□ 遲 惑

美國的金融危機(jī)自2008年開始，至今依然深刻影響著社會生活的方方面面，美國航宇局（NASA）也深受影響。為了對付越來越嚴(yán)重的政府債務(wù)，美國政府被迫革自己的命，縮減各個(gè)政府部門的開支。應(yīng)該說，包括軍方在內(nèi)的美國政府各部門對形勢是有清醒認(rèn)識的，基本上都坦然接受了砍預(yù)算的現(xiàn)實(shí)。NASA在2013年的預(yù)算就被砍到了177億美元，比2012年還少5900萬。看起來削減的幅度不大，但這是數(shù)年來NASA第一次遇到預(yù)算下降的問題。

這種預(yù)算“損失”，肯定要落實(shí)到相關(guān)的項(xiàng)目身上。一般來說，有兩種方法來落實(shí)預(yù)算削減，一是縮減項(xiàng)目規(guī)模，二是把項(xiàng)目整個(gè)砍掉。這次被NASA送上祭壇的，居然是數(shù)年來聲勢高漲的火星和行星探測計(jì)劃。不過NASA還算手下留情，只砍掉了火星和行星探測的兩成而已。

NASA的CCDev項(xiàng)目鼓勵美國私營航天飛行公司啟動運(yùn)送航天員往返國際空間站計(jì)劃

歐洲“火星生命”計(jì)劃中的火星漫游車

商業(yè)航天勝 火星敗“詹姆斯·韋布”打醬油

根據(jù)白宮2013年的預(yù)算申請，NASA在2013財(cái)年將獲得約177億美元，在總額為3.8萬億美元的美國政府2013財(cái)年預(yù)算申請中，NASA的份額不足0.5%。

在這些錢中，載人探索與商業(yè)航天飛行的資金將提高近6%，達(dá)到39.3億美元。特別需要指出的是，奧巴馬為NASA的商業(yè)乘員運(yùn)輸系統(tǒng)(CCDev)項(xiàng)目申請了8.3億美元，鼓勵美國私營航天飛行公司啟動運(yùn)送航天員往返國際空間站的計(jì)劃。NASA希望美國企業(yè)能開發(fā)出幾種不同的私營飛船，并在大約2017年之前飛行。

總預(yù)算要削減，商業(yè)航天要增加，那么總要有個(gè)什么項(xiàng)目扮演倒霉鬼。NASA的星際科學(xué)計(jì)劃在2013財(cái)年被砍掉了20%，不載人火星任務(wù)和其他太陽系天體任務(wù)總共只有12億美元的撥款。星際科學(xué)資金的削減迫使NASA從歐空局領(lǐng)導(dǎo)的“火星生命”任務(wù)中撤出?！盎鹦巧比蝿?wù)旨在于2016和2018年各發(fā)射一個(gè)軌道器和一輛漫游車到火星，很多研究人員視之為在火星上尋找生命跡象的最佳方式。NASA原計(jì)劃為這兩項(xiàng)任務(wù)提供火箭和各種設(shè)備。因?yàn)槿卞X而食言，這種事情對于NASA來說，確實(shí)有點(diǎn)難堪。

