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Autor丨Linfeng

Editor | Hai Yao

Fonte da imagem丨Meio da jornada

Em fevereiro de 2024, o módulo de pouso Nova-C fabricado pela Intuitive Machines, carregando o Falcon 9 da SpaceX, pousou na região do pólo sul quase lunar (80,13 graus de latitude sul, 1,44 graus de longitude leste) e pousou com sucesso na superfície lunar.

Esta é a primeira missão de pouso lunar concluída por uma empresa privada na história da humanidade, criando outro marco na indústria aeroespacial comercial.

A NASA, que regressou à Lua pela primeira vez em meio século, pagou apenas 118 milhões de dólares por esta aterragem na Lua.

Fonte da imagem: lroc, a posição da seta é o módulo de pouso Nova-C

A Intuitive Machines foi fundada em 2013 e listada em 2023. Seus principais negócios incluem serviços de pouso lunar, serviços orbitais, dados lunares, produtos e infraestrutura espacial, etc.

Em maio, a empresa decidiu atualizar o Nova-C antes de sua segunda missão no final deste ano. A Intuitive Machines também planeja realizar duas missões de pouso lunar este ano.

Este pouso na Lua é o primeiro "pouso suave" do programa de pouso lunar Artemis da NASA. A NASA planeja realizar um pouso tripulado em Artemis 3 e construir em conjunto a estação espacial Lunar Gateway com a Europa, Japão, Emirados Árabes Unidos e Canadá, e irá construir em conjunto a estação espacial Lunar Gateway. ser operado pela espaçonave Artemis 4 A tripulação foi à estação espacial lunar para ativar o sistema de computador.

O módulo de pouso é um cilindro hexagonal de 4 metros de altura e 1,67 metros de largura. Ele pesa cerca de 1.900 quilos quando totalmente carregado com propulsor e carrega cerca de 130 quilos de carga útil. Devido ao capotamento no pouso, o plano original de 7 a 10 dias foi reduzido.

Em 23 de março, a Intuitive Machines anunciou que Odysseus havia entrado em hibernação permanente.

Em 10 de julho, a NASA anunciou que três empresas, incluindo a Intuitive Machines, participarão do estudo de viabilidade do veículo lunar tripulado (LTV) para a missão de pouso lunar Artemis.

Fonte da imagem: NASA, módulo de pouso Intuitive Machines

1. O voo espacial comercial abre a porta para a lua

Uma empresa privada fez história ao enviar com sucesso um módulo de pouso à Lua pela primeira vez. Como a primeira empresa aeroespacial comercial a abrir as portas para a Lua, a Intuitive Machines tornou-se instantaneamente o foco. De acordo com o relatório financeiro, o preço das ações da Intuitive Machines disparou no início de janeiro, aumentando mais de três vezes.

Através do programa CLPS (Commercial Lunar Payload Services), o IM-1 transporta seis cargas úteis da NASA, incluindo Doppler lidar, câmeras para pesquisar o módulo de pouso e medidores de combustível e outros equipamentos técnicos. Há também seis cargas úteis que não são da NASA, incluindo o material da jaqueta da Columbia, o trabalho “Moon Phases” do artista Jeff Koons e a câmera astronômica da Lunar Observation Association, etc.

Fonte: YouTube, carga comercial do IM-1

A receita da Intuitive Machines no primeiro trimestre de 2024 foi de US$ 73,1 milhões, um novo recorde, equivalente à sua receita total em 2021, e o lucro bruto atingiu US$ 12,2 milhões. Isto se deve principalmente ao contrato de serviços de engenharia NASA OMES III e aos pagamentos comerciais dos clientes para a missão IM-1.

O pouso na Lua é um projeto de altíssima precisão. O pouso tripulado na Lua é a maior conquista da indústria humana atualmente. O significado científico e estratégico da exploração lunar é incontável.

Nos últimos anos, as empresas espaciais privadas têm proposto soluções de baixo custo para a Lua. Mas pelo menos antes do IM-1, houve três tentativas fracassadas de empresas comerciais de explorar a Lua.

De acordo com o Space News, em abril de 2019, o Beresheet construído pela Israel Aerospace Industries caiu ao pousar na superfície lunar; em abril do ano passado, o módulo de pouso ispace japonês HAKUTO-R M1 caiu durante sua aproximação final à lua;

No início deste ano, foi lançado o módulo lunar “Peregrine” da Astrobotic, que também foi a primeira vez que uma empresa privada dos EUA desafiou uma missão de pouso lunar. No entanto, uma falha no sistema de propulsão do “Falcão Peregrino” causou um vazamento crítico de combustível, dificultando a conclusão da missão de pouso suave. O fracasso da missão frustrou a confiança dos Estados Unidos em sua primeira tentativa de pousar na Lua em 52. anos.

