SpaceX又上天,NASA重返月球背後的14個公司

王煜全 發佈 2020-01-21T12:33:48+00:00

|轟轟烈烈的重返月球計劃SpaceX的背後,還有一個更大的玩家:NASA。1969年,美國成功地實現載人登月。50年之後,NASA提出「重返月球」計劃。

SpaceX的獵鷹9號火箭升空後成功爆炸,載著兩個假人的太空艙完美落入大西洋並被回收。

馬斯克笑開了花,他說:這是為NASA太空人的新型商業飛船Crew Dragon進行的最終安全測試,是商業載人航天史上的重要一步。

| 轟轟烈烈的重返月球計劃

SpaceX的背後,還有一個更大的玩家:NASA。1969年,美國成功地實現載人登月。50年之後,NASA提出「重返月球」計劃。1969年的登月計劃名曰「阿波羅(Apollo)」,2019年的重返月球計劃,名曰「阿爾忒彌斯(Artemis)」。

阿爾忒彌斯是希臘神話中太陽神阿波羅的孿生姐姐,碰巧她還是月亮女神。這次「重返月球」,將要第一次把女性太空人送上月球。

不過,NASA這次重返月球計劃的野心遠不止於此。2024年,Artemis計劃除了將第一位女性太空人和第二位男性太空人送上月球,還將探索人類從未踏足過的地方:月球的南極。

與上次登月不同,這次人類登上月球,沒打算去一趟就回來。NASA計劃在2028年之前建立永久的月球基地。

1969年登月計劃,處在美蘇冷戰的大背景下,美國試圖在太空探索活動中占得先機。美國的成功登月,不僅取得了太空競賽的勝利,也在諸多方面改變了美國乃至全球居民的生活,全面振興了當時的美國經濟,拉動了科學技術的進步,更催生了多項科技和工程領域的技術突破。

50年後重啟登月計劃,我們有理由相信美國會將科技突破、推動太空產業創新達到一個新的高度。更多的私人公司會參與其中。太空旅行、太空資源開採、衛星通信都會因此迎來發展。未來會催生一個達數萬億美元規模的太空經濟。

就像第一次登月促進了多個領域的技術進步,2024年重返月球計劃也會對產業和經濟有全面的帶動和提升。美國需要通過像這樣影響全人類的創新,重新振興產業,打造自身獨有的競爭力。

| 廣泛調動私營航天企業

這麼宏偉的計劃,當然不能靠NASA單打獨鬥。

這次的Artemis計劃,NASA廣泛調動了大量私營航天科技企業參與其中,而且採取更加開放的合作方式。

雖然50多年前的阿波羅計劃也曾經有上千家企業參與,但是火箭和飛船的設計完全由宇航局完成。但這一次,NASA開始嘗試直接向私營企業採購火箭和解決方案。

為了加速重返月球計劃的推進,NASA正在挑戰傳統的經營方式,簡化從採購到合作夥伴關係、從硬體開發到運營的方方面面。

與其自己擁有,不如向私營公司購買服務。這樣NASA可以用更加商業化的運作方式,以更低的成本,更安全地達成登月任務。

為此,NASA向私人企業公開徵集技術解決方案,給私人企業以資助,或與企業合作研發。這樣做,不僅能高效地為NASA做好登月的技術準備,還有助於把這些技術推向市場,助力未來商業航天產業的發展。

NASA選擇了14家美國公司作為合作夥伴,這些公司的技術處在發展的「引爆點」,NASA的投資可能會對公司的技術成熟起到關鍵的推動作用。

這些選擇涉及的技術領域包括:低溫推進劑的生產和管理、可持續能源的生產、儲存和分配、高效和廉價的推進系統、自主操作、漫遊者移動和先進的航空電子設備。

下面我們來看看這些處在技術發展「引爆點」的公司都是誰:

SpaceX

NASA總共向SpaceX的獵鷹9火箭和龍飛船提供了4億美元資金幫助它研發,並直接採用「獵鷹9+龍飛船」作為向國際空間站運送物資的解決方案。有專家估計,如果NASA自行設計全新的火箭和飛船,費用需要十倍以上。

此外,SpaceX公司與NASA馬歇爾飛行中心合作開發和測試用於為太空飛行器加油的噴嘴,為星際飛船等太空飛行器提供燃料。

Blue Origin

大名鼎鼎的藍色起源(Blue Origin)由亞馬遜公司創始人傑弗里·貝索斯於2000年創辦。藍色起源的使命是提高太空旅行的安全性並降低其成本。

藍色起源利用多年來研發Blue Moon著陸器和BE-7發動機的經驗,並且還帶了一支隊伍,為NASA開發太空人著陸系統。藍色起源已經與洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司和德雷珀公司簽署了合作協議,在人類太空飛行系統、運載火箭、軌道後勤、深空任務、星際導航和行星著陸等方面為NASA提供支持。

OxEon Energy

OxEon Energy 是一家位於猶他州鹽湖谷的清潔技術初創公司,成立於2017年。

公司核心技術集中在高溫電解、碳氫化合物轉化、合成燃料生產和高溫燃料電池發電等。在這次重返月球計劃中,OxEon Energy的任務是在太空中製造氧氣。公司與NASA和噴氣推進實驗室合作,成功地開發了SOEC組件,用於在火星探測器上製造氧氣。

