三選一的技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比

投標(biāo)結(jié)果公布后，美國(guó)宇航局公開了評(píng)標(biāo)文件，公開解釋了評(píng)標(biāo)過(guò)程、方式、策略和結(jié)果，稱三選一是基于預(yù)算可用性評(píng)估做出的結(jié)論，因此評(píng)標(biāo)策略是技術(shù)水平最優(yōu)且價(jià)格最低的綜合結(jié)果。

首先是對(duì)于“藍(lán)色起源”技術(shù)方案的評(píng)估，評(píng)標(biāo)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為登月艙總體技術(shù)方案上并無(wú)特別突出的亮點(diǎn)，但不乏部分值得關(guān)注的優(yōu)勢(shì)技術(shù)屬性，總結(jié)出的主要優(yōu)勢(shì)如下：

1.登月艙具有850千克月表載荷投送能力。

2.得益于轉(zhuǎn)移級(jí)的設(shè)計(jì)，可以在“近直線暈軌道”（NRHO）上更好地進(jìn)行機(jī)動(dòng)，有利于往返“月球軌道平臺(tái)門戶”。

3.為SLS和“獵戶座”發(fā)射提供了足夠的靈活性，同時(shí)可采用多種商業(yè)火箭通過(guò)3次發(fā)射進(jìn)行在軌組裝。

4.艙外活動(dòng)能力超過(guò)了美國(guó)宇航局要求，在進(jìn)行月表機(jī)動(dòng)可提供更高的靈活性。

5.所有任務(wù)階段都將航天員安全性放在首位，提供了必要的任務(wù)終止能力和冗余能力，比如上升級(jí)可在下降級(jí)失效情況下進(jìn)行分離；同時(shí)上升級(jí)3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)允許一臺(tái)失效。

6.上升級(jí)采用自燃推進(jìn)劑組合，有助于確?？煽奎c(diǎn)火和迅速返回環(huán)月軌道。

“藍(lán)色起源”方案的主要劣勢(shì)：

1. 59.9億美元的報(bào)價(jià)偏高。

2.要求預(yù)付款項(xiàng)，而非按照里程碑獲得撥款，這不符合投標(biāo)要求。

3.登月艙的3個(gè)部分（轉(zhuǎn)移級(jí)、下降級(jí)、上升級(jí)）采用了3套不同的推進(jìn)系統(tǒng)，其中部分主要分系統(tǒng)的技術(shù)成熟度較低，有可能面臨嚴(yán)重的研發(fā)和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。

4.上升級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)度嚴(yán)重落后，增加了后續(xù)測(cè)試和集成過(guò)程中影響其他成熟系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

5.許多關(guān)鍵的綜合推進(jìn)系統(tǒng)直到首次載人登月任務(wù)時(shí)才能得到驗(yàn)證，美國(guó)宇航局認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大，并且這些未經(jīng)測(cè)試的系統(tǒng)中任意一個(gè)失效，都可能導(dǎo)致任務(wù)失敗。

6.除了美國(guó)宇航局合同內(nèi)任務(wù)之外，“藍(lán)色起源”未能提供全面的商業(yè)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃。

7.登月艙雖然具有一定任務(wù)擴(kuò)展性，但需大量的重新設(shè)計(jì)和認(rèn)證，其實(shí)用性和成本值得懷疑。以升級(jí)登月艙到支撐4人月面任務(wù)為例，上升級(jí)需要修改乘員艙結(jié)構(gòu)，升級(jí)熱控系統(tǒng)、環(huán)控生保系統(tǒng)和推進(jìn)劑加注接口。而由于上升級(jí)的變化，下降級(jí)也需要一系列適應(yīng)性的重新設(shè)計(jì)。

對(duì)Dynetics技術(shù)方案的總體評(píng)估結(jié)果與“藍(lán)色起源”類似，總體技術(shù)方案上并無(wú)特別突出的亮點(diǎn)，但不乏部分值得關(guān)注的優(yōu)勢(shì)技術(shù)屬性，總結(jié)出的主要優(yōu)勢(shì)如下：

1.方案是上升級(jí)和下降級(jí)合并的“單級(jí)登月艙”，因此登月艙無(wú)需設(shè)計(jì)分離和對(duì)接機(jī)構(gòu)，所有系統(tǒng)均可在地面得到充分測(cè)試。美國(guó)宇航局認(rèn)為該設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化了對(duì)Dynetics管理體系和執(zhí)行能力要求。

2.登月艙設(shè)置有兩個(gè)駕駛位，在任務(wù)過(guò)程中可提供操控冗余性；同時(shí)配置有大型觀察窗，可以在進(jìn)近和著陸時(shí)最大化航天員視野。

3.登月艙艙門較低，便于航天員進(jìn)出登月艙與搬運(yùn)載荷和樣品。

Dynetics方案的主要劣勢(shì)：

1.報(bào)價(jià)太高。

2. Dynetics嚴(yán)重低估了整個(gè)登月艙的重量，使得美國(guó)宇航局懷疑其任務(wù)架構(gòu)可行性和執(zhí)行能力，雖然Dynetics已經(jīng)意識(shí)到了超重問(wèn)題，但仍未能提供清晰可行的解決方案。

