美國國家航空暨太空總署(NASA)11月7日宣布,已選定包括馬斯克(Elon Musk)旗下SpaceX、貝佐斯(Jeff Bezos)創立的藍色起源(Blue Origin)在內,共8家航太企業,取得競逐未來月球運輸任務的資格。這項計畫未來10年的合約總額上限達100億美元,NASA希望藉由擴大民間企業參與,逐步在月球建立永久性基地,並為美國太空人重返月球預先部署必要設備與基礎設施。
這項消息是在佛羅里達州甘迺迪太空中心舉行的MAX POWER航太博覽會暨航空展中公布,代表NASA進一步擴大商業月球探測計畫。新架構將整合多家民間航太公司的運輸能力,負責將科學儀器、探測技術及基地建設所需設備送往月球,尤其是月球南極地區。
美國正透過一項接著一項的任務,逐步建設月球基地
NASA此次推出的新一輪「商業月球酬載服務」(Commercial Lunar Payload Services,CLPS)合約架構,期限為10年,總額上限為100億美元。不過,這筆金額並非NASA已經撥付或承諾支付給企業的款項,而是未來各項任務訂單可以動用的最高合約額度,實際金額仍將視個別任務需求及後續合約決定。
除了SpaceX與藍色起源,獲得競標資格的企業還包括Firefly Aerospace、Intuitive Machines、iSpace US、洛克希德馬丁太空系統公司(Lockheed Martin Space)、諾斯洛普格魯曼太空系統公司(Northrop Grumman Space Systems),以及Voyager Technologies。
NASA署長賈里德.艾薩克曼(Jared Isaacman)在聲明中表示,美國正透過一項接著一項的任務,逐步建設月球基地。他指出,當美國太空人再次登陸月球時,基地的第一批設施與設備就應該已經預先部署在月球表面,讓太空人不必從零開始建立作業環境。
NASA同時宣布,將現有CLPS合約的最高金額,從原本的26億美元提高至42億美元,以支應月球基地計畫初期階段的相關工作。這項調整與新推出的100億美元合約架構相互配合,讓NASA能夠在未來10年間,持續向不同企業採購月球運輸與探測服務。
藍色起源取得9400萬美元合約,負責運送核能月球探測車
除了取得新一輪CLPS合約的競逐資格,藍色起源也另外獲得NASA一項獨立合約,負責將採用核能動力的PROMISE月球探測車送往月球南極。
這輛六輪探測車的正式名稱為「極區觀測、測繪與原位探測車」(Polar Rover for Observation, Mapping, and In-Situ Exploration,PROMISE),主要任務是調查月球表面及地下環境,特別是可能存在水冰的區域。
月球南極被視為未來建立長期人類活動據點的重要地點。科學家認為,當地部分永久陰影區可能保存水冰,而水資源未來有機會經過處理,供太空人飲用,也可能進一步分解成氧氣與氫氣,作為生命維持系統及火箭推進劑的原料。
NASA表示,PROMISE將針對月球地表及地下結構進行調查,協助科學家了解當地資源分布與環境條件,評估月球南極是否具備支持長期人類駐留的條件。
探測車將由NASA噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)負責建造。為了降低開發成本,JPL計畫運用先前火星探測車「好奇號」(Curiosity)與「毅力號」(Perseverance)留下的備用飛行零組件,以及工程測試模型,作為新探測車的部分硬體來源。
NASA希望藉由沿用既有技術與零組件,減少重新設計及製造所需的時間與經費,同時利用過去火星探測任務累積的工程經驗,降低新型探測車的開發風險。
運輸方面,藍色起源將使用旗下Mark 1月球登陸器,負責將PROMISE送抵月球表面。NASA目前將發射時間訂在2028年底,預定執行為期18個月的探測任務。
NASA投入13億美元發展地月貨運技術,測試無人機與導航系統
除了月球表面的探測與建設,NASA也著手發展地球與月球之間的貨物運輸能力,並宣布核定6項運輸任務訂單,總價值約13億美元。
獲得這批任務的企業包括Arrow Science and Technology、藍色起源及Impulse Space。
這些任務將測試未來地月運輸系統所需的技術,包括太空導航系統,以及用於勘查潛在登陸地點的機器人無人機。
NASA希望藉由這些測試,逐步建立可靠的太空貨運網絡,使設備與物資能夠在地球軌道、月球軌道及月球表面之間移動。未來若要維持長期月球基地運作,除了初期建設設備,還必須定期補充能源、科學儀器、維修零件及太空人生活所需物資,因此地月運輸能力將是整體計畫的重要環節。
NASA也另外選定SpaceX,執行一項獨立的月球後勤示範任務。這項任務將沿用既有的月球物流合約,計畫在2028年利用SpaceX的星艦(Starship)火箭,將通訊衛星部署至地球與月球之間的空間區域。
這項示範任務的主要目的,是測試未來月球通訊網絡的建置方式。隨著月球探測任務增加,太空人、地面任務控制中心,以及月球表面的各項設施,都需要穩定的通訊連線。
NASA希望透過衛星部署,逐步建立能夠支援月球任務的通訊架構,讓太空人在月球表面執行活動時,能夠與地球保持聯繫,也讓不同探測設備及基地設施之間具備資料傳輸能力。
NASA規劃月球能源與通訊塔,整合太陽能及無線電力傳輸
其中,Honeybee Robotics目前隸屬藍色起源旗下。這項設備計畫整合太陽能發電與無線電力傳輸技術,為月球表面的各項任務提供能源支援。
月球環境與地球截然不同,能源供應是長期駐留面臨的主要挑戰之一。 月球的日夜循環(朔望月)約為29.5個地球日,因此部分地區可能經歷長時間日照,也有區域會持續處於黑暗之中。尤其月球南極的永久陰影區,可能具有水冰等重要資源,但缺乏直接日照,使探測設備與未來基地難以單純依賴太陽能運作。
透過能源塔結合太陽能發電及無線電力傳輸,NASA希望建立更具彈性的能源供應方式,讓電力能夠支援月球表面不同位置的探測器、通訊設備及其他基礎設施,減少各項設備必須各自攜帶完整能源系統的需求。
NASA規劃的月球基地並非單一建築物,而是由多項任務逐步建立的作業系統,包括貨物運輸、月球登陸器、科學探測設備、能源設施及通訊網絡。民間企業將負責提供不同階段所需的技術與服務,讓基地的建設工作能在太空人抵達前先行展開。
NASA長期規劃則是將月球作為深空探索的重要據點,透過在月球建立持續運作的任務能力,累積長期太空駐留、資源利用及遠距離太空運輸等經驗,為未來載人火星探測任務奠定技術基礎。