美國航空航天局2013財年預算申請解讀

張揚眉（北京空間科技信息研究所）

2012年2月13日，奧巴馬政府向國會提交了美國2013財年預算申請。預算申請中，撥給美國航空航天局（NASA）的預算與2012年相比基本持平，分別約為177.1億和177.7億美元。從預算申請的內容看，有以下幾點重要變化，一是在科學領域，力保“韋伯”空間望遠鏡（JWST）的研制費用，同時降低對行星探索，尤其是火星探測的投資；二是繼續加強空間技術的開發，包括推進技術、機器人探索技術、電源技術、深空通信技術，以及進入、下降和著陸（EDL）技術等；三是繼續重視太空探索領域的發展，穩步推進太空探索系統的開發，包括重型運載火箭—“航天發射系統”（SLS）和“獵戶座”多用途乘員飛行器（OMPCV）等，同時重點發展商業航天，對商業航天的投入翻番。

2013財年NASA預算申請文件在航天界掀起軒然大波，各方反應強烈。尤其是科學領域中行星科學的預算從2012財年的15億美元削減為12億美元，削減幅度達到20%，美歐合作的“火星探測聯合計劃”（MEJI）和后續的火星采樣返回任務面臨擱淺，引起相關利益人員的極力反對。此外，“韋伯”空間望遠鏡雖超支嚴重，仍然獲得充足的經費保障，預算增幅達21%；空間技術領域的預算漲幅為22%；商業航天獲得的預算上漲1倍多；教育領域預算大幅度下滑，削減幅度達26%。

1 NASA 2013財年預算解讀

2013財年NASA預算申請總體情況

在奧巴馬政府提交的2013財年預算申請文件中，NASA的預算申請也相應揭曉。預算申請文件中，撥給NASA的預算與2012年相比基本持平，為177.7億美元。主要重點包括：

· 研制重型運載火箭和“多用途乘員飛行器”，最早在2017年進行無人演示驗證飛行，2021年進行載人飛行。

· 繼續全面利用“國際空間站”，將其作為未來各類載人航天任務和國際合作的平臺。

· 繼續與美國商業航天界合作，研制安全、可靠、經濟的載人飛船和貨運飛船，盡快擺脫對他國（尤其是俄羅斯）的依賴。

· 增加科學研究和技術開發領域投資，以提高美國近期和遠期的深空探測能力。取消或推遲目前不可負擔的高風險項目。

· 繼續“韋伯”空間望遠鏡的研制。

· 放緩火星探測項目的研制，制定遠期的機器人火星探測任務和載人火星探測整體戰略。

· 加強國際合作，開展自然災害預警、近地小行星威脅預警、太陽耀斑監測、空間天氣監測等活動。

· 開展航空領域尖端技術研究，更加重視飛機的安全性和效率，提高性能，減少對環境造成的影響。

· 通過“科學、技術、工程和數學”（STEM）教育活動，激勵美國青少年。

· 改善NASA基礎設施，保持NASA活動的可負擔性和效率，降低NASA的行政管理成本。

美國擬研制的重型運載火箭—“航天發射系統”示意圖

2013財年NASA預算申請及與歷年的對比 百萬美元

從預算總額看，2013財年與2012財年的預算基本持平，但考慮到通貨膨脹因素，預算實際被削減。

2013財年與2012財年NASA分領域預算大致比較如下：

· 科學領域的預算小幅下降3.2%，分別為50.7億美元和49.1億美元。但其中行星科學的預算大減，從1.5億美元減為1.2億美元，削減約20%；“韋伯”空間望遠鏡的預算從5.19億美元漲為6.28億美元，增加約21%。

· 航空領域的預算變化不大，降幅為3.1%。

· 空間技術領域的預算增加了21.8%，從5.73億美元增加到6.98億美元。

· 載人探索領域的預算從37.1億美元增加為39.3億美元，增加約6%。其中商業航天的投入由4.1億美元增加為8.3億美元，增加了1倍多。

· 空間操作領域預算下降4.2%。

· 教育領域的預算從1.36億美元降到1億美元，降幅為26.5%。

· 跨機構支持領域預算下滑約5%。

· 建設、環境保護領域，預算從4.9億美元增加到6.2億美元，增幅約為27%。

削減行星科學預算，美歐合作火星項目可能面臨擱淺

受2013財年NASA預算申請影響最大的是NASA的火星探測項目。根據美國和歐洲在2009年10月達成的合作方申請文件，雙方原本計劃在2016年發射1顆用于探測火星微量氣體的“示蹤氣體軌道器”（TGO），以監測火星大氣中是否存在氣態甲烷；在2018年發射2輛火星漫游車［“火星宇宙生物學探測器－窯藏者”（MAX-C，該任務已取消）和“火星生物學”（Exo Mars）］，搜尋火星上的生命跡象。這2項任務獲取的數據，可為未來的火星采樣返回任務打下基礎。

