原作者:Thomas Burghardt

2021年4月20日

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经过一年的测试和开发，NASA最近选择了SpaceX公司的基于星舰的人类着陆系统(HLS)，根据“阿尔忒米斯”计划将宇航员送上月球。Spacex的方案是三种被研究过的设计中评级最高、成本最低的，其他的都是Blue Origin的国家团队和dynamics提供的。

与NASA声明的多载人着陆系统的愿望相反，由于巨大的预算限制，只有一种设计被选择用于最初的无人演示和首次载人着陆。蓝色起源、动力学和其他公司以前没有研究过载人航天的产品，因此可能会继续发展，希望为未来的月球表面循环任务打下基础。

Spacex被选为HLS选项A奖，该奖项要求对系统的各种元素进行聚合演示，将着陆器与猎户座航天器对接，将乘员从猎户座转移到月球轨道上的着陆器，着陆后进行舱外活动(EVA)，并从地面返回宇航员和其他材料。这包括一名无人驾驶人员和一名载人示范任务。

与将宇航员送入国际空间站(ISS)的商业载人计划类似，美国宇航局的目标是促进开发月球多用户运输系统。也就是说，NASA希望成为最终使用HLS项目制造的飞行器设计的众多客户之一。

类似地，美国宇航局想要使用多种不同的飞行器登月，就像他们为国际空间站后勤所做的那样。然而，分配给HLS计划的资金不足以支付任何一个投标者提出的投标价格。来源选择声明为NASA的决定辩护，称“虽然机构仍然希望在HLS项目的这一阶段保持竞争环境，但根据每个选项a提供者提出的初始价格和阶段性付款，NASA当前的财政年度预算甚至没有支持一个选项a奖。”

波音的Starliner(左)和Spacex的Crew Dragon(右)

Spacex的总估价为2941,394,557美元。虽然没有为未被选中的供应商提供确切的价格数字，但声明指出，蓝色起源的报价比Spacex贵得多，动力的报价也比蓝色起源贵得多。

由于SpaceX的提议是成本最低的，从技术和管理角度来看，NASA也得到了很高的评价，它选择了开启价格谈判，使该机构能够负担得起开发HLS星舰。Spacex公司修改了这一里程碑式的付款时间表，以适应NASA目前的预算，尽管该项目的总体价格没有降低。Spacex不被允许在谈判期间改变其提议的任何技术方面。

Spacex被选中进行首次着陆

Spacex的中标方案并非没有风险，但《星际飞船》提供了几个足以抵消任何弱点的重要优势。NASA评估了Spacex的HLS方案，认为这是对NASA需求的可靠技术回应弱点或被对合同履行无关紧要的优势所抵消。

HLS设计的星际飞船的显著优势包括在月球轨道上漫游100天的能力，超过了美国宇航局90天的目标。

在月球等待宇航员到来的能力为太空发射提供了额外的灵活性空间发射系统(SLS)发射。

一个不足为奇的星际飞船结构的力量是飞行器的规模，比其他人提出的要大得多。上下质量的容量远远超过了NASA的要求，以至于返回地球的货物数量不受星际飞船的限制，而是由猎户座载人飞船返回的。巨大的下质量能力对于将单向载荷运送到地表仍然很有价值，这将促进更大的科学回报和在地表的可持续存在。

猎户座与星际飞船HLS对接。着陆器的设计最近已经改变，包括对着陆腿和推进器的改变，以及太阳能电池板

星际飞船的设计也支持更大数量的舱外活动，比需要的持续时间更长。虽然星际飞船的规模确实带来了一些相对较小的风险，包括在远离月球表面的高空设置气闸和窗户，但这些都被这样做的许多好处抵消了大规模的登陆器。

美国国家航空航天局还赞扬了星际飞船上强大的中止ano应急计划。车辆的超额推进剂余量可以用于加速紧急上升，并且设计具有发动机熄灭能力和冗余气闸。

HLS项目的一个重点是改进车辆以可持续运行的能力，使用可重复使用的车辆，可以加油，并作为有用的居住资产在地面上。在最初提出的设计中，星舰可以作为四名宇航员的栖息地，而不需要依赖任何预先配置的资产，也不需要任何重大的重新设计工作来满足NASA的长期计划可持续发展的目标。

NASA在SpaceX的提议中发现了一个不足之处。飞船的结构很大程度上依赖于在近地轨道(LEO)加油，这使得公司的运作概念复杂化。计划要求在LEO中有一个推进剂油罐车来为我的多个星际飞船任务加油，在HLS星际飞船发射之前从油罐车加油，然后出发去月球。

通过在燃料交付到轨道后发射着陆器，时间关键的着陆器的风险被减轻，以及乘员在猎户座和SLS上发射的时间表风险。在HLS研究期间发现的其他小风险通过一项积极的测试计划得到了缓解，该计划已经在德克萨斯州博卡奇卡的SpaceX设施进行，那里有多艘星际飞船飞行测试日期。