A manobra de pouso é a etapa realmente difícil. A espaçonave Apollo também encontrou obstáculos e desafios de pedras depois de entrar na “zona da morte” de 10 segundos nos últimos três minutos antes do pouso. A viagem até à Lua foi longa e exigente, exigindo um elevado nível de precisão da sonda. Não muito tempo atrás, o Chang'e 6 do meu país pousou com sucesso no outro lado da Lua 24 dias depois de entrar na órbita lunar. Simplificando, é necessário completar o voo orbital de transferência Terra-Lua, o voo orbital que circunda a lua e o voo orbital elíptico, e eliminar gradualmente os resíduos de dados da superfície orbital antes de pousar na superfície lunar. Apenas dar um pequeno passo para pousar é suficiente para fazer as pessoas suarem.

Fonte da imagem: Máquinas Intuitivas, Lua tirada antes da descida do módulo de pouso

O pouso suave em uma pequena área de pouso pré-selecionada e terreno complexo requer cálculos da mais alta precisão durante a separação da montagem (orbitador, módulo de pouso, etc.), ignição de empuxo, desaceleração e descida, voo pairado e contato com a superfície lunar. , é a verdadeira “uma pequena diferença, mil milhas de erro”.

Segundo relatos, a Intuitive Machines usou um método de pouso muito semelhante ao Apollo.

Tim Crain, diretor de tecnologia da Intuitive Machines, explicou que eles basicamente confiaram na unidade de medição inercial (IMU) e no algoritmo de fluxo de dados de navegação óptica para pousar. Quando realmente pousou, o módulo de pouso desceu rapidamente. no final causou a quebra de pelo menos um colchete."

Esta grave falha técnica significa que o módulo de pouso irá estimar erroneamente sua posição e atitude. Anteriormente, a espaçonave Apollo só tinha a capacidade de evitar obstáculos após a intervenção de emergência dos astronautas.

Neste momento, a carga útil do módulo de pouso era “válida” em caso de emergência. Os engenheiros de vôo instalaram um patch de software para conectar o Odysseus ao Doppler lidar da nave, que emite e recebe pulsos de laser para determinar a velocidade e distância do veículo. Pode-se dizer que essa carga comercial trouxe de volta Odisseu, cuja vida estava por um fio.

Fonte: Intuitive Machines, foto do módulo de pouso Nova-C entrando na órbita lunar na missão IM-1

Quando a Intuitive Machines anunciou seu pouso bem-sucedido, suas ações dispararam 40%. A notícia do “coxo” fez com que despencasse mais 30%, o que foi tão emocionante quanto andar de montanha-russa.

Embora a aterrissagem rochosa de seu Odisseu tenha resultado na espaçonave quase capotando de lado, com uma de suas seis pernas ficando presa e inclinando-se contra uma rocha, ela conseguiu um "pouso seguro e suave na superfície lunar" e "devolveu a ciência, negócios e tecnologia para seus clientes. "Dados" dois objetivos principais. “Atingir dois objetivos é um sucesso absoluto para nós”, disse Steve Altemus, CEO da Intuitive Machines.

Eles declararam em um comunicado público que o local de pouso do IM estava mais ao sul do que qualquer local de pouso suave de qualquer espaçonave no mundo, e pousou suavemente a menos de 1,6 km da área de pouso programada de Malapert A. Seu local de pouso também é uma área alvo da NASA para missões tripuladas.

A cratera Malapert A está inicialmente pronta para pesquisas científicas na Antártica, e o ponto de pouso do IM-1 fica a cerca de 300 quilômetros de distância do Pólo Sul da Lua (acima de 86° de latitude sul). A existência de água foi confirmada no pólo sul da Lua, e a possibilidade de desenvolvimento de recursos de gelo de água nas regiões polares é de grande importância.

A Intuitive Machines destacou que sua missão IM-2 é muito ambiciosa, planejando perfurar água gelada na Lua e realizar a primeira implantação de satélites de retransmissão de dados na Lua.

Fonte da imagem: Internet, IM-1 a IM-3

Com base na avaliação do desempenho da missão IM-1, Steve Altemus disse que farão "ajustes técnicos" na comunicação do módulo de pouso e determinação da órbita, e lançarão a segunda missão do módulo de pouso IM-2 no quarto trimestre de 2024. Incluindo IM -3, todos têm como principal cliente a NASA e são realizados de acordo com o plano CLPS. A fim de preencher a lacuna da missão após o terceiro lançamento, a Intuitive Machines planeja realizar um lançamento de missão totalmente comercial.

2. Os pedidos da NASA fornecem garantia de renda a longo prazo

Na declaração de risco do relatório financeiro de 2021, a Intuitive Machines declarou: "Somos uma empresa de cheque em branco, sem histórico operacional e sem receita. Você não tem base para avaliar nossa capacidade de atingir nossos objetivos de negócios."