星際科學(xué)被削減的資金將部分用來幫助支付詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)的費(fèi)用。JWST是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的后繼型號。JWST近幾年已經(jīng)發(fā)生多次成本超支與延遲。2001年，美國國家科學(xué)院對該望遠(yuǎn)鏡的定價(jià)為10億美元。2008年，NASA的首次官方評估預(yù)計(jì)其成本為50億美元，計(jì)劃在2014年發(fā)射。該望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在的成本已膨脹到88億美元，最早在2018年發(fā)射。白宮提議在2013財(cái)年為JWST項(xiàng)目申請6.28億美元，而在2012財(cái)年是5.19億美元。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡在上世紀(jì)90年代末啟動。這個(gè)外形神奇而優(yōu)美、充滿了科幻色彩的望遠(yuǎn)鏡，與其說它是天文衛(wèi)星，不如說是某個(gè)神話故事里的藝術(shù)作品。不過這個(gè)藝術(shù)創(chuàng)作是個(gè)實(shí)打?qū)嵉摹敖鹑诤诙础?，它剛剛啟動時(shí)預(yù)計(jì)耗資僅5億美元。但隨著工程的深入，費(fèi)用一再攀升，如今已經(jīng)達(dá)到了88億美元的規(guī)模。在美國曾經(jīng)實(shí)施過的大型航天項(xiàng)目中，可能只有“阿波羅”計(jì)劃、航天飛機(jī)計(jì)劃和GPS導(dǎo)航星座的耗資超過它。不過這三個(gè)工程都發(fā)射了多個(gè)航天器，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡卻只打算發(fā)射一顆，因此它可能是有史以來單價(jià)最高的航天器了。按照它6.2噸的發(fā)射重量算，平均價(jià)格已經(jīng)超過了8940元/克，是黃金的20多倍。盡管如此，NASA和美國已經(jīng)騎虎難下。如果放棄“詹姆斯·韋布”，之前投入的數(shù)十億美元就化為烏有，更何況全世界的天文學(xué)家和愛好者正眼巴巴地等著它發(fā)現(xiàn)宇宙的更多奧秘。如果“詹姆斯·韋布”下馬，NASA乃至國會肯定被淹死在科學(xué)家的口水里。所以，“詹姆斯·韋布”空間望遠(yuǎn)鏡的投資照舊，沒有受到砍預(yù)算的顯著影響。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡

COTS示意圖

現(xiàn)實(shí)主義還是理想主義？

NASA一貫以探測火星為己任，這是NASA建立之初就為自己定下的目標(biāo)。因此，NASA多年來想方設(shè)法籌措資金，耗資億萬發(fā)射各種無人探測器前往火星。這些努力雖然成效卓著，但距離送航天員登陸火星還差得遠(yuǎn)。按照奧巴馬政府航天政策的規(guī)劃，要到2030年才能考慮載人登火星的問題。又有誰能預(yù)測，這10多年中會發(fā)生什么變數(shù)呢？因此，2013年NASA預(yù)算中有明顯的“辦好眼前事”思路。

火星尚且遙遠(yuǎn)，但近地軌道卻近在眼前。國際空間站要運(yùn)行到2020年，需要不斷進(jìn)行人員換防和物資補(bǔ)給。在國際空間站之后，是否還要經(jīng)營一個(gè)近地軌道中繼站，是美國自己經(jīng)營還是國際合作，尚未給出一個(gè)確切方案。不過無論從哪個(gè)角度說，即使考慮到火星登陸，近地軌道的長期在軌載人空間站也是不可或缺的。而為了建設(shè)和支撐這個(gè)空間站，必須具備足夠強(qiáng)大的天地往返運(yùn)輸能力。眼下航天飛機(jī)已經(jīng)進(jìn)了博物館，美國手里已經(jīng)沒有載人工具了。歐洲、日本雖然信誓旦旦要研制載人飛船，但這并非一蹴而就的事情，歐、日能在2020年前進(jìn)行載人飛船的試飛就已經(jīng)可以算作神速了。所以，美國航天員當(dāng)下唯一的入軌手段就是俄羅斯的聯(lián)盟飛船。但“聯(lián)盟”的票價(jià)已經(jīng)從兩千萬美元一路漲到六千萬美元，買幾張票的費(fèi)用足夠啟動一個(gè)新項(xiàng)目了。

為此，NASA在2008年底年啟動了所謂的商業(yè)載人發(fā)展計(jì)劃，支持商業(yè)企業(yè)研制和發(fā)射載人及貨運(yùn)飛船，以實(shí)現(xiàn)國際空間站和地面之間的交通運(yùn)輸。這種航天能力被稱作“商業(yè)航天運(yùn)輸能力”，簡稱COTS。當(dāng)然，COTS不是沒有反對的聲音，甚至?xí)r任NASA局長的格里芬也不太贊成。不過奧巴馬決心已定，所以格里芬黯然去職，換上了支持COTS的黑人局長博爾登。此后，COTS一直在不斷推進(jìn)，但質(zhì)疑之聲不絕于耳。目前，COTS最受關(guān)注的首次飛行是太空探索技術(shù)公司的“獵鷹”9號火箭發(fā)射“龍”飛船前往國際空間站。但這次發(fā)射一再推遲，讓人們對商業(yè)載人飛行的可靠性不敢抱有太高期望。

