美国NASA“商业月球有效载荷服务”（CLPS）的挑战和前景

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在过去的2025年，美国私营公司在NASA“商业月球有效载荷服务”(CLPS)计划框架下开展了两次商业月球探测任务，包括1月15日萤火虫航天公司的“蓝幽灵”任务和2月26日直觉机器公司的IM-2任务。CLPS计划代表了一种全新的月球探索模式，强调商业合作和月球经济的发展，有望通过利用私营企业供应商的能力，设计、建造和交付月球有效载荷，从而彻底改变月球任务的执行方式。但该模式同样也面临一些风险和挑战。

一、“商业月球有效载荷服务”(CLPS)

NASA的“商业月球有效载荷服务”(CLPS)始于2018年NASA科学任务理事会(SMD)下属的月球发现与探索计划(LDEP)。LDEP的设立旨在探索实现载人航天和科学探索目标的创新方法。作为LDEP的一部分，CLPS旨在激发商业对月球探索的兴趣，构建可持续的月球经济，并降低NASA对政府建造航天器的依赖。

CLPS计划引入了一种NASA与私营部门之间全新的合作模式，在该模式下，商业供应商将负责把科学和技术有效载荷送上月球。NASA选定了14家符合条件的美国商业供应商，通过一份价值26亿美元、有效期至2028年的无限期交付、无限量合同，参与CLPS任务订单的竞标。该合同允许供应商竞标NASA的月球交付任务，任务范围涵盖小型科学仪器到为更复杂任务设计的大型有效载荷。

NASA这种方式的转变代表了一项战略决策，旨在通过使私营公司承担更多太空探索责任来降低成本并鼓励创新。通过此举，NASA力求促进商业月球能力的发展，这反过来又可以支持“阿尔忒弥斯”计划及其他长期太空探索目标。

二、CLPS运作模式

CLPS项目的结构设计使其运作更像一项商业服务，而非传统的NASA任务。NASA通过竞争性招标选择和资助有效载荷，并将其分配给商业供应商进行月球运输。这些供应商负责整个任务，包括月球着陆器的设计、开发和集成，确保发射服务，以及在月球表面执行任务。

CLPS模式与传统NASA任务在几个方面形成对比。通常，NASA会并行开发航天器和有效载荷，确保两者为彼此优化。然而在CLPS模式中，NASA采购“现成的”商业着陆器，有效载荷的设计必须与着陆器的现有能力相匹配。这种方法迫使NASA在其科学目标上更加灵活，同时也允许商业供应商在每次任务中不断创新并积累经验。

CLPS的另一个关键方面是使用固定价格合同。根据此类合同，供应商负责以既定价格交付有效载荷，没有因成本超支而调整的机会。虽然这种合同类型将大部分财务和技术风险转移给了供应商，但也让NASA能够通过避免意外支出来更有效地管理预算。

CLPS计划的关键组成部分与流程

与传统任务相比，NASA在CLPS任务中的参与度相对有限。NASA会提供技术见解和监督，但通常仅限于最低限度，以便给予供应商创新的自由。NASA的目标是成为这些月球运输服务的众多客户之一，鼓励供应商寻求NASA合同以外的更多商业机会。

相较于NASA传统上基于“失败不是选项”原则的完美主义与高风险管控文化(其代价是高成本与长周期)，CLPS被设计为一种更具迭代性的发展模式。该模式赋予商业供应商更高的自主决策权，允许其以更快速度和更低成本进行开发，并将失败视为必要研发过程的一部分予以接受。这种思路与SpaceX等公司的开发模式类似。

CLPS的核心目标之一是超越NASA的单一客户角色，在美国培育一个围绕月球探测的“创业生态系统”。相关企业(如Firefly、Intuitive  Machines)已通过公开市场获得可观估值，并积极拓展月球能源生产、水冰开采、资源利用等未来商业合作，旨在证明可持续的商业模式。同时，CLPS通过提供更多、更频繁的发射机会，显著降低了科学界将载荷送上月球的门槛，促进了空间探索的“民主化”。对NASA而言，建立商业月球经济是实现长期探索目标(包括载人火星任务)的重要一步。通过为月球运输服务创造一个竞争性市场，NASA可以专注于推进科学技术发展，而将常规的有效载荷投送留给商业供应商。

三、CLPS进展

以下列出了CLPS运输任务及其月球表面目的地等信息，这些任务均已选定仪器/有效载荷。已与CLPS供应商签订合同的任务会标明商业供应商公司及其着陆器，包括Astrobotic  Technology(航天机器人技术公司)、Intuitive Machines(直觉机器公司)、Firefly Aerospace(萤火虫航天公司)、Blue  Origin(蓝色起源公司)等。

资料来源：调研整理

下图为CLPS部分任务的着陆地点示意图

下图为早期NASA公布的CLPS任务订单计划实施情况，实际在2024和2025年仅有航天机器人技术公司的游隼任务一号、直觉机器公司的IM-1任务、萤火虫航天公司的“蓝幽灵”任务1和直觉机器公司的IM-2任务已交付，其他计划均推迟。CLPS任务订单的交付具有很强的不确定性，延期情况较普遍，下图仅代表大致时间趋势，具体先后顺序(及每年内的具体顺序)并不精确。

萤火虫航天公司的蓝幽灵任务(Blue Ghost Mission  1，BGM-1)任务是目前唯一圆满成功的一次任务。该着陆器携带了10台NASA载荷，着陆于月球正面危海(Mare  Crisium)，其着陆精度达到了约50米。下图为萤火虫航天公司制作的信息图，展示了“蓝幽灵”号成功登陆月球必须完成的一系列机动动作。