NASA計劃發射搭載了7套科學儀器的好奇號火星探測車登陸火星。其中一套設備,MOXIE,即火星氧就地資源利用實驗,將嘗試通過固體氧化物電解火星大氣中的二氧化碳來產生氧氣。

Skyre

Skyre將開發一套系統,利用位於月球兩極的永久冷凍水製造推進劑,包括分離氫和氧的過程,保持產品極冷,並使用氫作為製冷劑液化氧。

Infinity Fuel Cell and Hydrogen

位於康乃狄克州的Infinity Fuel Cell and Hydrogen公司,主要開發質子交換膜再生燃料電池系統,為可再生能源提供能量存儲。

Infinity Fuel Cell and Hydrogen公司與詹森航天中心合作,開發一種可擴展的、模塊化的、靈活的電力和能源產品,利用新的製造方法來降低成本和提高可靠性。用於月球探測器、地面設備和棲息地。

Paragon Space Development Corp of Houston

位於休斯頓的Paragon太空發展公司,將與詹森和美國宇航局在克利夫蘭的格倫研究中心合作,開發一個環境控制和生命支持系統,以及熱控制系統,在整個月球晝夜周期內保持運行溫度的穩定。這些系統的設計可以適用於載人火星任務。

Paragon太空發展公司已成立25年,一直致力於提供極端環境生命支持和熱控制解決方案,包括太空飛行器生命支持系統、熱控制散熱器和冷卻系統。

TallannQuest

位於德克薩斯州薩奇的TallannQuest公司,也稱為Apogee Semiconductor,是一家半導體解決方案提供商,致力於用較低的成本開發適應極端環境的半導體解決方案。

TallannQuest與NASA噴氣推進實驗室合作,將開發一種靈活的、抗輻射的開關電源控制器,能夠根據任務的電力需求進行配置。這項技術可以用於月球、火星和其他任務中。

Accion Systems

這家公司創立於2014年,總部位於波士頓,為衛星提供先進的推進系統。NASA第一個行星際立方體衛星MarCO曾使用了一套冷氣體推進器來進行姿態控制和航向修正。

這次重返月球計劃,Accion Systems將參與開發一套新的推進系統,達到與MarCO衛星任務相同的能力,但更小、更輕、耗電量更少。新的推進系統可以利用小而靈活的平台提供更多的科學實驗機會。

CU Aerospace

CU Aerospace公司位於伊利諾州香檳市,它將與伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校合作建造一個6單元立方體衛星,該衛星將配備兩套不同的推進系統。

這些系統由NASA小企業創新研究項目(SBIR)資助開發,提供高性能、低成本、安全的發射預處理。該公司計劃將飛行就緒的立方體衛星交付給NanoRacks進行發射和部署。

ExoTerra Resource

ExoTerra Resource成立於2011年,開展太空飛行器相關技術開發,為立方體衛星和小衛星設計和建造高性能動力和推進組件、子系統和全集成總線,旨在降低太空飛行器的質量和體積,以降低太空探索的成本。

這次ExoTerra Resource公司將為NASA建造一顆由12個單元組成的立方體衛星,該衛星帶有一個緊湊的高脈衝太陽能電力推進模塊。

立方體衛星將從近地軌道移動到地球周圍的輻射帶。小型的電力推進系統可以攜帶價格便宜的小型太空飛行器去往內太陽系,為科學探索任務打開大門。

Blue Canyon Technologies

Blue Canyon Technologies位於科羅拉多州,在2008年成立,從事太空飛行器製造和航空航天系統集成,目前有60多顆衛星在生產中。

這次與NASA合作推進重返月球任務,BlueCanyon將主要為小型衛星和立方體衛星開發自主導航軟體解決方案。這樣衛星在太空中即使不能與地面跟蹤站取得聯繫,也可以在不與地球「對話」的情況下自主導航穿越太空。

Luna Innovations


Luna Innovations公司成立已經29年,是一家主營光纖傳感、光纖測試和可調雷射器產品的公司。

在這次的重返月球計劃中,Luna Innovations與Sierra Nevada公司、ILC Dover和Johnson公司合作,提供可靠的傳感器,用於監測位於軌道或其他星球表面的太空棲息地的安全。

Astrobotic Technology

這家位於匹茲堡的公司AstroboticTechnology,正在開發用於月球和行星飛行任務的空間機器人技術。公司由卡內基梅隆大學的RedWhittaker教授及其同事於2007年創立。

Astrobotic將與它的合作夥伴卡內基梅隆大學共同開發一款自動月球車,這是一款重量為13公斤的無人駕駛月球車,它將為月球極地和月球坑等區域創建高保真度的月球表面3D地圖。

根據合同,自動駕駛月球車最早將於2021年或2022年飛向月球。Astrobotic Technology不是第一次跟NASA合作了。從2008年到現在,已經與NASA簽訂了30多份商業技術合同。

Intuitive Machines


Intuitive Machines於2013年創立,為工業系統、無人機、太空飛行器設計開發自主系統。公司為重返月球計劃設計月球著陸器。公司交付的第一件產品是將在2021年使用的Nova-C月球著陸器。這次中標CLPS任務,使得Intuitive Machines公司有望成為美國第一家將太空飛行器送上月球的私營公司。

Nova-C使用了一流的深節流液氧/甲烷發動機,可應用在不同大小的著陸器。Intuitive Machines公司還在開發可儲存在太空的低溫推進劑,可以應用在月球以外的更多的太空探索中。

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