Fonte da imagem: Máquinas Intuitivas

A receita da Intuitive Machines no primeiro trimestre de 2024 foi considerável. Embora ainda enfrentasse um prejuízo líquido de US$ 5,4 milhões, tinha US$ 55,2 milhões em dinheiro.

Além disso, os contratos governamentais nas mãos da Intuitive Machines garantem a receita comercial de longo prazo. É um participante importante no programa de serviços comerciais de carga útil lunar da NASA (um total de 2,6 mil milhões de dólares), recebeu um total de 233 milhões de dólares do programa CLPS e está à espera de outro programa CP-22.

Nos últimos meses, ganhou o contrato de suporte técnico MSR (Mars Sample Return Mission, US$ 11 bilhões) da NASA e, recentemente, recebeu um contrato de pesquisa para o projeto do rover lunar LTV (valor total de US$ 4,6 bilhões).

Os produtos e serviços sob seu contrato são fornecidos por quatro unidades de negócios: Serviços de Acesso Lunar, Serviços Orbitais, Serviços de Dados Lunares e Produtos e Infraestrutura Espacial, e são projetados para apoiar a exploração robótica e humana da Lua, Marte e além.

O Serviço de Acesso Lunar é um módulo lunar como o Nova-C que transporta cargas úteis de clientes governamentais e comerciais para a lua. Intimamente relacionado a ele está o "Serviço de Dados Lunares", que usa 6 estações terrestres e a constelação lunar A proposta de satélites em órbita. fornece serviços de comunicações lunares, navegação e imagens. Atualmente, eles estão implantando a Rede de Dados Lunar (LDN) e o Centro de Operações Lunar Nova Control.

No final de 2023, o valor do contrato comercial de serviços de acesso lunar inclui quase US$ 300 milhões em contratos CLPS e Tipping Point, US$ 25,1 milhões em cargas comerciais e viagens compartilhadas de IM-1 a IM-3, e até US$ 1,6 milhão em patrocínio comercial e anúncio.

Além disso, seu serviço de órbita lunar oferece compartilhamento de viagens, reconhecimento do domínio espacial, fornecimento de combustível, remoção de detritos orbitais, serviços de estação espacial, reposicionamento de satélites e outros projetos. São as próximas dezenas de bilhões de pistas aeroespaciais comerciais. Os serviços de infraestrutura incluem o desenvolvimento de sistemas de propulsão, sistemas de navegação, serviços de engenharia, movimento da superfície lunar, etc., para as tarefas acima.

Entre eles, a Intuitive Machines investirá fundos em serviços de órbita terrestre-lunar em 2023. Em seu relatório financeiro, afirmaram que as duas unidades de negócios de serviços lunares e serviços de órbita terrestre estão no principal mercado potencial, e o mercado alcançável no próximo 10 anos equivalem a cerca de 120 bilhões de dólares americanos. Por trás disso está o contrato OMESIII no valor de US$ 720 milhões concedido pela NASA. Eles serão os principais responsáveis ​​pelas missões de serviço Landsat da NASA.

A NASA anunciou recentemente o cancelamento da missão Volatile Polar Exploration Vehicle (VIPER), que gastou US$ 450 milhões para desenvolver, devido a testes adicionais e aumento de custos. A busca local por gelo de água lunar provavelmente será realizada pelo projeto Lunar Polar Exploration (LUPEX) do Japão e da Índia.

Embora isto não envolva directamente o projecto lunar da Intuitive Machines, não é difícil ver que o seu negócio depende fortemente de contratos assinados com a NASA e os clientes. Se não cumprirem as suas obrigações contratuais, a sua situação financeira e resultados operacionais serão adversos. afetados.

Fonte: NASA, missão VIPER encerrada

Dois dos três fundadores da empresa são funcionários seniores da NASA, Steve Labbe, engenheiro-chefe do programa Gateway da NASA, é seu vice-presidente. Entre os membros principais estão profissionais com muitos anos de experiência na NASA, na Força Aérea dos EUA, na KBR e na Boeing, garantindo. sua tecnologia e força operacional.

O cofundador e CEO Steve Altmus formou-se na Embry Riddle Aeronautical University e possui mestrado em gerenciamento de engenharia pela University of Central Florida. Ele é vice-diretor do Johnson Space Center (JSC) da NASA, responsável por supervisionar os voos espaciais tripulados da NASA. projetos. Ele trabalhou na NASA por mais de 20 anos e atuou como diretor de recuperação após a queda do ônibus espacial Columbia.

Fonte da imagem: Máquinas Intuitivas, Steve Altmus

Ele descreveu a visão da empresa antes da missão IM-1: “Prevemos que em apenas alguns anos isso criará uma posição competitiva incrivelmente forte para a empresa e se tornará a base para a exploração espacial americana e se tornará um ativo nacional”.

