月球商业化:月球X奖及其他

明年是人类最后一次载人登月40周年。阿波罗17号宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特(后者是地质学家，阿波罗计划中唯一的科学家兼宇航员)于1972年12月17日离开月球，留下了一块铭牌，上面写着:“在这里，人类完成了对月球的首次探索。”

随着航天飞机的最后一次任务正在进行，美国宇航局未来载人太空任务的计划似乎被搁置，把月球作为探索目标的说法似乎有些奇怪。但对于许多机构来说，登月竞赛又重新开始了，他们获得了不断增长的科学知识，一些机构还确信，他们还获得了巨大的经济收益。

美国、俄罗斯、日本、中国和印度都有积极的载人登月计划，其时间表有些弹性。此外，29支队伍正在争夺由谷歌资助的3000万美元(1900万英镑)奖金，成为首个由私人资助的机器人探测器登陆月球的组织。

谷歌正在资助月球X奖，这是美国X奖基金会组织的比赛之一，旨在在没有公共资金的情况下解决基于技术的问题。其中最著名的是2004年获得的太空X奖，Scaled Composites公司的太空船一号(SpaceShipOne)获得了1000万美元的奖金，这是一架非政府资助的飞行器首次进行亚轨道飞行。

太空X大奖是维珍银河的跳板，而“太空船一号”的继任者“太空船二号”目前正在进行飞行试验，计划于今年晚些时候进行首次商业飞行。维珍银河声称已经获得了大约500名客户，每位客户为他们的飞行支付20万美元，商业太空飞行显然是一项可靠且潜在有利可图的冒险。月球X奖的参赛者也有类似的希望。

“一些人认为，第一批亿万富翁企业家将参与太空商业化，”月球X奖第一个注册团队的负责人迈克尔·波特(Michael Potter)说。总部位于马恩岛，虽然主要在旧金山工作，但该组织已经获得了许多月球登陆服务的客户，这些客户来自从自然科学到表演艺术等令人惊讶的领域。波特所报价的每磅有效载荷成本高达500万美元，月球似乎确实是一个可行的商业命题。

但对他来说，月球商业化只是太空工业的一个合乎逻辑的步骤，太空工业已经很庞大了。波特认为，太空商业化始于1963年地球同步卫星的发明，并已成为一个价值数十亿美元的产业。

“在某种意义上，我们认为自己是在向淘金者出售镐和铲子。”

迈克尔·波特，奥德赛月球

“即使是现在，人们说我们不应该将太空商业化，因为我们在地球上遇到了所有的问题，但现实是，在过去的二三十年里，太空商业业务有了巨大的增长;全球定位是一项价值数十亿美元的业务，商业通信卫星也是如此。“我们正努力让它更上一层楼。我们想把商业卫星上使用的商业模式和原则包括发射业务，保险业务，甚至是维护业务把月球作为地球静止轨道的延伸。所有这些都可以进入下一个前沿领域，那就是地月系统的商业化。”

但究竟是什么让我们有必要重返月球呢?商业登月的最大目标被认为是氦-3，惰性气体的同位素，可能是一种有用的核聚变燃料，因为与研究中最常见的核聚变形式不同，氦-3在与氢聚变时不会释放中子。氦-3在地球上极为罕见，主要来源是维护核武器。但太阳会产生大量的氦-3，通过太阳风将其送入太空。地球的大气层阻止它到达地球表面，但月球没有这样的保护——它的表面已经吸收了数十亿年的元素。

据估计，在月球表面最初几米深处吸收了110万吨氦-3，可以通过加热月球尘埃来回收;25吨的锂，相当于航天飞机货舱的体积，可以为美国提供一年的电力。这使其价值接近每吨20亿英镑。

“还没完呢。”波特说。他说，过去两年有了惊人的发现。“月球上有水，大量的冰沉积物，与磁场和月球尘埃有关的有趣发现。关于我们所说的第八大陆，我们还有很多不了解的地方。科学界希望了解更多，研究资金将继续投入。从某种意义上说，我们认为自己是在向淘金者出售镐和铲子。