美國國會也另有想法。商業(yè)航天只能解決眼前的問題，而且，火星雖遠(yuǎn)，總得采取點(diǎn)措施“而今邁步從頭越”吧。另外，議員們的活動經(jīng)費(fèi)都來自財(cái)團(tuán)捐助。航天工業(yè)財(cái)團(tuán)如今失去了航天飛機(jī)這個(gè)大買賣，自然要驅(qū)使自己的議員們鼓搗出新的國家訂單來。況且，登陸火星安排在2030年以后，這聽起來雖然遙遠(yuǎn)，但就一種全新運(yùn)載火箭的研制來說，時(shí)間是相當(dāng)緊迫的——只有不到20年了。因此國會強(qiáng)令NASA啟動了稱為“航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）”的新運(yùn)載火箭研制，預(yù)計(jì)總投資180億美元，計(jì)劃2017年首次發(fā)射無人飛船到月球。如果順利，2017年后將繼續(xù)投資發(fā)展，到2021年發(fā)射載人飛船到月球并返回。不過SLS面臨著一個(gè)嚴(yán)重的問題，上面級火箭基于當(dāng)年“阿波羅”計(jì)劃用的J-2X發(fā)動機(jī)，但為了滿足新的需求，要進(jìn)行一些開發(fā)工作。這些工作到2017年是來不及完成的。那么SLS到時(shí)候靠什么助推，還是個(gè)頭疼的問題。

可能正是因?yàn)樯鲜鰡栴}的存在，2013年NASA預(yù)算中，載人探索與商業(yè)航天飛行的資金將提高近6%，達(dá)到39.3億美元。這種選擇也可以認(rèn)為是“仰望星空，腳踏實(shí)地”吧。

多功能乘員運(yùn)輸艙在洛克希德馬丁公司的廠房中進(jìn)行測試

獵鷹9號火箭發(fā)射

龍飛船效果圖

科學(xué)家和航天員的怨言

美國有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)，每年的GDP都在數(shù)萬億美元的規(guī)模。美國政府為拯救金融界，動輒發(fā)行數(shù)千億美元的國債。為什么在事關(guān)人類發(fā)展與進(jìn)步的航天科研上如此吝嗇呢？

火星項(xiàng)目被砍，讓有關(guān)科學(xué)界大失所望。曾經(jīng)負(fù)責(zé)NASA空間科學(xué)的前局長艾德·魏勒爾在接受《科學(xué)》雜志采訪時(shí)抱怨道，他說：“兩年前，因?yàn)榛鹦琼?xiàng)目預(yù)算被砍，我好不容易說服歐洲人，共同開發(fā)火星項(xiàng)目……這事兒費(fèi)了我兩年功夫。我們自承嚴(yán)格遵循總統(tǒng)的航天政策，國會也挺我們。慮及上述種種，我們不禁要問，為啥要砍火星項(xiàng)目?。课覠o語了?！?/p>

美國第一位航天員約翰·格倫對此倒是有更為深刻的認(rèn)識。他在接受記者采訪時(shí)說：“想當(dāng)年我們搞航天的時(shí)候，最大的動力就是跟蘇聯(lián)競爭。50年之后，美國這個(gè)世界上最偉大的航天國家，居然要從外國人手里買6000萬美元一張的宇宙飛船票?！?/p>

格倫對放棄航天飛機(jī)大為不滿，他說：“我們還沒有找到一個(gè)新型號來替換航天飛機(jī)，怎么能讓它們退役呢。好多人都說，航天飛機(jī)已經(jīng)用了30年，很舊了?？晌覀儧]有更好的東西啊。航天飛機(jī)是人類最復(fù)雜的航天器，我認(rèn)為它飛得不錯(cuò)。升級一下就能再用一陣子，不應(yīng)該就這么砍了?！?/p>

