商业航天进军月球与深空探测方兴未艾

元 政

2017年12月，美国总统特朗普签署了名为“振兴美国载人太空探索计划”的1号航天政策指令，指示美国国家航空航天局（NASA）“同商业和国际合作伙伴一起，领导一项创新、可持续的探索计划，来实现人类在太阳系中的扩张，并将新的知识和机会带回地球。”作为回应，NASA于2018年9月24日发布了《国家太空探索行动报告》，提出了五大战略目标：（1）将美国在近地轨道上的载人航天飞行，转变为支持NASA和新兴商业经济需求的商业运营；（2）领导支持月球表面活动、促进地月空间以远任务的能力配置；（3）通过一系列的机器人任务，促进月球资源的科学发现和特性描述；（4）实现美国宇航员重返月球表面，并开展持续探索和利用活动；（5）在月球上验证载人火星和其他目的地探测任务所需的能力。从中可以看出，月球再次成为美国未来空间探索活动的战略重心，而商业航天企业则成为重返月球的重要支撑力量。

月球将被打造成美国商业航天企业的中心

众所周知，NASA一直致力于推动和扶持商业航天发展。早在21世纪初，NASA就提出将近地轨道空间活动交由商业航天企业负责，从而将有限的资源聚焦于地球以远的更加重要、更加前沿的太空探索任务。十多年来，NASA对商业航天企业给予了资金和技术支持，培育商业航天力量快速崛起，具备了开展月球和深空探测的能力。2014年NASA开始实施“月球催化剂”计划，为商业航天企业提供技术和设施设备，支持其研发可靠、合算的商业化无人月球着陆器，促进向月球运输货物能力的商业化发展。2015年美国通过《美国商业太空发射竞争法案》， 规定美国私人实体有权拥有、运输、使用或销售在商业太空活动中获得的任何小行星或太空资源，率先从法律上赋予私人外空采矿合法性，极大地鼓励了商业月球与深空探测的发展，被誉为开启“宇宙大航海时代”的关键事件。

除了秉持扶持商业航天发展的一贯理念外，NASA在国家太空探索行动中又向前迈进了一大步，提出希望将月球打造成为商业航天企业的中心。为此，NASA提出两方面举措：一是把此前国际空间站与商业航天部门的合作关系转移到月球轨道载人空间站“门廊”项目中，将“门廊”站的一些部件交由商业伙伴建造，并采购商业运载火箭发射服务。二是通过持续增长的商业航天能力来增强月球着陆器的能力和对月球的利用（包括潜在的月球通信网络），计划从2019年开始通过采购“商业月球有效载荷服务”，获得新兴的商业着陆器来运输月球有效载荷。

与此前的支持计划有所区别的是，国家太空探索行动不但能够给予实质性的资金支持，还搭建了一个开放架构路线，能够随时引入并适应不断发展的商业航天能力，比如不断增强的商业发射能力、可重复使用以及其他技术架构。因此，NASA主导的“门廊”空间站项目以及机器人、载人月球着陆器任务所提供的合作机会将促进商业航天能力的提升，而商业航天企业的发展又将为NASA提供更多选择，助力其核心任务的完成和战略目标的实现。NASA与商业航天企业将形成互相促进、协同发展的利益共同体，共同保持美国在月球探索方面的领导地位，并把月球打造成未来空间探索活动的中心。

商业月球和深空探测迎来黄金时代

随着商业航天技术的不断发展，月球和深空探测成为继商业卫星通信、商业卫星遥感、商业运载火箭和货运飞船后，商业航天的又一新领域。目前全世界已经成立数十家商业月球与深空探测企业，按照欧洲咨询公司发布的《太空探索前景》报告，预计未来10年将实施近30个商业月球与深空探测任务，其中月球探测任务占大多数，成为战略焦点。可以说，商业月球与深空探测迎来了黄金时代。

在谷歌公司月球X大奖赛丰厚奖金的诱惑下，众多商业航天企业或团队纷纷参赛，致力于完成发射无人探测器、着陆月球表面并移动500m的目标。尽管大奖赛已经结束并且没有一支参赛队伍能够按时完成规定任务，但一些队伍仍然在继续努力。目前来看以色列SpaceIL组织领先一步，有望在2019年初发射一个月球着陆器，成为首个实施月球软着陆的非政府团队。原本呼声很高并且率先获得美国政府私人太空探索许可的美国月球快递公司近来一直在淡化其参赛的重要性，并且发布了月球着陆和采样返回的长期规划。但毕竟尘埃尚未落定，谁能在不久的将来率先实现首次商业月球软着陆，依然是最大的悬念。而从技术难度、资金需求规模等因素来看，把机器人月球探测当作进军地外空间的第一步，的确是许多初创商业航天企业的明智之选。

商业航天的领跑者们实力更加雄厚，把载人月球探测和旅行作为目标。美国蓝色起源公司计划于2023年完成首次“蓝色月亮”月球着陆任务，为在月球极点建立人类永久定居点做准备。美国SpaceX公司计划于2023年用“大猎鹰火箭(BFR) ”和“大猎鹰飞船(BFS) ”搭载一名日本富豪及其朋友们进行绕月旅行。

在美国和卢森堡相继立法的刺激下，小行星采矿成为热门，一些初创公司致力于这一领域。美国深空工业公司计划在2020年发射质量50千克的探测器，勘探一颗近地小行星的水冰沉积层，迈出其小行星采矿计划的第一步。美国行星资源公司已经成功在近地轨道部署了两颗测试卫星，并计划在2020年实施小行星勘探任务，但目前遇到了资金问题。