奥德赛月球着陆器基于美国宇航局开发的通用系统，特别是加州艾姆斯研究中心开发的通用航天器巴士和悬停测试飞行器，以及五角大楼开发的推进系统，这是20世纪80年代战略防御计划的一部分，更广为人知的是罗纳德·里根的“星球大战项目”。波特说，这些已经被结合起来，并开发成一个原型着陆器，可以携带大约50公斤的有效载荷到月球表面。

他补充说:“X奖的规则允许你用一个跳跃的着陆器来满足穿越地表的要求。”“我们正在研究的解决方案可以跳跃，也可以放置探测器。除此之外，考虑到X奖的竞争性质，波特不愿透露技术细节。奥德赛月球公司已经与加拿大空间工程专家MDA space公司达成协议，MDA space公司为航天飞机和国际空间站建造了“加拿大臂”机械臂，并作为其着陆器建造的主承包商，奥德赛月球公司正在就使用哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场作为其发射场进行谈判，拜科努尔航天发射场是俄罗斯联盟号火箭的主要基地。波特说:“在航天飞机计划结束时，俄罗斯人赢得了太空竞赛。”“我们应该尊重他们拥有的发射系统，他们在过去50年里一直在可靠、有效和成功地使用。领导力、效率和可持续性绝对是发射计划的关键特征。”

“月球X”的参赛者并不是唯一关注月球商业化奖项的团体。去年，萨里卫星公司董事长马丁·斯威廷爵士在接受《工程师》杂志采访时概述了他的计划，即在月球轨道上放置小型通信卫星，为月球表面的技术提供通信链路，无论是无人登陆器的数据中继，还是为宇航员提供语音、视频和互联网(见《工程师》杂志，2010年11月1日)。他说，我们基本上可以成为绕月飞行的沃达丰(Vodafone)。他说，过去几年我们一直专注于机器人和卫星领域，这意味着我们拥有实现这一目标的知识和专业技能。

“阿波罗号耗资巨大，但就效率而言，机器人探测无法与之相比。”

伊恩·克劳福德，伯克贝克学院

事实上，尽管机器人探索有潜力，但最终目标是让人类重返月球。最近在华威大学举行的英国太空会议上，伦敦伯克贝克学院地球与行星科学系的伊恩·克劳福德教授解释说，无人登陆器和机器人探测器根本无法有效地执行探索月球表面所需的任务。

他说，人类非常擅长的一件事是地质学。在阿波罗17号执行任务期间，宇航员在三个下午的时间里，三次穿越了一个8公里宽的山谷，总距离为32公里。他们非常有效地采样带回了110公斤不同地质类型的岩石，他们部署了地震阵列，他们部署了炸药包对地下进行地球物理分析，他们钻了一个3米长的钻孔。

“相比之下，‘机遇号’和‘勇气号’火星探测器已经在火星上待了7年，总共在火星表面待了14年，它们总共行驶了29公里，没有带回任何样本，也没有进行任何其他研究。”阿波罗计划耗资巨大，但就效率而言，机器人探索其他行星是无法与之相比的。”

克劳福德认为，与机器人探索相比，载人任务有许多固有的优势。他说，将宇航员带回地球的需求意味着这些任务具有内置的样本返回能力，而且由于载人任务需要携带如此多的质量，携带大型复杂设备的成本只占整个项目成本的一小部分。

有人类在身边也有好处。他说:“人们非常擅长在动态中识别重要的东西，而不需要预先期待我们数十亿年的进化史赋予我们这种能力。”此外，寻找和开采氦-3矿床所需的勘探类型需要复杂、高度机动的设备，不适合机器人使用。

但对于月球X奖的参赛者来说，无人登陆器仍然是他们的目标。波特(Michael Potter)说，《经济学人》(The Economist)最近的一篇封面故事说，航天飞机的终结代表着太空时代的结束。“从另一个角度来看，这是太空商业化的开始。旧的机构已经变得非常官僚和混乱，旧的政府主导的垄断方式已经不可持续。