在经典乡村民谣《天空中的幽灵骑士》中，一位牛仔看到了可怕的景象：魔鬼的牛群在云层中轰隆隆地奔跑，被必须“永远在那天空中的牧场上驰骋 / 骑着喷火的骏马”的牛仔灵魂追赶。美国东部时间 1 月 15 日凌晨 1:11，由德克萨斯州公司萤火虫航天公司建造的月球着陆器“蓝色幽灵”骑着它自己的火热骏马穿越天空，搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号火箭发射升空，执行一项任务，成为自阿波罗计划结束以来，美国在月球上实现的第二次软着陆。
在接下来的四个星期里，这项名为“天空中的幽灵骑士”或“蓝色幽灵 1 号任务”的任务将看到其航天器在地球周围越来越远的距离上运行。 “蓝色幽灵”携带一套 NASA 提供的科学仪器，然后将冲向月球。该任务是在美国太空总署的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划下进行的，该计划鼓励私营公司接管此类仪器和月球物资的运送，作为国家雄心勃勃的阿耳忒弥斯登月计划的一部分。
“月球有点像是我们太阳系的门户；它是这个‘容易’去的地方，可以学习如何变得富有成效，”萤火虫航天公司的航天器项目主管雷·艾伦斯沃思说。“我们在这些 CLPS 任务中收集的基础科学确实具有应用价值，不仅适用于阿耳忒弥斯计划，也适用于星际旅行。”
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“蓝色幽灵 1 号任务”标志着萤火虫公司的新篇章，该公司已开发并发射了自己的火箭，但此前从未将任何东西送往月球。 这也是 CLPS 的又一次重大测试，CLPS 将向私营公司支付高达 26 亿美元的月球运送费用。 NASA 希望通过该计划节省大量资金。 2021 年 2 月，萤火虫公司获得了 NASA 关于“蓝色幽灵 1 号任务”的合同，该合同现在价值 1.01 亿美元，低于该机构建造自己的月球着陆器的费用。
“以传统方式在月球表面建造着陆器的成本超过 5 亿美元……我从未见过报价低于这个数字，”托马斯·祖布肯说，他从 2016 年到 2022 年担任 NASA 科学任务理事会副局长，并倡导 CLPS 的发展。“每一次尝试都是在没有这种额外开销的情况下，使用他们自己的系统完成的。”
NASA 还希望 CLPS 能够提高机器人登月任务的频率。 “蓝色幽灵”是自 2024 年 1 月以来在 CLPS 旗帜下发射的第三艘航天器，今年晚些时候至少还有一次发射计划。 在 CLPS 之前，最后一次美国在月球上的软着陆发生在 1972 年结束的阿波罗计划期间。
“NASA 和科学界中有很大一部分人没有经历过登月，或者至少没有在职场中经历过登月，”NASA 探索科学战略和整合办公室的月球科学家瑞安·沃特金斯说。“终于有机会到达月球表面，就地解决其中的一些问题，这真是令人兴奋。”
但是，为了换取更低的成本和更快的周转时间，NASA 允许私营公司设计和运营自己的月球着陆器——这种权衡在总体上增加了任何给定的 CLPS 任务失败的可能性。 从该计划的开始，包括祖布肯在内的 NASA 领导人就强调，每个初始 CLPS 任务的成功率约为 50-50。
正如预测的那样，到目前为止，该计划的结果喜忧参半。 去年 1 月，总部位于匹兹堡的 Astrobotic 公司发射了一个携带 NASA 和非 NASA 有效载荷的月球着陆器，但该航天器在发射后不久就遭受了严重异常。 然后，在接下来的一个月，总部位于休斯顿的 Intuitive Machines 公司建造的机器人着陆器执行了一项 CLPS 任务，前往月球南极地区。 虽然航天器在下降过程中幸存下来——这对于任何商业登月任务来说都是第一次——但它的其中一条腿在着陆时断裂，导致着陆器部分倾覆。
“我希望 [CLPS] 能够成功，但这只是一项实验，我们不知道它是否会成功，”非营利组织行星学会的首席太空政策专家凯西·德雷尔说。
萤火虫公司的“蓝色幽灵”着陆器高约 2 米，宽 3.5 米，大约相当于两辆并排停放的 大众甲壳虫汽车的大小，旨在将多达 150 公斤（330 磅）的有效载荷运送到月球表面。 在“蓝色幽灵 1 号任务”中，着陆器搭载了 10 台 NASA 仪器，这是迄今为止在单个 CLPS 任务中发射的机构有效载荷数量最多的一次。