NASA局長查爾斯·博爾登（Charles Bolden）在宣布2013財年NASA預算申請時特別強調，削減NASA行星探測預算是一項“艱難的抉擇”，NASA不得不取消原計劃與歐洲航天局（ESA）合作的2016年和2018年“火星探測聯合計劃”，但將制定一項綜合戰略，充分利用2018－2020年的發射窗口，進行適度的火星探測。

2013財年預算申請變化金額

美國航空航天局2013財年預算申請變化百分比

博爾登還說：“去年發射的‘火星科學實驗室’（MSL）探測器正在飛往火星的途中，計劃2013年發射的‘火星大氣與揮發物演化任務’（MAVEN）探測器研制進展良好。目前在軌的火星探測器還有‘火星奧德賽’（Mars Od yssey）和‘火星勘測軌道器’（MRO），這些探測器在今后多年內可以向我們提供大量支持火星研究的數據，也可以為奧巴馬總統提出的2035年載人火星探測做準備。”

除美歐火星探測項目本身受到巨大影響外，這對一直致力于該項目的NASA科學家和工程師們也是一個“災難性”的消息。取消項目意味著多年的研究工作半途而廢，專家和技術人員壯志難酬。早在2011年9月，NASA科學任務委員會（SMD）副主任愛德華·威勒（Ed Weiler）就因為獲悉火星預算將被削減而憤然離職。當時正值NASA成功發射“圣杯”（GRAIL）月球探測器后不久，威勒已經在NASA任職33年，離職無疑是他知悉對于火星項目已無力回天的無奈選擇。威勒在離職前說：“火星探測項目是NASA深空探測成就皇冠上的明珠。這樣的預算削減是失去理智的，我們怎么能進行如此不成比例的預算削減？這已經不僅僅關于科學任務委員會，甚至已經不僅僅關乎整個NASA，而是關乎我們整個國家。我們是目前唯一有能力將探測器送上火星的國家，怎么可以去削弱這樣的能力？”

被砍掉的美國火星探測項目

美國行星協會（Planetary Society）則發表文章明確表示對預算不滿，認為NASA在火星探測的道路上漸行漸遠，文章還指出，NASA此舉將使“帶外行星”（木星、土星、天王星和海王星）的探測活動遲滯數十年，至少在未來5年內，美國進行深空探測的步伐將越來越慢，極大影響對地外生命的探測。

此外，與航天產業息息相關的地區尤其是加利福尼亞和德克薩斯州的經濟、就業形勢也將受到巨大影響。一旦火星項目擱置，NASA相關航天中心、研究所和其他大型航天企業的大量員工可能面臨降薪或失業，周邊地區的餐飲業、零售業、制造業等也會產生衰退現象。因此奧巴馬的2013財年NASA預算申請一提出，就遭到加利福尼亞和德克薩斯州議員的全力反對。

早在幾個月前，ESA方面就獲悉NASA可能會單方面退出“火星聯合探測”計劃。未等NASA新預算申請文件宣布，ESA就已開始與俄羅斯進行接觸，積極尋求與俄羅斯聯合開展火星探測。

美國與歐洲合作研制的“示蹤氣體軌道器”在軌示意圖

擬于2018年發射的美國“韋伯”空間望遠鏡

“韋伯”空間望遠鏡超支嚴重，仍獲充足預算

“韋伯”空間望遠鏡是“哈勃”空間望遠鏡的接替型號，原計劃2011年發射，后推遲到2018年發射。該望遠鏡的主要任務是觀測宇宙大爆炸后期和中期形成的第一批恒星和星系，研究星系的形成和演變，了解恒星和行星系統的形成，探尋生命起源等問題。該項目原本被稱為“下一代空間望遠鏡”（NGST），2002年以NASA第二任局長詹姆斯·韋伯（James E. Webb）的名字命名。1961～1968年，詹姆斯·韋伯擔任NASA局長期間，曾領導“阿波羅”計劃等一系列美國重大航天項目。

