2024年2月,Intuitive Machines(直觉机器)制造的Nova-C着陆器,搭乘SpaceX的猎鹰9号,降落在近月球南极地区(南纬80.13度,东经1.44度),成功登陆月面。
这是人类历史上第一个由私营公司完成的登月任务,创造了商业航天的又一个里程碑。
在半个世纪后首次重返月球的NASA,仅仅为此次登月支付了1.18亿美元。
图源:lroc,箭头位置为Nova-C着陆器
Intuitive Machines成立于2013年,已于2023年上市,主要业务有登月服务、轨道服务、月球数据、太空产品及基础设施等。
5月,该公司确定在今年年底执行第二次任务前对Nova-C进行升级改动,Intuitive Machines今年还将计划进行2次月球着陆器任务。
此次登月是NASA的Artemis登月计划首次“软着陆”,NASA计划在Artemis3号实现载人着陆,与欧洲、日本、阿联酋和加拿大联合建造月球门户(Lunar Gateway)空间站,并由Artemis4号宇航员前往月球空间站激活计算机系统。
这个着陆器是六边形柱体,高4米,宽1.67米,满载推进剂情况下重约1900千克,携带了约130千克有效载荷。因落地时侧翻,原定7-10天的规划缩短。
3月23日,Intuitive Machines宣布,Odysseus已永久休眠。
7月10日,NASA宣布Intuitive Machines等3家公司参与Artemis登月任务的载人月球车(LTV)可行性研究。
图源:NASA,Intuitive Machines着陆器
商业航天打开月球之门
私营公司首次成功将着陆器送上月球,载入史册。作为首个打开月球之门商业航天公司,Intuitive Machines霎时成为焦点。据财报,Intuitive Machines在1月初股价飙升,涨幅超过3倍。
通过CLPS(商业月球载荷服务)计划,IM-1携带了6个NASA载荷,包括多普勒激光雷达、研究着陆器的摄像机、油量表等技术设备。另外还有6个非NASA载荷,包括Columbia的夹克材料、艺术家Jeff Koons的“月相”作品、月球观测协会的天文摄像机等。
图源:YouTube,IM-1的商业有效载荷
2024年第一季度Intuitive Machines收入7310万美元,收入创新高,相当于其2021年总收入,毛利达1220万美元。这主要得益于NASA OMES III工程服务合同和客户对IM-1任务的商业支付。
登月是一项精密度极高的工程,载人登月是当前人类工业的最高成就,探月的科学战略意义不胜枚举。
近年来,私营太空公司正在提出成本更低的登月方案。但至少在IM-1前,已有3次商业公司探索登月失败。
据Space News,2019年4月,以色列航空工业公司建造的Beresheet降落到月球表面时坠毁;去年4月,日本ispace着陆器HAKUTO-R M1在最后一次接近月球时坠毁。
今年年初,Astrobotic公司的“游隼号”月球着陆器发射,这也是美国私营企业首次挑战登月任务。但“游隼号”推进系统故障导致关键性燃料泄漏,难以完成软着陆登月任务,任务失败让52年来首次尝试登月的美国信心受挫。
着陆机动,是真正困难的一步。阿波罗飞船在着陆前最后3分钟进入10秒的“死亡区间”后,也遇到避障巨石挑战。登月行程漫长而苛刻,探测器所需的精确度高。不久前,我国嫦娥6号入绕月轨道24天后才成功登陆月球背面。简单来说,需完成地月转移轨道飞行、环月圆轨道飞行、椭圆轨道飞行,逐步消除轨道面数据残差再进行月面着陆。仅仅是完成着陆的一小步就让人捏一把汗。
图源:Intuitive Machines,着陆器下降前拍摄的月球
在预选着陆区面积狭小、地形复杂的情况下软着陆,要在组合体(轨道器、着陆器等)分离、推力点火、减速下降、悬停飞行、接触月面的过程中达到最高精度的计算,是真正的“差之毫厘,谬以千里”。
据介绍,Intuitive Machines采用了与Apollo号非常相似的着陆方法。
Intuitive Machines的首席技术官Tim Crain解释,他们基本依靠惯性测量单元(IMU)、光学导航数据流算法来着陆,在实际落地时,着陆器下降的速度快,“我们撞击更很猛烈,一路上都有点打滑,最后那次撞击至少导致一条支架断裂。”
这个严重的技术故障意味着着陆器会错估自己的位置、姿态,先前Apollo号是宇航员紧急介入后飞船才具有避障能力,那无人的Odysseus怎么办?