四、CLPS面临的挑战

CLPS模式的长期可行性受到一些质疑。有观点指出，商业公司能否在NASA合同之外建立足够可靠(远高于目前可能接受的失败率)且经济的商业模式尚不确定，其他商业客户对失败的容忍度可能更低。高价值载荷的保险与融资将成为重大挑战。若能调整，NASA应在CLPS中提供更多技术支持，并为科学载荷设置复飞机会。

而现实也正如此，CLPS授予的任务订单中大多会经历进度延迟和价格上涨。主要挑战之一是NASA为CLPS任务设定了过于乐观的时间表。NASA最初设想供应商能够在合同授予后30个月内将有效载荷送达月球。然而，这个激进的时间表没有考虑到首次开发月球着陆器的供应商所面临的技术困难，大多数任务订单都经历了显著延迟。2024年最先开始执行的两项CLPS任务其原定发射时间均在2021年，超期十分严重。

技术挑战对某些供应商来说尤其棘手。例如，推进系统、航空电子设备和其他关键部件的问题延误了着陆器的开发，并导致了任务失败。作为首个发射的CLPS任务，Astrobotic公司的“游隼”号着陆器因推进系统问题未能抵达月球。同样，Intuitive  Machines公司的Nova-C着陆器成功降落在月球表面，但侧翻倒地，导致其无法完成任务。这也严重影响了NASA的探月节奏。NASA原计划首先通过游隼-1与IM-1实现着陆月球的能力，随后通过IM-2运送PRIME-1钻机套件，在月球表面进行仪器测试与初步探测，最后，通过Griffin-1运输VIPER月球车到达月球南极，绘制水冰分布地图，从而为月球南极载人登陆任务提供帮助。但2024年游隼-1与IM-1的失败并未有效测试与月球着陆相关的动力、飞控、传感器等技术，增加了后续Griffin-1的风险性，使得VIPER被进一步推迟，最终取消。

另一个挑战是NASA决定对CLPS任务使用固定价格合同。虽然这些合同限制了NASA的财务风险，但它们并不总是完全适应月球运输市场不确定和新兴的特性。该市场仍在发展，许多被选中参与CLPS合同的供应商是经验相对有限的小型公司。参与CLPS合同的小型公司严重依赖于赢得多个CLPS合同来维持生存。如果没有持续的任务订单流，这些公司面临失去人才和技术的风险，这可能进一步延迟月球着陆器的开发并危及该计划的成功。CLPS的固定价格合同模式导致合同过于分散(如13个任务分给5家公司)，使任何单一企业都难以积累足够的资金和经验进行充分研发与测试。作为对比，国际空间站(ISS)的商业货运与载人组织模式只选取2-3家企业中标，每家企业签署多份合同。由于探测器前期开发成本较高，获得多个合同的企业可以有较为充足的资金进行开发。

低价竞争吸引了许多缺乏航天总体经验的“新手”公司，而NASA初期的“放手”监管未能有效补救。这直接体现为多次任务因推进剂泄漏、着陆倾覆等“低级错误”失败，以及有公司破产等退出事件。相比之下，唯一圆满成功的“蓝幽灵任务1”，其承包商萤火虫航天公司恰是一家业务更综合、经验更丰富的航天企业。

尽管CLPS被设计为一个NASA参与度最低的商业计划，但NASA在确保计划成功方面仍然扮演着重要角色。NASA负责选择有效载荷、管理合同，并向供应商提供技术监督。NASA还在管理月球任务相关风险方面，特别是对于VIPER月球车等高价值有效载荷，发挥着关键作用。

NASA面临着在追求放手不管方针与确保任务成功需求之间取得平衡的挑战。例如，当VIPER任务被分配给CLPS时，NASA增加了增强型洞察和额外测试要求，以降低失败风险。这使任务订单的成本增加了近50%，并将任务推迟了一年。虽然这些措施对于保护NASA对VIPER的投资是必要的，但它们凸显了维持最初放手不管愿景的难度。

NASA在CLPS中的作用对于维持月球运输节奏也至关重要。NASA承诺每年发布两项任务订单，但成本增加和进度延迟使这一目标面临风险。NASA必须在保持供应商参与度与预算限制和月球探索技术挑战的现实之间取得平衡。

五、CLPS的未来前景

尽管CLPS计划面临部分挑战，但其未来前景并非一定黯然。随着CLPS计划的继续，NASA将需要重新评估其在商业月球运输市场中的作用。一味地“商业化”并非万能，如何在降低成本的同时保证质量才是关键，特别是深空探测技术更为复杂，测控更为困难，而因为合同单价低导致参与商业深空探测的大多是一些初创企业。NASA已经开始采取措施应对计划面临的挑战，包括更新市场研究和完善管理方法。

展望未来，CLPS计划的成功将取决于商业供应商能否克服技术和财务挑战，并将有效载荷送达月球表面。NASA还需要继续在其放手不管的愿望与确保任务成功(特别是高价值有效载荷)的需求之间保持平衡。如果成功，CLPS计划可能会彻底改变月球探索方式，并为商业太空活动的新时代铺平道路。

小结

CLPS被视为一次将快速迭代、容忍失败、商业驱动的思维引入传统航天领域的大胆实验。其最终成功与否，不仅取决于早期几次着陆尝试的技术结果，更取决于能否催生出一个不依赖于政府持续输血、具备真正商业可持续性的月球经济生态。这一模式的经验与教训，正被仔细评估，可能为NASA未来的深空探索(如火星)提供借鉴。

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