“韋伯”空間望遠鏡最初立項時預計成本為17億美元，但近年來一直出現巨額超支現象。2006年NASA評估發現其成本已達24億美元，最早到2014年才能發射。2008年評估時成本達到51億美元，2011年評估結果表明，成本已高達87億美元，至少要到2018年才能發射。

2011年7月，因財政預算緊張、項目超支和管理不善等問題，美國國會眾議院撥款委員會投票決定在2012財年撥款法案中終止“韋伯”空間望遠鏡項目。此舉在美國乃至全球引起強烈反應，各方相關人士為爭取恢復“韋伯”空間望遠鏡項目極力呼吁，最終成功挽救了該項目，并在2012財年進一步提高了預算。2011年12月6日，NASA向國會報告，雖然面臨總體預算緊縮的局面，NASA仍要利用一切可用資源，保證“韋伯”空間望遠鏡的成本與進度，于2018年10月發射。

2012財年，“韋伯”空間望遠鏡獲得5.19億美元研制經費，同比增長9%。并且從2012財年開始，“韋伯”空間望遠鏡項目在NASA預算總表中作為一個重大專項在科學領域下單獨列出，與航天飛機、“國際空間站”處于同一層次，并稱NASA“三雄”。

2013財年，“韋伯”空間望遠鏡的預算進一步提高，同比增幅提高到21%，已達6.27億美元。相比之下，包括火星探測、小行星探測在內的整個行星探測領域僅有12億美元預算，足見“韋伯”空間望遠鏡在NASA未來戰略中的地位和重要性。

商業航天預算翻番，穩步推進重型運載火箭和乘員飛行器開發

商業航天是美國進入“后航天飛機時代”之后大力發展的領域。2011年7月8日，美國阿特蘭蒂斯號執行最后一次航天飛機任務，長達30年的航天飛機時代正式宣告終結。從此，美國不得不依賴俄羅斯的聯盟號載人飛船、進步號貨運飛船以及歐洲、日本的貨運飛船進行“國際空間站”的載人和貨物往返運輸，尤其是載人運輸只能依靠俄羅斯的飛船。俄羅斯自然也不會放過獲利良機。自美國前總統小布什2004年宣布將結束航天飛機計劃以來，俄羅斯已多次上漲運送美國航天員的費用，目前價格已經漲到每人6300萬美元。

為盡早擺脫在載人和貨運方面對他國的依賴，NASA一方面加大對商業航天的投資，聯合國內各大商業公司，加緊研制自己的載人和貨運飛船，例如太空探索技術公司（Sp ac e X）的“龍”（Dragon）飛船、軌道科學公司（OSC）的“天鵝座”（Cygnus）貨運飛船等。另一方面，穩步推進重型運載火箭和“多用途乘員飛行器”的研制，保證其研制資金的穩定，為美國未來的載人小行星探測和載人火星探測做準備。

給予充足資金進行空間技術開發

在2013財年NASA預算申請中，空間技術領域獲得了非常充足的預算，將重點發展三大技術，分別為先進行星著陸減速技術、激光通信中繼技術以及深空原子鐘技術，除此之外，還將發展太陽帆技術、納米技術等。

NASA首席專家梅森·派克（Mason Peck）在預算申請文件宣布后舉行的電話會議上描述了未來發展的理念：“我們正在構想、研發、測試空間技術，而且非常高興能得到國會和政府的支持來推動這些有價值的空間技術的發展。”

美國國家科學研究委員會（NRC）在2012年2月1日公布的《NASA空間技術路線圖與優先級：重塑NASA的技術優勢，為空間新紀元鋪平道路》報告中指出， NASA未來空間任務的成敗關鍵取決于目前研發的先進技術。雖然多年來NASA有著雄厚的技術基礎，但是目前NASA的技術基礎優勢正在逐步減弱，因此必須制定明確的技術發展目標，加大技術研發投入力度，保持空間技術的可持續發展。

由于總預算限制，權衡分配其他領域預算

在新財年總預算吃緊的情況下，NASA對其他領域預算進行了權衡取舍。重視地球科學的發展，基本保證了地球科學的預算，預算包括了目前在軌的16顆地球科學衛星的運行費用，以及在研的地球科學衛星的研制和發射費用，此外，NASA還將致力于加強氣象和氣候變化建模能力，從而提高天氣預報、自然災害預警的及時性和準確度等。