NASA将SpaceX公司的HLS管理结构评为“优秀”，并引用了该公司的自我发展计划。Spacex正在为多个市场开发星际飞船，这符合NASA的商业化目标，并降低了价格。

该机构还承认，包括HLS项目在内的Spacex NASA团队提供的对星际飞船测试活动的深入了解，已经大量参与了在博卡进行的星际飞船测试

因为星际飞船的发展起源于火星飞行器，还有其他一些能力，如果没有HLS的奖励，地球轨道和其他目的地的发展很可能会继续。然而，美国宇航局的阿尔忒弥斯项目特别要求的能力可能会被忽略，或者如果没有开发其他客户，Spacex可能会完全扩展月球表面任务。Starship也是符合NASA商业月球有效载荷服务(CLPS)计划的无人着陆车辆，但还没有获得任何CLPS任务订单。

通过授予Spacex一项星际飞船HLS合同，NASA确保了他们的声音在开发过程中会被听到，同时加强了与飞船的联系，这可能使未来的火星任务成为可能。从太空探索技术公司的角度来看，这个奖项能够与美国宇航局经验丰富的团队合作，这将大大提高星际飞船计划成功的机会。

蓝色起源，动力学等的未来

由Blue Origin领导的国家队和dynamics的提案由于技术评级较低和预算限制，没有入选选项A。

这两种设计都有各自的优点。例如，蓝色起源的上升元素由三个引擎提供动力，但在引擎熄火的情况下，只需要两个引擎就可以运行。这与分离元素的能力相结合，提供了额外的中止和应急功能。动力学单级设计，有一个低到水面船员模块，也有很好的优点。

然而，这在很大程度上被这两种设计的显著弱点所掩盖。根据消息来源的选择声明，成熟的推进和通信系统，以及对第三方供应商的担忧，“造成了严重的怀疑，蓝色起源提出的开发时间表的现实主义。

NASA还对宇员的日程安排表示担忧，列举了从月球表面下降和上升期间漫长的工作时间。这包括在起飞前进行舱外活动的要求为了抛弃材料以减少上升单元的质量。

蓝色起源的概念计划是将其HLS设计发展成更可持续的架构，需要进行重大的重新设计，包括调整上升单元的尺寸，重新设计完整的结构，并升级下降单元的BE-7引擎。

NASA承认蓝色起源有效地利用了他们在洛克希德马丁，诺斯罗普格鲁曼和德雷柏的国家团队合作伙伴的经验。虽然这种方法确实利用了技术专长，但并不一定有利于成本效益。这可能与NASA发现的另一个弱点有关，蓝色起源没有提供一个全面的计划来运行它们汽车商业。

蓝色起源揭示了他们的蓝月计划，从他们的HLS下降元素的基础上，作为一个商业无载人和载人着陆器在HLS招标之前。蓝月亮也是一个合格的CLPS车辆。一种完全由蓝色起源开发而不是由国家团队开发的运载工具可能会被提议用于未来的任务，并且更容易受到影响商业化。

蓝色起源的血统元素搭乘该公司的新格伦火箭发射-渲染vie Mack Crawford为NSF/L2

除了对Blue Origin的设计进行技术评估外，该提案实际上被取消了资格，因为提出的预付款使投标失去了中标资格。Blue Origin提出了两项与启动会议相关的付款，需要通过谈判予以取消，并提出了一项修订方案，以遵守HLS征集。

如果获得合同，NASA还需要进行进一步的谈判，以确保HLS项目所要求的数据权利。Blue Origin建议提供一些有限的数据集

许可证，不提供任何理由。这与HLS的要求相矛盾恳请，并将要求纠正，而或合同。

在这种情况下，蓝色起源没有被选中。然而，NASA确实考虑过以更低的价格进行谈判，这样可以提高提议的价值。这将包括强制性的修正提出提前还款。

这一选择并没有被采用，因为即使是一个商定的价格点也无法选择两项HLS提案。SpaceX的提议评级更高，启动成本更低，因此无法善意地完成与Blue Origin的谈判。

由于美国国家航空航天局仍然希望操作多个月球着陆器，计划正在进行中，以创建一个重复到月球表面的任务，未来有能力进入新的飞行器。随着两项示范任务的签订，太空探索技术公司将很好地完成这些任务，而Blue Origin、dynamics等供应商或新进入者可能会重新加入Artemis项目对反复出现的任务。

这是由NASA对动力学的强大商业化计划的积极评估所支持的动力学提议的弱点主要是技术上的，包括严重的质量增长问题和演示任务时间表的问题。随着时间的推移，随着技术的发展，dynamics可以为未来的月球任务定位，无论是与NASA在阿尔忒弥斯或与商业客户。

即使是太空探索技术公司的HLS设计，在人类重返月球表面之前，仍有重要的工作要做。在NASA、商业公司和国际合作伙伴的支持下，Starship已经开始了一项严格的测试活动，有望成为人类在深空的永久存在

随着“阿尔忒弥斯号”踏上月球，美国宇航局和Spacex公司也在准备合作，为人类登陆火星的任务铺平道路。