火星是迄今为止已经公布的商业月球和深空探测计划的终极目的地。美国SpaceX公司提出要在2028年建成一个火星基地，为火星移民奠定基础，并在此基础上发展成为一个火星城市，堪称目前最为宏伟的商业火星探测计划，但目前看来以远景展望和设想成分居多。

资金问题成为制约发展的首要因素

令人遗憾的是，这些雄心勃勃的商业月球与深空探测计划，经常被推迟、改头换面甚至彻底取消，面临雷声大、雨点小的尴尬局面。就连作为商业航天“领头羊”的SpaceX公司也不例外，其2016年抛出的、在重复使用时近地轨道运载能力达到300吨的“行星际运输系统”火箭，已经演变成运载能力150吨级的“大猎鹰”火箭，规模和技术难度上都“缩水”了很多，而原本计划登陆火星的红龙飞船也被取消。

这既可以说是对技术路线和方案的不断优化，同时恐怕也是迫于现实资金压力的无奈选择。商业月球和深空探测既是技术密集型产业，又是资本密集型产业，资金需求规模巨大，远超许多传统领域的风投项目。另外，其盈利模式远未明晰，“烧钱”或许是企业将长期面临的局面。这使得许多投资人望而却步，“从哪里找钱”成为持续困扰商业航天企业经营者的难题。连亿万富翁马斯克创立的SpaceX公司都差点花光了所有资金，濒临破产，就更不用说那些资本没那么雄厚的小型创业公司了。因此，企业家们只能不断抛出宏伟的探测计划，描绘美好蓝图，来吸引投资人的眼球。

可以预见的是，商业月球与深空探测领域的竞争必将十分残酷。风险投资既是促进优秀公司发展的助推器，也是普通公司的过滤器。只有既能够拿出漂亮的PPT，又能够扎扎实实按计划研制出航天器并完成发射和飞行任务的公司，才能够获得足够多的资本的青睐，在竞争中占据更加有利的地位、走得更远。大量的普通公司则会被淘汰，成为幸存下来的少数巨头们的垫脚石。但无论如何，宇航技术将得到快速发展，商业模式将逐渐明确，市场规模将急剧增长，人类将真正迎来大航宇时代。

我国商业月球和深空探测的发展应以扶持和规范并重

商业航天公司的参与，为月球和深空探测提供了一条降低成本、分担风险的有效途径，使得政府航天机构能够利用有限资源完成更具挑战性、更多科学产出的探测任务，集中力量办大事。同时，作为新兴航天力量的商业航天公司在获得商业回报之余，也将得到一些新的科学认识。这也是对拓展人类认知边界的贡献，也应当被看作一种公共产品，纳入政府中长期发展规划之中，正如NASA在《国家太空探索行动报告》中所做的一样。

目前我国商业航天还仅仅处于起步阶段，且主要集中在火箭、微小卫星研制等领域，尚未涉足月球与深空探测。正因为此，笔者认为，有关主管部门应该未雨绸缪，悉心培育和扶持这一新生事物，在政策、设施设备、资金等方面给予鼓励和引导。就早期阶段而言，商业航天最需要的是展现自己、证明能力的机会，因此如果能在政府订单中为其专门划出一小块“蛋糕”，将无疑于雪中送炭。

首先是在方案形成层面探索新模式。月球与深空探测任务面临资源十分有限、约束众多等特点，往往需要找到巧妙的设计方案，才能够化解问题、满足需求、节约资源。比如美国火星科学实验室任务通过采用极具创造力的“天空吊车”软着陆方案，以与传统方案相当的代价实现了更大的投放质量、更高的着陆稳定性和更小的着陆冲击。但这种巧思往往不易获得，这时候应当扩大论证范围，充分发挥外脑智慧，集思广益，优中选优。具体来说，可以逐渐将月球与深空探测任务的方案形成模式转变为征集与论证相结合。对于中长期发展规划、整体科学目标以及大型项目方案，仍可采用传统的论证方式，便于凝聚共识，形成清晰、连贯的指导性技术发展路线。对于一些中小型探测任务方案以及大型探测任务中的关键环节方案，则可面向全国商业航天力量、科研机构、团体乃至个人进行征集，视情况给予相应激励，比如发放奖金、签订原理样机研制合同等。

其次在产品研制层面改革供应商选择方式。传统航天型号供应商的选择范围较窄，存在缺乏有效竞争、成本高居不下等情况。随着我国商业航天、高校航天等新兴航天力量的发展壮大，供应商选择面变得越来越宽，行业良性发展局面逐步形成。作为主管部门，应当建立一级供应商数据库和评价机制，对其产品报价、质量与可靠性、按计划完成任务能力等多方面因素进行综合评估和动态管理，在此基础上通过竞争择优完成供应商选择。早期可将微小卫星及其火箭、试验性载荷等一些重要性较低、起辅助作用的小型项目，向新兴航天力量进行倾斜，或者向其采购科学探测数据、有效载荷搭载等服务，以起到培育和扶持的作用。

但另一方面，在商业航天发展过程中，应当吸取共享单车发展的教训，及早建立健全政策法规，规范企业行为，在安全保密、频率和轨道位置申报、残骸落区保护、空间碎片防治、行星保护等方面加强事前审查和事中事后监管，避免出现盲目一哄而上的无序发展以及随着而来的资源浪费、国家安全损害、人类公共利益侵占等一系列问题，促进商业月球与深空探测健康、有序地发展。