教育領域的經費被大幅削減，將通過減少對學生獎學金的發放、提高工作效率、降低運行成本等方法來克服預算短缺的困難。

建設、環境保護領域的預算大增，主要用于NASA各大航天中心基礎設施、基礎設備的維修和建造、為支持“航天發射系統”和“多用途乘員飛行器”的發射進行的原有發射臺的改造、環境保護活動等。

此外，航空、空間運行、跨機構支持、檢察長辦公室領域的預算分配情況與上個財年相差不大。

“獵戶座”乘員探索飛行器（左）和美國在研的“獵戶座”多用途乘員飛行器（右）

2 剖析NASA 2013財年預算變化原因和走向

2013財年NASA預算申請一經公布，可謂“幾家歡喜幾家愁”。預算遭到削減的，全力反對，動用在國會、NASA、新聞媒體或其他相關業界的所有可用資源爭取支持，希望出現轉機。預算穩定或穩中有升的，表示將繼續穩步推進相關技術和領域的發展；預算大增的，喜不自勝。例如，“韋伯”空間望遠鏡的顧問委員會在預算申請文件公布后，致信國務卿希拉里·克林頓，感謝白宮對項目的支持，并在成功自保之際表示對削減火星項目的擔憂，好像并不知道“韋伯”空間望遠鏡超支的預算有很大一部分來自取消的火星探測項目。

美國2013財年預算是在“手頭拮據”的大環境下制定的。目前美國面臨嚴重的財政赤字和政府負債，必須通過降低某些領域的開支和增稅達到減赤目的，因此2013財年預算申請文件的重心是“減赤”，削減是全面的，不僅是NASA預算削減，國防開支減幅更大。

載人航天技術開發是NASA技術研發的重中之重，因此此次分配給重型運載火箭、“多用途乘員飛行器”和商業航天的預算非常高。NASA還指出，通過政府與工業界的聯合投資，大力發展新型的、低成本的、安全的載人航天技術，可以防止美國國內相關職位的流失，加速美國商業航天界的發展。

此外，由于“國際空間站”繼續運行，對其的投入也穩中有升。且在其退役之前，NASA將保持其資金的持續和穩定。

NASA在預算申請文件中指出，人類應進一步更新和發展對宇宙的認識。“韋伯”空間望遠鏡是替代取得巨大成功的“哈勃“空間望遠鏡的關鍵型號。為保持其在空間天文領域的領導地位，2000年美國國家科學院天文和天體物理學調查委員會將“韋伯”空間望遠鏡項目列為最高優先級項目，2010年的調查更將其作為下一個10年期NASA航天活動的基石。因此，“韋伯”空間望遠鏡是NASA無論如何也要力保的項目。

至于NASA與ESA合作的火星探測項目被砍，其根本原因并不是因為該項目不重要，而是NASA在美國目前面臨嚴重經濟困境下做出的必須保證其他更高優先級任務的“斷臂之決”。美國國家研究委員會曾在2011年3月發布的《行星科學2013－2022年10年調查報告》中，將原定于2018年發射的“火星宇宙生物學探測器－窯藏者”火星漫游車任務列為2013－2022年行星科學的最高優先級任務，可充分看出該任務在美國深空探測規劃中的重要性。但由于2013財年整個行星科學的預算削減20%，涉及多個項目，包括“火星科學實驗室”、“火星大氣與揮發物演化”探測器、“奧西里斯-雷克斯”（OSIRISRex）小行星探測器、16個深空探測器的運行、先進斯特林放射性同位素電源的開發、重啟钚－238生產等，不到12億美元的預算實在是杯水車薪。因此削減火星項目實屬NASA的無奈之舉，而這樣的抉擇必將對NASA未來的深空探測產生重大而深遠的影響。NASA取消了與ESA的火星合作項目后，經過各方的努力和協商，又新增加了2個火星探測項目，包括將在2016年發射的“洞察”（Insight）著陸器和2020年發射的繼承好奇號設計的新型火星車，確保美國在火星探測領域的主導地位。