O outro cofundador é Tim Crain, que também trabalhou no Johnson Space Center da NASA. Ele possui doutorado em engenharia aeroespacial pela Universidade do Texas em Austin e é líder de dinâmica de voo do programa Morpheus da NASA. Anteriormente, eles tentaram construir uma versão terrestre do módulo lunar no plano, adotando um modelo de desenvolvimento de projeto de baixo custo. Os resultados deste plano também foram a principal motivação para Tim co-fundar a Intuitive Machines com seus colegas.

Fonte da imagem: Máquinas Intuitivas, Tim Crain

Há também um "empreendedor espacial" Kam Ghaffarian, que atua nas áreas de novas indústrias de energia e aeroespacial. Ele trabalhou para Lockheed Martin, Ford e Loral e é um conhecido desenvolvedor de IBX, Intuitive Machines, X. -energy, Axiom Space e SGT. As empresas comerciais que ele fundou promovem mais ou menos o desenvolvimento inovador da economia espacial. Entre elas, a SGT é a segunda maior contratada de serviços de engenharia da NASA, fornecendo operações da Estação Espacial Internacional e serviços de treinamento de astronautas, com receita anual de mais de US$ 500 milhões; Space e SpaceX cooperaram para completar missões privadas de lançamento de astronautas e enviá-los para a Estação Espacial Internacional.

Fonte da imagem: Máquinas Intuitivas, Kam Ghaffarian

Kam acredita que empresas como a SpaceX assumiram uma boa liderança. "Nosso objetivo é criar um ecossistema comercial próspero para o espaço. A indústria espacial ainda tem enormes oportunidades de crescimento a longo prazo."

O pré-requisito para Kam ter tanta certeza é a estabilidade e o benefício mútuo da cooperação entre agências oficiais como a NASA e empresas aeroespaciais comerciais.

“Em termos de conquistas técnicas, o nível alcançado por esta missão (IM-1) não merece tanta atenção. Esta missão reflete o desenvolvimento da cadeia industrial da indústria aeronáutica dos EUA, especialmente o apoio a start-ups, que merece mais atenção", disse Jin Zhonghe, diretor do Centro de Pesquisa de Microssatélites da Universidade de Zhejiang.

Segundo os dados, desde que atingiu 4% do total das despesas federais dos EUA durante o programa Apollo na década de 1970, o financiamento caiu significativamente com o número de missões concluídas. Dentro do intervalo estatístico, caiu para 0,48% do orçamento total em 2020. Nos últimos dez anos, estão estáveis ​​em torno de 0,5%.

Fonte: Researchgate, a linha laranja é a mudança no orçamento da NASA de 1959 a 2021, e o gráfico de barras azul é o número de missões no espaço profundo lançadas com sucesso pelos Estados Unidos.

Trabalhando com orçamentos limitados, as colaborações de naves espaciais da NASA com a indústria privada datam do início dos anos 2000. Em 2014, a NASA lançou o programa Tipping Point para “incubar” pequenas e médias empresas.

Deixe que mais empresas comerciais participem do programa espacial. Por um lado, as empresas espaciais comerciais podem usar isso para desenvolver, experimentar, anunciar e até receber turistas. Por outro lado, a NASA compra serviços de empresas privadas, fornece recursos de desenvolvimento e obtém. as tecnologias que deseja usar. "Tomemos os satélites como exemplo. A intervenção da indústria aeroespacial comercial permitiu que os satélites realmente decolassem. Eles colocaram satélites no céu e o custo caiu muito, mas seu uso aumentou muito." oficial da NASA, acredita que a NASA está copiando este modelo, e o número de satélites está aumentando ano a ano.

Embora no final de julho deste ano, o problema dos astronautas voltando para casa no Starliner da Boeing tenha causado uma dor de cabeça para a NASA, em termos de transporte tripulado, a espaçonave Dragon da SpaceX economizou diretamente os fundos de pesquisa e desenvolvimento da NASA em 20-30 bilhões de dólares americanos em comparação com os da Boeing. Starliner.

O mesmo se aplica ao pouso na Lua nos EUA. O programa CLPS lançado pela NASA em setembro de 2018 financiou uma série de módulos lunares desenvolvidos por empresas privadas, com a participação de 14 empresas, incluindo Intuitive Machines e Blue Origin. Apesar do fracasso anterior do “Falcão Peregrino”, várias empresas deram um passo à frente para se preparar para o lançamento. A julgar pelo preço do contrato, a vantagem de custo do plano CLPS é óbvia.

O relatório financeiro de 2023 da Intuitive Machines mostra que a implantação de satélites de retransmissão de dados lunares irá aprimorar ainda mais a rede de dados lunares (LDN) para fornecer cobertura lunar contínua.

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