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火 流 星 特别报道 Bolide |
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“再见”月球，“你好”商业太空飞行
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Shea |
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美国2011年的总统预算案取消了雄心勃勃的“星座”计划，转而专注于太空探测新技术研发和支持商业太空飞行，这是新的契机还是美国在载人航天领域中失势的开始？ 2010年2月1日，也正是“哥伦比亚”号航天飞机失事七周年之际，美国总统奥巴马公布了2011年度的美国宇航局（NASA）预算案。正如之前坊间所风传的“流言”，一切都没有太出人意料。虽然它最终还需要美国国会审议通过并且于10月才开始执行，但在经济衰退大背景下出炉的这份预算案或多或少为美国未来的太空计划定下了基调。  “星座”被砍 NASA大部分基于现有技术的“星座”计划意图在2020年前将宇航员重新送上月球。然而，这一计划预算超支、进度滞后、缺乏创新。根据之前一个独立评估小组的报告，即便得到完全的资助，“星座”计划也只不过是在50年之后重复“阿波罗”计划已经取得的许多成就。继续执行这一计划只会危及到NASA包括机器人空间探测、空间科学和对地观测在内的其他项目。 “星座”计划最早可以追溯到2004年1月14日小布什总统公布的旨在“先返月球，再赴火星”的“空间探测展望”。此举被视为是对2003年2月1日“哥伦比亚”号航天飞机失事和NASA载人航天政策的一种回应，同时也试图再一次激起美国公众对空间探测的热情。2005年中，NASA以此为蓝本进行了“探测系统架构研究”，并最终演变为了“星座”计划。  [图片说明]：航天飞机、“战神”I型和“战神”V型火箭以及“土星”V型火箭的对比。版权：NASA。 其主要内容包括了研发取代航天飞机的空间飞行器、把宇航员送往月球甚至是火星。为此NASA正在研发“战神”I型和“战神”V型火箭。2009年10月28日“战神”I-X原型火箭进行了测试飞行。这次亚轨道测试飞行遇到了一些问题：发射平台轻度受损、火箭并没有严格按照计划分离、降落伞系统没有完全打开。 资金也一直是这个过于庞大而又“乏善可陈”的计划的软肋。小布什总统最初允诺的5年7%的预算增长只是一张空头支票。自从“星座”计划诞生之日起，拥有最终发言权的美国国会给予NASA的资金就比小布什总统承诺的少。雪上加霜的还有航天飞机复飞、维修被2005年卡特里娜飓风损毁的设施和哈勃空间望远镜维修任务。为此NASA不得不拆东墙补西墙，天体生物学项目和航空预算被大幅削减，多个地球观测卫星被推迟。更惨的是，长期以来一直做为NASA旗舰的科学项目，例如从火星表面采样和研究太阳系外类地行星的项目，则被无限期推迟。 因此，虽然对于载人航天的热衷者而言，“星座”计划的作古似乎无法让人接受，但这其中却又透着合情合理的成分。 国际空间站“缓期” 和“星座”计划相比，国际空间站则要幸运一些。2004年小布什总统决定在2015年终止国际空间站项目。但新的预算案则提出把它延长到了2016年——这一年国际空间站的国际合作到期，之后甚至还有可能再延长4年到2020年。 这一决定多少透着一点无奈。国际空间站自从发射建造的那一天起，“太空中的政治延伸”一直是其挥之不去的特性。2008年分别由欧洲和日本建造的“哥伦布”实验舱和“希望”实验舱被安装到位，国际空间站开始向真正的科学实验室转变。这也正是新预算案所要求的。虽然1.8亿美元的拨款似乎有点少，但毕竟国际空间站已经在轨运转了，岂有不充分利用之理？  [图片说明]：国际空间站。版权：STS-119 Shuttle Crew/NASA。 顺带地，新的预算案还要求保证为接下去的5次国际空间站航天飞机飞行拨款6亿美元，即便最后1次航天飞机发射可能会推迟到再下一个财政年度也是如此。这是奥巴马在2008年竞选美国总统时打出的“太空”牌。 在美国的佛罗里达州有很多人以肯尼迪航天中心为生，因为航天飞机正是在那里维修、和固体火箭以及外挂燃料箱装配到一起并且最终发射的。尽管肯尼迪航天中心本身的雇员不到2,000人，但是当地有大约1万人在为NASA的承包商或者转包人工作。此外，航天飞机发射还会吸引来大量的游客，为当地的经济带来不小的收益。 2008年6月24日，时任NASA局长的Michael Griffin在一次参议院的听证会上说，航天飞机退役将造成6,000～7,000人失业。但是他还补充说，国际空间站和新的航天器会创造3,000个新的就业岗位。在听证会举起行的前夜，大约有1,000人集会，强烈谴责航天飞机退役对当地就业所造成的影响，并且极力要求延长航天飞机的服役时间。现在是奥巴马兑现承诺的时候，不过由于“星座”计划被取消这个承诺可能只兑现了一小半。 