美國“火星宇宙生物學探測器－窯藏者”火星漫游車，該任務已取消

美國將研制“奧西里斯-雷克斯”小行星探測器

美國“鳳凰”火星著陸器已結束使命

從NASA預算的分配情況，也可以看出各領域中各個項目的優先級排列順序和重要程度。由于總預算的限制，NASA只能將發展重心放在一些已開始研制或投入運行的項目上，例如“韋伯”空間望遠鏡、火星科學實驗室、“國際空間站”等，同時發展一些高優先級的、可負擔的項目，例如2016年的小行星采樣返回任務；放棄或延遲那些“不可負擔”的“新任務”，例如取消美歐合作的“火星探測聯合計劃”和未來的火星采樣返回任務。此外，為重拾美國載人和貨運往返“國際空間站”的能力，NASA對發展商業航天給予巨大投入，研制可替代航天飛機的載人和貨運飛船，力圖早日擺脫對他國的依賴。NASA還投入大量資金在重型運載火箭和“多用途乘員飛行器”上，為將來載人登陸小行星和火星做準備。以上提到的預算分配情況無不呼應了奧巴馬政府從2010年2月開始的對美國航天發展政策的全面調整，包括放棄投資數百億美元重返月球星座計劃；重新規劃低地球軌道（LEO）以遠的載人航天任務；從“星座”計劃轉向空間技術開發；將“國際空間站”作為國家實驗室，延長其運行至2020年；支持私營企業參與低地球軌道載人航天事業；重視地球科學等。此次預算申請文件也進一步明確了美國未來載人太空探索的發展目標，即2025年首次將航天員送上小行星，2035年前后人類進入火星軌道并安全返回，隨后載人登陸火星。

從2013財年NASA預算申請文件還可以看出，今后美國航天的走向和發展趨勢，即在經濟、技術可負擔的前提下，重心明確地推進各個領域的發展，大力發展商業航天，穩步推進載人探索系統，加強技術研發投入，保持科學領域的領先地位，但在行星科學方面，保持適當的無人火星探測規模，取消或推遲耗資巨大的“旗艦”探測任務，以成本較低的“發現”計劃、成本適中的“新前沿”計劃和“火星搜索”（Mars Scout）計劃中的候選任務為主。

不過，目前奧巴馬政府2013財年預算還處于審查階段。有分析認為，新預算申請文件有太過明顯的尋求連任的政治目的，在兩黨分裂的國會，想要順利通過并不容易。據路透社報道，占眾議院多數席位的共和黨已經明確表態將否決該預算申請文件。因此，2013財年NASA預算還存在很大變數。

3 啟示和建議

50多年來，美國的航天技術一直處于領先位置，對全球航天發展的影響也是巨大而深遠的，其他航天國家多以美國為榜樣和目標，爭相追趕，NASA制定的航天戰略從某些程度上也影響著其他國家航天活動的發展方向。然而， NASA新財年預算再次印證了美國航天戰略的不穩定性。由于時常受到政治、經濟和其他因素的左右，美國一直未能制定出一項完備的、可持續的航天戰略。

以其載人航天為例，美國的載人航天計劃并未遵循穩定的發展路線，而是采取跳躍式的發展模式，先后經歷了“阿波羅”、航天飛機、“國際空間站”和“太空探索新遠景”計劃，現任總統奧巴馬上臺后，又推翻了小布什當政期間的“星座”計劃，重新制定了美國未來的航天戰略目標。除保留“多用途乘員飛行器”等少量成果之外，之前投入在“星座”計劃中大量的財力、人力、物力損失慘重。而此次新預算申請又受到國內經濟滑坡的影響，航天發展戰略再度發生變化。

此外，NASA在航天項目管理方面也存在很多缺陷，大量項目因評估失誤、管理不善，出現超支、進度滯后等現象，一些項目被迫取消，另一些則不斷延期或者更改，造成成本上升，效率下降、內部矛盾激化、人員流失率高等負面影響。

美國處于航天發展的前沿，在航天戰略制定、管理和推進過程中出現的種種問題，可為具有后發優勢的中國提供寶貴的經驗教訓和啟示。能否制定一項適度的、穩定的航天發展戰略，對我國航天技術的可持續發展至關重要。同時，我們還應該注重先進項目管理和成本評估方法的開發，在降低成本、提高效率、規范管理等方面提升軟實力，利用有限的資金投入獲取最高的成本效益，助推我國從航天大國向航天強國轉變。