預算削減，火星變遠了？

□ 遲 惑

美國的金融危機自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。為了對付越來越嚴重的政府債務，美國政府被迫革自己的命，縮減各個政府部門的開支。應該說，包括軍方在內的美國政府各部門對形勢是有清醒認識的，基本上都坦然接受了砍預算的現實。NASA在2013年的預算就被砍到了177億美元，比2012年還少5900萬。看起來削減的幅度不大，但這是數年來NASA第一次遇到預算下降的問題。

這種預算“損失”，肯定要落實到相關的項目身上。一般來說，有兩種方法來落實預算削減，一是縮減項目規模，二是把項目整個砍掉。這次被NASA送上祭壇的，居然是數年來聲勢高漲的火星和行星探測計劃。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項目鼓勵美國私營航天飛行公司啟動運送航天員往返國際空間站計劃

歐洲“火星生命”計劃中的火星漫游車

商業航天勝 火星敗“詹姆斯·韋布”打醬油

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

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

總預算要削減，商業航天要增加，那么總要有個什么項目扮演倒霉鬼。NASA的星際科學計劃在2013財年被砍掉了20%，不載人火星任務和其他太陽系天體任務總共只有12億美元的撥款。星際科學資金的削減迫使NASA從歐空局領導的“火星生命”任務中撤出。“火星生命”任務旨在于2016和2018年各發射一個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原計劃為這兩項任務提供火箭和各種設備。因為缺錢而食言，這種事情對于NASA來說，確實有點難堪。

星際科學被削減的資金將部分用來幫助支付詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)的費用。JWST是哈勃空間望遠鏡的后繼型號。JWST近幾年已經發生多次成本超支與延遲。2001年，美國國家科學院對該望遠鏡的定價為10億美元。2008年，NASA的首次官方評估預計其成本為50億美元，計劃在2014年發射。該望遠鏡現在的成本已膨脹到88億美元，最早在2018年發射。白宮提議在2013財年為JWST項目申請6.28億美元，而在2012財年是5.19億美元。

詹姆斯·韋布空間望遠鏡在上世紀90年代末啟動。這個外形神奇而優美、充滿了科幻色彩的望遠鏡，與其說它是天文衛星，不如說是某個神話故事里的藝術作品。不過這個藝術創作是個實打實的“金融黑洞”，它剛剛啟動時預計耗資僅5億美元。但隨著工程的深入，費用一再攀升，如今已經達到了88億美元的規模。在美國曾經實施過的大型航天項目中，可能只有“阿波羅”計劃、航天飛機計劃和GPS導航星座的耗資超過它。不過這三個工程都發射了多個航天器，詹姆斯·韋布空間望遠鏡卻只打算發射一顆，因此它可能是有史以來單價最高的航天器了。按照它6.2噸的發射重量算，平均價格已經超過了8940元/克，是黃金的20多倍。盡管如此，NASA和美國已經騎虎難下。如果放棄“詹姆斯·韋布”，之前投入的數十億美元就化為烏有，更何況全世界的天文學家和愛好者正眼巴巴地等著它發現宇宙的更多奧秘。如果“詹姆斯·韋布”下馬，NASA乃至國會肯定被淹死在科學家的口水里。所以，“詹姆斯·韋布”空間望遠鏡的投資照舊，沒有受到砍預算的顯著影響。

詹姆斯·韋布空間望遠鏡

COTS示意圖

現實主義還是理想主義？

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。因此，NASA多年來想方設法籌措資金，耗資億萬發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。按照奧巴馬政府航天政策的規劃，要到2030年才能考慮載人登火星的問題。又有誰能預測，這10多年中會發生什么變數呢？因此，2013年NASA預算中有明顯的“辦好眼前事”思路。

火星尚且遙遠，但近地軌道卻近在眼前。國際空間站要運行到2020年，需要不斷進行人員換防和物資補給。在國際空間站之后，是否還要經營一個近地軌道中繼站，是美國自己經營還是國際合作，尚未給出一個確切方案。不過無論從哪個角度說，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。而為了建設和支撐這個空間站，必須具備足夠強大的天地往返運輸能力。眼下航天飛機已經進了博物館，美國手里已經沒有載人工具了。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年前進行載人飛船的試飛就已經可以算作神速了。所以，美國航天員當下唯一的入軌手段就是俄羅斯的聯盟飛船。但“聯盟”的票價已經從兩千萬美元一路漲到六千萬美元，買幾張票的費用足夠啟動一個新項目了。

