项协同行动所产生的任何重大发现都会发布在2019年2月11日～22日在奥地利维也纳召开的联合国和平利用外层空间委员会会议中的第56届科学和技术小组委员会会议上，与全球科研界分享。NASA与中国的合作会遵循美国政府和国会的指导方针，实现透明、互补和互惠。

人类对月球的认识不过刚刚开始

NASA扩大了月球探索计划

NASA正在和商业伙伴及国际伙伴一起重返月球，以此作为该机构响应《1号太空政策指令》（Space Policy Directive 1）的全面“探索运动”的一部分。首先是登陆月面的非载人任务，以及为月球之外太空中的宇航员准备的“月球轨道平台-门户（Lunar Orbital Platform-Gateway）”。

目前，NASA正在积极准备——购买全新的月球小型载荷运送服务，研发月球着陆器，赶在人类重返月球前在月面上进行更多研究。月球上的长期探索和开发工作会提供更多经验，将推动人类的下一个巨大飞跃——人类前往火星和更远目的地的太空任务。

NASA在2018年4月27日发布了一份方案邀请书草稿，鼓励美国商业航天业界引进新技术，运送载荷至月球。这份月球商业运载服务（Commercial Lunar Payload Services，CLPS）邀请书会进一步增加力度，支持月面上的开发与合作。

NASA于2018年11月宣布9家美国公司目前有资格投标NASA的月面运载服务。这些公司将研发和建造非载人登月航天器，运送NASA与其他客户的载荷到月球表面。

NASA将利用这些服务，加速非载人航天器重返月球的进程，即将临近的登月任务的时间比此前计划的时间早了两三年。NASA打算在未来10年里为这些服务提供多种合作方式，抵达月面的太空任务合同预期最早在2019开始，中标公司的首次运送不晚于2021年12月31日。

NASA扩大的月球战略试图利用美国航天公司来建造新型登月航天器。通过NASA邀请业界参与月球运载服务，可以判断NASA对美国航天产业界的能力很有信心——美国航天公司能满足太空运载服务的要求。制定的早期月面运载任务将强力支撑NASA的科学及探索任务，也让美国航天公司有机会向NASA提供服务并展示能力。

“我们将根据美国产业界和国际伙伴的需要，来发挥他们的长处和能力，促进美国重返月球的行动，以及探索太阳系深处的目标，包括火星。”NASA局长吉姆·布里登斯廷（Jim Bridenstine）说，“在近地轨道上的成功投入，促成了美国航天产业的稳固发展，这又使得我们能集中力量实施月球探索行动，我们将利用这些小型载荷交付的商业服务。CLPS目标就是在扩大和可持续的月球探索战略中发挥重要作用。”

NASA 已经确认了多个关于探索、科学和技术的目标，它们都能以定期运送仪器、实验装置和其他小型载荷到月球上的方式来处理。那些载荷中，有些会以NASA的“资源勘探者”任务概念为起点来研发。这个项目预计会作为一次性的尝试，勘探月球上的一个特定地点。按照设计，如今它的规模对于NASA扩大的月球探索计划来说太过局限。NASA的重返月球行动将包括许多任务，要定位、提取，还要处理月面大片区域中的成分。他们正在改进“资源勘探者”，以便适应NASA更广泛的探索战略，而在早期，按CLPS任务运送到月球的物品里，就选择运送了一些机器人设备。

与此同时，NASA正在通过“月面运送能力”信息邀请书（它于2019年4月30日截止）咨询美国航天产业界，如何既快又好地提升着陆器的性能。NASA正在评估着陆器研发的商业利益，以期制定成熟计划，推进后续通过公私合作方式研发的两台着陆器的活动。

NASA将会评估“月面运送能力”信息邀请书的反馈，使用这些信息来开发一款最小重量为1 100磅（500千克）的着陆器，它的目标是在2022年发射升空。NASA的两款中型着陆器演示任务将有助于理解载人级着陆器的要求和系统信息。进行中的小型载荷运送任务会为未来的着陆器提供着陆精确度、长期幸存度、制导和导航方面的重要数据。

这些着陆器将能够实现样品取回、资源勘探、太空中资源的示范性利用，而这将为建造载人级着陆器降低风险。

如何使“月球轨道平台-门户”促进科学活动，相关的讨论将会持续下去。在NASA主办的科学研讨会上，科学家提出了一系列建议，包括让门户上的机器人收集月球样品以供研究，或者将样品保存在门户中，直到样品能被送回地球。

吉姆·布里登斯廷说：“关键的是，美国要与商业伙伴、国际伙伴合作，领导人类在月球上和月球周围的持久存在。这些促进合作的努力将有助于宇航员重返月球，正如《1号太空政策指令》所号召的那样。”

资料来源 NASA