对于萤火虫公司的一群工程师来说，他们中的许多人仍在 20 多岁，建造“蓝色幽灵”是一次千载难逢的机会和挑战。 “这有点令人震惊，”艾伦斯沃思说。“这真的很特别，但有时也会令人感到害怕，因为我们都没有建造过月球着陆器。”
或许，在“蓝色幽灵”号上，没有哪个系统比负责将着陆器放置在月球表面的火箭发动机更能体现这一挑战。 在 2021 年 10 月完成对“蓝色幽灵”号设计的主要审查后不久，萤火虫公司的工程师意识到他们需要建造自己的反作用控制系统 (RCS) 推进器，该推进器控制航天器的姿态并稳定其位置。 2024 年 8 月，在开始工作不到三年后，由工程师瑞安·科尔领导的团队完成了发动机的飞行资格鉴定。
“传统观点会说，‘嗯，你永远不可能在三年内制造出 RCS 发动机，’”科尔说。“但我们谁也没有认为这是不可能的。”
“蓝色幽灵”号现在面临着大约六周的旅程，然后才能对这些发动机进行最终测试。 在绕地球运行 25 天后，着陆器将花费四天时间飞向月球。 然后，它将在月球轨道上再停留 16 天，然后在三月初尝试着陆。 碰巧的是，“蓝色幽灵”并不是唯一一个前往月球的航天器。 该着陆器与日本公司 ispace 开发的月球着陆器和漫游车 Hakuto-R 2 号任务一起发射，该公司于 2023 年 4 月首次尝试着陆，但最终在月球表面上方几公里处失败。
应 NASA 的要求，“蓝色幽灵 1 号任务”的目标着陆点是危海，这是一个深色的盆地，直径约 560 公里（350 英里），很久以前，月球熔岩填充了一个当时新形成的撞击坑。 据认为，该区域比阿波罗登月点更能代表月球的平均成分。 “蓝色幽灵”的目标是在那里运行 14 天，包括长达五个小时的漫长而严寒的月球夜晚。
“蓝色幽灵”的一些有效载荷将演示新技术。 其中一项是，“蓝色幽灵”正在飞行一种仪器，该仪器将测试月球着陆器是否可以探测和利用来自绕地球运行的 GPS 卫星的信号。 另一项有效载荷将尝试对抗月球尘埃——微小、锯齿状的颗粒，对宇航员和硬件来说都很糟糕——通过使用电场将其从表面敲掉。
其他仪器将研究月球内部。 其中一种名为 LISTER（用于快速进行地下热探测的月球仪器），旨在测量热量如何从月球流出，这应该有助于阐明我们天然卫星的深层结构及其亿万年来的演变。 该装置由探头尖端的温度计组成，探头将通过喷射压缩气体钻入深达三米的月球土壤中。 如果成功，LISTER 将创下任何任务有史以来在月球表面挖掘的最深记录。
“在真空中，气体就像手榴弹……所以我们想，‘为什么不用它挖掘深孔呢？’”蓝色起源公司拥有的 Honeybee Robotics 公司的勘探系统副总裁克里斯·扎克尼说，该公司开发了 LISTER。“这有点像把花园软管指向土壤并挖出一条沟渠。”
无论“蓝色幽灵 1 号任务”发生什么情况——无论是完整着陆在月球表面还是支离破碎——接受《大众科学》采访的专家表示，就目前而言，CLPS 计划可能会延续到即将上任的美国总统唐纳德·特朗普的第二个任期，他将于 1 月 20 日就职。 与整个阿耳忒弥斯计划一样，CLPS 是在特朗普第一届政府期间创建的，并在拜登政府期间得以延续。 这是自阿波罗计划以来，美国雄心勃勃的登月计划首次在总统过渡期间完好无损地延续下来。
“我相信，无论 [结果] 如何，这次发射本身都不应改变该计划，”祖布肯说。“如果一切都如我们所愿地顺利进行，我们会感到更加兴奋……如果它没有成功，我基本上会说，‘嘿，我们从没说过这些事情中的任何一件都必须成功。’”
“ [CLPS] 不是国家标准制定计划，”德雷尔补充道。“从某种意义上说，如果它奏效，它将创造一种全新的能力。”
话虽如此，阿耳忒弥斯计划的结构这次可能会发生更多变化。 SpaceX 首席执行官埃隆·马斯克坚定地支持“火星优先”的人类太空探索战略，他是特朗普 2024 年竞选活动的主要支持者，并且对即将上任的政府的政策议程具有巨大的影响力。 Ars Technica 去年 12 月的一份报告表明，特朗普的过渡团队正在考虑对阿耳忒弥斯计划和整个 NASA 进行调整，包括可能取消该太空机构成本高昂的太空发射系统火箭，这是当前阿耳忒弥斯计划的关键。
然而，任何此类提案都必须通过国会，国会曾多次表示其偏好与阿耳忒弥斯计划现状一致的“月球优先”战略。 重大调整也可能存在破坏与商业公司和其他国家航天机构现有协议的风险。“你看，存在一种挫败感，[阿耳忒弥斯计划] 没有针对结果进行优化；它是针对政治进行优化的。 但最终你必须与政治打交道，”德雷尔说。“我们不应该抛弃像这样的来之不易的联盟。”