自 1972 年的阿波罗 17 号任务以来，美国将首次发射尝试在月球表面软着陆的航天器。但出人意料的是，这两项无人任务并非由 NASA 运营，而是由私营公司运营。
最早在 1 月 8 日，总部位于匹兹堡的公司 Astrobotic 将带着名为 Peregrine 的箱形着陆器前往月球。1 月 12 日，总部位于休斯顿的公司 Intuitive Machines 将紧随其后，推出名为 Nova-C 的着陆器。这两项任务总共将代表 NASA 运送约十几个有效载荷，以及包括 实物比特币 和 艺术家杰夫·昆斯的微型雕塑 在内的其他物品。
这些航天器是在 NASA 的 商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划的旗帜下飞行的，该计划鼓励私营企业接管向月球运送科学仪器的常规任务。在 CLPS（发音为“clips”）计划下，公司拥有并运营月球着陆器，NASA 为公司运送该机构的硬件支付固定价格。2019 年，NASA 向 Astrobotic 支付了 7950 万美元，向 Intuitive Machines 支付了 7700 万美元，用于 这些公司即将执行的任务——这只是 NASA 过去在机器人着陆器上花费的一小部分。
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NASA 探索科学战略与整合办公室的项目科学家 瑞安·沃特金斯 说：“人们可能很难理解或记住 NASA 正在通过 CLPS 购买运送服务；这些不是 NASA 的任务。”该办公室支持 CLPS。“这只是我们将仪器送往月球的一种方式。”
虽然这种方法对于月球任务来说是新的，但 NASA 以前在近地轨道中使用过类似的版本。自 2008 年以来，该机构一直与私营公司签订合同，向国际空间站运送货物，并且最近也这样做，将宇航员送往国际空间站。但 CLPS 存在很多风险。从历史上看，每九次尝试的月球任务中只有大约五次成功，而且 Astrobotic 和 Intuitive Machines 都从未飞行过，更不用说在月球上着陆了。还没有商业航天器在另一个天体上安全着陆。
沃特金斯说：“这是一项高风险、高回报的行动。”
Peregrine 升空
最早承担这种风险的公司之一是 Astrobotic，这是一家成立于 2007 年的公司，最初是已解散的 谷歌月球 X 大奖赛 的竞争者。十六年漫长的时间过去了，该公司的 Peregrine Mission 1 距离前往月球只有几周的时间了。Astrobotic 首席执行官约翰·桑顿说：“这是重要的一天，重要的时刻。”“我们很高兴能有机会做到这一点——现在是真刀真枪的时候了，对吧？”
Astrobotic 官员表示，假设 Peregrine Mission 1 于 1 月 8 日发射，最早可能在 2 月 23 日尝试月球着陆。其目的地是粘滞湾，这是一片古老的熔岩流，毗邻格鲁伊森穹丘，这是月球北纬中纬度地区两个富含二氧化硅的硬化熔岩堆。计划于 2026 年进行的未来 CLPS 任务将直接瞄准地质上神秘的穹丘。Peregrine 的任务是对附近地区进行初步侦察。
着陆器将代表 NASA 携带六个有效载荷。其中之一是 一种名为 PITMS（Peregrine 离子阱质谱仪）的设备，它将测量水分子如何在阳光加热月球表面时在月球表面移动。同时，NASA 中子光谱仪 将在 Peregrine 附近的月球风化层中寻找含氢矿物，这是含水量的替代指标。
此外，Peregrine 还为其他公共和私人客户携带了 15 个有效载荷。其中包括墨西哥航天局的 COLMENA，该国首个奔月的科学仪器。一旦启动，该设备将弹出五个圆形轮式机器人，每个机器人都不比冷冻华夫饼大多少，然后它们将组装成更大的太阳能电池板。机载的其他有效载荷具有较少的科学目的，而更多的是象征意义。其中之一是由美国 Arch Mission Foundation 提供的档案光盘，其中包含 6000 万页的资料，包括维基百科的副本。另外两个由美国公司 Celestis 和 Elysium Space 提供，其中包含希望将其部分遗骸送往月球的人的骨灰。