3.關(guān)鍵技術(shù)上缺乏詳細(xì)的信息，缺乏足夠證據(jù)證明登月艙貯箱加注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成熟度和性能，而這是其任務(wù)架構(gòu)的基石，對(duì)成功完成其示范任務(wù)至關(guān)重要。

4. Dynetics方案的低溫流體管理系統(tǒng)（CFM）系統(tǒng)以及其推進(jìn)劑長(zhǎng)期貯存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析細(xì)節(jié)不足且不一致。其方案再一次缺乏對(duì)該系統(tǒng)的開發(fā)測(cè)試和分析的實(shí)質(zhì)性細(xì)節(jié)，這降低了對(duì)其如期完成該功能開發(fā)的信心。

5.美國(guó)宇航局認(rèn)為Dynetics的開發(fā)進(jìn)度總體上不切實(shí)際，因?yàn)槎鄠€(gè)關(guān)鍵任務(wù)子系統(tǒng)的成熟度很低。

相對(duì)于兩家落標(biāo)廠商，美國(guó)宇航局對(duì)太空探索技術(shù)公司方案的總體評(píng)估結(jié)果有所不同，結(jié)果是“星艦”登月艙的各項(xiàng)性能大大超越了該局的合同要求。這些額外的性能為該局帶來(lái)了巨大的潛在利益，比如“星艦”可獨(dú)立在環(huán)月軌道飛行100天，超過(guò)了該局規(guī)定的90天目標(biāo)期限，因此在獵戶座飛船延遲發(fā)射的情況下，為任務(wù)提供更大靈活性。從方案中總結(jié)出的主要優(yōu)勢(shì)如下：

1. 29.41億美元的報(bào)價(jià)是三家中最低的。

2.“星艦”強(qiáng)大的月表投送能力為后續(xù)大規(guī)模月表活動(dòng)帶來(lái)了很大便利，可直接投送加壓月球車和居住艙等大型設(shè)備；得益于其巨大的貨艙容積，可以靈活分配加壓和非加壓貨物空間；提供了潛在的大規(guī)模月球樣品返回能力。

3.可支撐更多次及更長(zhǎng)時(shí)間的月表艙外活動(dòng)（EVA）。

4.以上優(yōu)點(diǎn)并未以犧牲登月艙安全性為代價(jià)，在月表出現(xiàn)緊急情況需提前返航時(shí)，可利用其推進(jìn)劑余量來(lái)加速升空至環(huán)月軌道；動(dòng)力系統(tǒng)提供了全面的動(dòng)力冗余能力。對(duì)于“星艦”的冗余和任務(wù)終止能力，美國(guó)宇航局稱其設(shè)計(jì)“令人信服”，這些設(shè)計(jì)在緊急情況下為航天員提供了靈活性，并在多個(gè)階段提高了安全性。該能力已經(jīng)在星艦SN15的試飛中得到了實(shí)際驗(yàn)證，試飛上升段一臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)機(jī)，飛控實(shí)時(shí)重新規(guī)劃了飛行策略，憑借剩余的兩臺(tái)猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)，“星艦”仍然順利著陸。

5.“星艦”配備有兩個(gè)氣閘，可提供冗余的進(jìn)出艙能力，且每個(gè)氣閘均配有獨(dú)立的環(huán)控生保功能，可為航天員提供必要的緊急居留空間。冗余的推進(jìn)劑（液氧）在意外情況下可為航天員提供大量生命支持用消耗品儲(chǔ)備。

6.在任務(wù)可持續(xù)性上，“星艦”滿足美國(guó)宇航局的所有要求，無(wú)需任何月表設(shè)施的情況下可提供4名航天員的居留空間?！靶桥灐钡呢涍\(yùn)空間和能力可在無(wú)需額外研發(fā)的情況下，提供月表可持續(xù)開發(fā)的能力和靈活性。該能力有一定技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，但公司已向美國(guó)宇航局提供了可行的解決方案。基于與普通星艦的通用性，該方案直接具備了重復(fù)使用條件和能力，可大幅避免重新設(shè)計(jì)。

太空探索技術(shù)公司方案的主要劣勢(shì)：

1.“星艦”需要多次連續(xù)快節(jié)奏的密集發(fā)射才能執(zhí)行任務(wù)，這被美國(guó)宇航局認(rèn)為是一項(xiàng)重大缺陷。

2.“星艦”需要多次大規(guī)模低溫推進(jìn)劑在軌加注，美國(guó)宇航局認(rèn)為這也是該設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重大風(fēng)險(xiǎn)。但由于“星艦”的在軌加注是在近地軌道進(jìn)行，該局認(rèn)為該風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)于環(huán)月軌道加注更容易克服。

3.“星艦”的多種創(chuàng)新性設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的研發(fā)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，但美國(guó)宇航局認(rèn)為公司已經(jīng)提供了可行的解決方案。

4.艙門距離月表高達(dá)30米，不便于航天員進(jìn)出，需配備電梯。