空间科学受宠 在这份总共190亿美元的预算案中，有50亿美元将用于空间科学和技术创新，其中主要涵盖了NASA的对地观测项目和太阳系深空探测计划。相对于2010年，科学预算的增幅达到了11%。 在新计划的卫星中，用于气候科学研究的占据了极高的优先级。这似乎也显示了奥巴马政府对于环境和全球变暖议题的重视。2009年2月24日价值2.73亿美元的轨道碳观测台在发射后不久即坠入了南极附近的印度洋。新预算为此拨款1.7亿美元来研发新的全球碳监测卫星，预计新的卫星可以在2013年2月前发射。不过在没有得到确认评估之前，NASA不会公布正式的时间表。事实上，在轨道碳观测台发射失败之后几天，NASA就开始了替换方案的研究，以此希望能在28个月内补上这个空缺。 此外，新预算还将为一系列的太阳系机器人探测项目和空间望远镜提供32亿美元的资助，这些新项目包括了哈勃空间望远镜的继任者以及用于月球和火星研究的探测器等。 为了给远征外太阳系的探测器提供动力，美国白宫授意NASA和能源部重新开始制造钚-238，而美国的实验室在20多年前就已经停止了这项活动。这是一个相当复杂的议题，会牵涉到方方面面的多个部门。美国能源部原先会从俄罗斯的原子实验室进口钚-238，但美俄两国未来外行星机器人探测日益增长的需求开始使得钚-238的储备变得捉襟见肘。NASA计划于2020年发射的用于探测木卫二的旗舰探测器就需要大量的钚来为其众多的仪器提供能源。 同时，NASA还将研发高新斯特林放射性同位素发生器。这是一种更为高效的能源系统，可以减少对稀有的钚的消耗。根据新的预算案，2014年或者2015年这一系统将进行测试飞行。新预算还将耗资1,400万美元（5年耗资4.2亿美元）建造一个太阳探测器，它将穿越太阳的外层大气以此来更好地来了解日冕是如何被加热以及太阳风是如何产生的。 商业太空飞行到来 除了为空间科学提供了较以往更多的资金之外，新的预算案还将资助商业载人空间飞行。因为NASA不得不面对这样一个现实，那就是在航天飞机全部退役之后，美国将丧失把宇航员送入近地轨道或者往返国际空间站的能力。 因此，新预算案提出从政府到私人企业一起来开发新的载人航天火箭和飞行器。在奥巴马公布预算案之后，NASA宣布为5家商业公司提供总计5千万美元的资金来做为研发启动资金，这同时还将创造大约5,000个新的就业岗位。和NASA签署“空间行动协议”的公司有：内华达山脉公司（2千万美元）、波音公司（1.8千万美元）、联合发射同盟公司（670万美元）、蓝色起点公司（370万美元）和杰出空间发展公司（140万美元）。同时每家公司还有从其他渠道获得的配套资金。  [图片说明]：“追梦者”升力体太空飞机概念图。版权：Sierra Nevada。 内华达山脉公司将把这笔钱用于其“追梦者”升力体太空飞机的研制。“追梦者”的设计基于NASA兰利研究中心提出的HL-20升力体概念，是一种垂直发射、在跑道上着陆的空间飞行器。到2014年“追梦者”也许能够为使用联合发射同盟公司的“大力神”5型火箭发射做好准备。联合发射同盟公司则将把它的这笔钱用于一个紧急探测系统的开发，以此来诊断出“大力神”5和“德尔塔”4型火箭行将出现的事故。如果这些火箭执行的是载人发射任务，那么这些系统将会为挽救宇航员的生命争取到宝贵的时间。 做为NASA老牌的承包商，波音公司则力主于研发一种可使用多种不同火箭发射的航天器。杰出空间发展公司是“星座”计划中“猎户”飞船环境控制和生命保障系统的关键转包人。现在它将为未来的商业载人空间飞行研发类似的生命保障系统。蓝色起点公司的这笔钱将会用在密封舱和发射逃生系统的研发上。 迄今还没有任何商业公司独自把人送入过地球轨道，但已经非常接近。如果美国人不想为进入太空而向俄罗斯或者其他国家支付费用的话，此举将会是必然的选择。 各界的声音 在奥巴马总统公布了他的新预算案之后各界的反应大相径庭。“阿波罗”11号宇航员、第二个踏上月球的Buzz Aldrin对此表示了强烈的支持，尤其赞扬了其中力主新技术研发的战略。他说，我们已经到过月球，这一新计划将使我们再一次挑战已有的极限。 但拥护“星座”计划的NASA前局长Michael Griffin则表示，取消“星座”计划意味着放弃载人航天，在可预见的未来美国将不再是这一领域中扮演重要角色的玩家。虽然他在任期间也为商业火箭公司提供过资金，但他表示它们还没有做好把宇航员送入轨道的准备。 美国佛罗里达州的民主党女众议员Suzanne Kosmas更是直接表示，总统的提案无法让人接受，一个没有具体计划和时间表的NASA只会割让出美国在国际空间领域的领导权。 而更多的人似乎还是持观望态度。一来，这一预算案还需要美国国会的批准，因此最终是什么样还有变数；二来，在经济不景气的大环境下，如何进行资金上可承受、技术上可执行的空间计划确实还需要三思。不过不管怎样，正如这一新预算案所彰显的，“创新”是NASA傲视群雄的根本，而商业公司进入太空领域似乎也已“势不可挡”。 （本文已刊载于《中国国家天文》杂志2010年第3期） |
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