Astrobotic 在前往月球的途中最明显的风险很可能是其太空之旅。着陆器将搭乘航空航天公司联合发射联盟 (ULA) 最新的重型运载火箭 Vulcan Centaur 的首次飞行。虽然 ULA 在之前的 155 次以上任务中保持了 100% 的任务成功率，但任何新型火箭的首次飞行都不可避免地会让人感到紧张。
桑顿说：“这是否增加了兴奋、挑战、风险，当然还有紧张感？是的。”“但与此同时，我们感到有信心。”
Nova-C 前往南方
与 Astrobotic 一样，成立于 2013 年的 Intuitive Machines 也曾是谷歌月球 X 大奖赛的竞争者，然后转向商业交付。目前的计划要求 Intuitive Machines 的 Nova-C 着陆器于 2 月中旬从佛罗里达州卡纳维拉尔角搭乘 SpaceX Falcon 9 火箭发射升空，但随后的月球着陆尝试的相关日期尚未公开。Intuitive Machines 首席执行官史蒂夫·阿尔特穆斯说：“它的表现非常出色，我们感到非常兴奋，并且正在按计划进行。”
Intuitive Machines 着陆器 Nova-C 是一个六边形圆柱体，高四米，宽约 1.6 米，发射时满载燃料的质量为 1,908 公斤。该公司 IM-1 任务使用的着陆器版本可以向月球表面运送约 130 公斤的有效载荷。图片来源： Intuitive Machines/Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)
与 Astrobotic 不同，Intuitive Machines 正在前往月球最南端的纬度地区。应 NASA 的要求，这项名为 IM-1 的任务的目标着陆点是马拉珀特 A 陨石坑，该陨石坑位于月球南极内陆的等效区域。如果成功，IM-1 将成为继印度的 Chandrayaan-3 任务之后，第二个在月球南极地区实现软着陆的任务。
IM-1 总共将飞行 11 个有效载荷，其中 5 个用于 NASA，6 个用于其他客户。其中一个非 NASA 有效载荷发挥着关键的结构作用。运动服装公司哥伦比亚公司为着陆器提供了一些隔热材料：一种为 该公司的一些夹克 开发的金属薄膜。另一个有效载荷旨在实现航天器首创：由安柏瑞德航空航天大学建造的 EagleCam 将在着陆器 Nova-C 距离月球表面 30 米时，在其最终下降过程中弹出一个小型相机。然后，这个相机将自由落体并撞击月球表面，及时记录 Nova-C 的着陆尝试。如果成功，EagleCam 将捕捉到有史以来第一张从第三人称视角拍摄的航天器在另一个天体上着陆的图像。
当 EagleCam 从远处观察 Nova-C 时，其中一个机载 NASA 有效载荷将向下观察。这个名为 SCALPSS（用于月球羽流表面研究的立体相机）的系统由四个环绕 Nova-C 底部安装的摄像头组成。SCALPSS 将在着陆期间拍摄航天器尾焰的视频和三维图像，以观察其如何与月球表面相互作用。这些数据应有助于为放大规模的月球着陆（例如 NASA 的阿耳忒弥斯计划中计划的着陆）的信息模拟提供依据。
期盼成功，准备迎接失败
自从 2019 年获得 NASA 的奖励以来，Astrobotic 和 Intuitive Machines 在到达发射台的过程中面临着一个又一个挑战。正当这两家公司加大工作力度时，新冠疫情使全球供应链陷入混乱，减缓了这些公司及其供应商获得弹簧等微小部件的能力。
这两个项目还尽一切努力从自 2019 年以来坠毁的四个月球着陆器中吸取教训：俄罗斯的 Luna 25、印度 Chandrayaan-2 任务中的 Vikram 着陆器、日本公司 ispace 的 Hakuto-R 和以色列非营利组织 SpaceIL 的 Beresheet。“我们已经针对我们自己的项目研究了这些确切的场景，我们相当确信，如果我们确实遇到了异常情况，那也不会是由于这些问题造成的，”桑顿说。
这些公司表示，他们已准备好应对比预期更艰难的着陆，他们的下一次任务已经与 NASA 预订。最早在明年，Intuitive Machines 的第二次飞行将运送一台 NASA 制造的钻机到月球南极地区。反过来，Astrobotic 将运送 一个名为 VIPER 的探水 NASA 探测车。
尽管失去这些首次任务将是毁灭性的，但这些公司补充说，他们已准备好坚持下去，以期建立一个可行的月球经济。阿尔特穆斯说：“我们是钢铁般的火箭科学家。”“我们掸掉身上的灰尘，也许会开一天追悼会，然后我们再去想办法下次如何做好并使其正确。”