2010年格倫曾經(jīng)為航天飛機(jī)面見奧巴馬，要求他同時(shí)推進(jìn)新飛船研制和航天飛機(jī)延壽。結(jié)果奧巴馬用“沒錢”兩個(gè)字就把他打發(fā)走了。格倫老先生相當(dāng)?shù)夭粷M，他說：“大家都應(yīng)該能想到，離開‘聯(lián)盟’飛船，美國就沒什么載人航天項(xiàng)目可言了。我們確實(shí)需要一種新飛船，不過那是以后的事兒。他們說三五年就能搞出新飛船來，不過這話我已經(jīng)聽了4年。所以我想，大概還要5年或者7年，甚至10年以后，美國才能搞出新飛船來?！?/p>

美國空間發(fā)射系統(tǒng)（SLS）新一代運(yùn)載火箭

J-2X發(fā)動機(jī)試車

核動力是出路嗎？

NASA當(dāng)前所面臨的種種困境，并不能解讀為美國航天不行了。實(shí)際上，無論是在載人航天技術(shù)還是火箭技術(shù)上，美國依然是世界一流的。問題主要在于，把人送上太空的代價(jià)太高了。

根據(jù)政治經(jīng)濟(jì)學(xué)的有關(guān)理論，任何產(chǎn)品的價(jià)值都是由生產(chǎn)它所需要的勞動構(gòu)成的。俄羅斯的火箭之所以便宜，很大程度上是因?yàn)槎砹_斯技師的勞工成本——可以理解為薪水——相對較低。而美國技師的薪水就要高得多了。那么，如果用同樣的工時(shí)來制造一枚火箭，美國火箭自然要比俄羅斯火箭貴出一大截。而美國火箭在性能上并不優(yōu)于俄羅斯火箭。

因此，NASA困境的原因就很好理解了——火箭推進(jìn)技術(shù)沒有取得劃時(shí)代的突破。前文所述的新一代運(yùn)載火箭，主發(fā)動機(jī)和固體助推器來自航天飛機(jī)，上面級來自“阿波羅”計(jì)劃。嚴(yán)格說都是上世紀(jì)六七十年代的技術(shù)。數(shù)十年來，火箭技術(shù)一直就是這樣小修小改地“進(jìn)步”著，主要原因是化學(xué)燃料火箭的性能是有上限的。根據(jù)齊奧爾科夫斯基公式，火箭的運(yùn)載能力取決于燃料的比沖，而當(dāng)下比沖最高的液氫液氧，其比沖也不過是4165～4460?！っ?千克。要把一噸重的物體送到低地球軌道，至少要十倍以上的液氫液氧燃料。以歐洲最新型的阿里安-5ES火箭而言，其低地球軌道發(fā)射能力為21噸，但其第一級低溫火箭中所裝的液氧達(dá)130噸、液氫25噸。這還不算兩側(cè)助推火箭中的固體燃料和二級火箭中的偏二甲肼和硝酸。再考慮到數(shù)十噸重的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。衛(wèi)星在起飛重量中占的比例還不到3%。這聽起來實(shí)在是太賠本了，不過只要人類還無法走出化學(xué)燃料火箭的時(shí)代，這種局面就無從改變。 所以，NASA一直對核動力保持著高度的關(guān)注。在著名系列漫畫《丁丁歷險(xiǎn)記》的《月球探險(xiǎn)》中，卡爾庫魯斯博士設(shè)計(jì)了一種核動力火箭，丁丁等人乘坐火箭飛往月球又返回了地球。這種真正的大型核動力火箭眼下還只能是科幻，不過用于長期航天飛行的較小型核火箭卻已經(jīng)列入了NASA的議事日程。

美國國家研究委員會2月1日發(fā)表名為《航天技術(shù)路線圖和優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目》的報(bào)告，列舉了16個(gè)最重要的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，核動力的排名非常靠前。在深空飛行和外星球探測中，核動力續(xù)航和核動力發(fā)電可能是必由之路。

另外，NASA認(rèn)識到自己的技術(shù)老本正在越吃越少，因此2013年航天技術(shù)方面的投資提高了22%，達(dá)到6.99億美元。但是，這一點(diǎn)錢，能支撐起格倫所說的“世界第一航天大國”研發(fā)行為么？

就這樣，因?yàn)轭A(yù)算前景暗淡，火星探測所分到的蛋糕又少了一塊，登火星的夢想似乎離人類更遠(yuǎn)了一點(diǎn)。