為此，NASA在2008年底年啟動了所謂的商業載人發展計劃，支持商業企業研制和發射載人及貨運飛船，以實現國際空間站和地面之間的交通運輸。這種航天能力被稱作“商業航天運輸能力”，簡稱COTS。當然，COTS不是沒有反對的聲音，甚至時任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，但質疑之聲不絕于耳。目前，COTS最受關注的首次飛行是太空探索技術公司的“獵鷹”9號火箭發射“龍”飛船前往國際空間站。但這次發射一再推遲，讓人們對商業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。商業航天只能解決眼前的問題，而且，火星雖遠，總得采取點措施“而今邁步從頭越”吧。另外，議員們的活動經費都來自財團捐助。航天工業財團如今失去了航天飛機這個大買賣，自然要驅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，但就一種全新運載火箭的研制來說，時間是相當緊迫的——只有不到20年了。因此國會強令NASA啟動了稱為“航天發射系統（SLS）”的新運載火箭研制，預計總投資180億美元，計劃2017年首次發射無人飛船到月球。如果順利，2017年后將繼續投資發展，到2021年發射載人飛船到月球并返回。不過SLS面臨著一個嚴重的問題，上面級火箭基于當年“阿波羅”計劃用的J-2X發動機，但為了滿足新的需求，要進行一些開發工作。這些工作到2017年是來不及完成的。那么SLS到時候靠什么助推，還是個頭疼的問題。

可能正是因為上述問題的存在，2013年NASA預算中，載人探索與商業航天飛行的資金將提高近6%，達到39.3億美元。這種選擇也可以認為是“仰望星空，腳踏實地”吧。

多功能乘員運輸艙在洛克希德馬丁公司的廠房中進行測試

獵鷹9號火箭發射

龍飛船效果圖

科學家和航天員的怨言

美國有強大的經濟，每年的GDP都在數萬億美元的規模。美國政府為拯救金融界，動輒發行數千億美元的國債。為什么在事關人類發展與進步的航天科研上如此吝嗇呢？

火星項目被砍，讓有關科學界大失所望。曾經負責NASA空間科學的前局長艾德·魏勒爾在接受《科學》雜志采訪時抱怨道，他說：“兩年前，因為火星項目預算被砍，我好不容易說服歐洲人，共同開發火星項目……這事兒費了我兩年功夫。我們自承嚴格遵循總統的航天政策，國會也挺我們。慮及上述種種，我們不禁要問，為啥要砍火星項目啊？我無語了。”

美國第一位航天員約翰·格倫對此倒是有更為深刻的認識。他在接受記者采訪時說：“想當年我們搞航天的時候，最大的動力就是跟蘇聯競爭。50年之后，美國這個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。”

格倫對放棄航天飛機大為不滿，他說：“我們還沒有找到一個新型號來替換航天飛機，怎么能讓它們退役呢。好多人都說，航天飛機已經用了30年，很舊了。可我們沒有更好的東西啊。航天飛機是人類最復雜的航天器，我認為它飛得不錯。升級一下就能再用一陣子，不應該就這么砍了。”

2010年格倫曾經為航天飛機面見奧巴馬，要求他同時推進新飛船研制和航天飛機延壽。結果奧巴馬用“沒錢”兩個字就把他打發走了。格倫老先生相當地不滿，他說：“大家都應該能想到，離開‘聯盟’飛船，美國就沒什么載人航天項目可言了。我們確實需要一種新飛船，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。”

美國空間發射系統（SLS）新一代運載火箭

J-2X發動機試車

核動力是出路嗎？

NASA當前所面臨的種種困境，并不能解讀為美國航天不行了。實際上，無論是在載人航天技術還是火箭技術上，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太高了。

根據政治經濟學的有關理論，任何產品的價值都是由生產它所需要的勞動構成的。俄羅斯的火箭之所以便宜，很大程度上是因為俄羅斯技師的勞工成本——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于俄羅斯火箭。

因此，NASA困境的原因就很好理解了——火箭推進技術沒有取得劃時代的突破。前文所述的新一代運載火箭，主發動機和固體助推器來自航天飛機，上面級來自“阿波羅”計劃。嚴格說都是上世紀六七十年代的技術。數十年來，火箭技術一直就是這樣小修小改地“進步”著，主要原因是化學燃料火箭的性能是有上限的。根據齊奧爾科夫斯基公式，火箭的運載能力取決于燃料的比沖，而當下比沖最高的液氫液氧，其比沖也不過是4165～4460牛·秒/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，其低地球軌道發射能力為21噸，但其第一級低溫火箭中所裝的液氧達130噸、液氫25噸。這還不算兩側助推火箭中的固體燃料和二級火箭中的偏二甲肼和硝酸。再考慮到數十噸重的結構和設備。衛星在起飛重量中占的比例還不到3%。這聽起來實在是太賠本了，不過只要人類還無法走出化學燃料火箭的時代，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注。在著名系列漫畫《丁丁歷險記》的《月球探險》中，卡爾庫魯斯博士設計了一種核動力火箭，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列入了NASA的議事日程。

美國國家研究委員會2月1日發表名為《航天技術路線圖和優先發展項目》的報告，列舉了16個最重要的技術發展領域，核動力的排名非常靠前。在深空飛行和外星球探測中，核動力續航和核動力發電可能是必由之路。

另外，NASA認識到自己的技術老本正在越吃越少，因此2013年航天技術方面的投資提高了22%，達到6.99億美元。但是，這一點錢，能支撐起格倫所說的“世界第一航天大國”研發行為么？

就這樣，因為預算前景暗淡，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了一點。