特朗普簽署NASA授權法明確美國載人火星探測目標

張揚眉 （北京空間科技信息研究所）

特朗普簽署NASA授權法明確美國載人火星探測目標

張揚眉 （北京空間科技信息研究所）

NASA Transition Authorization Act Signed by Trump Clarifies US Human Mars Exploration Goals

1 《授權法》主要內容

授權NASA 2017財年預算195億美元

NASA 2017財年195億美元的預算中，探索領域43億美元，空間運行領域50億美元，科學領域55億美元，航空領域6.4億美元，空間技術領域6.9億美元，教育1.15億美元，安全、安保和任務服務27.9億美元，環境建設3.88億美元（合計約195億美元）。

最大限度利用“國際空間站”和低地球軌道

15年來，人類保持了在低地球軌道上的持續駐留。“國際空間站”是未來空間探測系統研發的獨特測試臺，擴大“國際空間站”的合作、科學研究和商業應用，可確保美國及其國際合作活動獲得最大回報。通過利用“國際空間站”，有助于低地球軌道商業化和經濟發展，“國際空間站”也可作為技術測試地以及進行科學研究的平臺，還可作為研究人類在空間健康狀況的軌道設施。

經過與國際合作伙伴的協商，將全面利用和運行“國際空間站”至少到2024年；在可行的情況下，利用“國際空間站”為未來低地球軌道以遠的載人航天探索能力和技術研發服務；在可行和具有較高成本效益率的情況下，利用“國際空間站”為NASA科學任務部的低地球軌道任務服務。

為延續“國際空間站”的成功，美國必須具備向低地球軌道運送航天員的能力。一旦滿足NASA的安全和可靠性要求，美國將主要依賴商業航天乘員運輸系統運送美國航天員往返“國際空間站”，并將該系統作為“國際空間站”的乘員救援飛船。美國目前正穩步推進其“商業乘員計劃”（CCP）和“商業再補給服務”（CRS）計劃，該計劃可對“國際空間站”進行及時補給，并將結束2011年航天飛機退役后對俄羅斯的依賴，使美國重新具備向“國際空間站”運送航天員的能力。

美國國會希望“國際空間站”能夠從現在嚴重依賴NASA投資的情況，向低地球軌道載人航天商業化轉變。NASA、“國際空間站”的管理實體、“國際空間站”合作伙伴、科學用戶團體和商業航天部門，應協同制定一項逐步過渡的計劃，使NASA逐步轉變為低地球軌道非政府載人航天企業的用戶。

2017年12月1日之前，NASA應向參議院商業、科學和運輸委員會，以及眾議院科學、航天與技術委員會提交一份報告，該報告每兩年提交一次，直到2023年。報告內容包括闡述“國際空間站”的進展情況，分析目前低地球軌道商業化面臨的問題，評估“國際空間站”延壽到2024、2028、2030年所需的成本和其他問題，等等。

推動載人深空探測

NASA載人航天的長期目標是，擴展人類在低地球軌道以遠的持續訪問，可與學術界和工業界的國際合作伙伴進行合作；實現整個太陽系的載人探測，發展在另一個星球上實現人類居住的能力。NASA應管理包括“航天發射系統”（SLS）、“獵戶座”（Orion）在內的載人航天任務，并在技術和經濟可行的前提下，定義一系列可持續的步驟，并進行任務規劃、研究和技術開發，以實現載人火星探索。

（1）確保探索的核心能力

NASA應確保探索的核心能力。到達月球、火星及以遠空間的最實際的方法，是利用“空間發射系統”和“獵戶座”，并與來自私營部門、學術界和國際社團合作來實現。

為實現21世紀30年代載人火星探測的目標，NASA將繼續全力研發“空間發射系統”、“獵戶座”和相關的探索地面系統?！翱臻g發射系統”和“獵戶座”在深空探測任務中的作用應具有持續性，2018年計劃實施探索任務－1（EM－1）無人任務，2021年在地月空間實施探索任務－2載人任務，之后實施探索任務－3等后續任務，最終瞄準載人火星探測?？偨y的年度預算申請應反映“空間發射系統”和“獵戶座”研發、測試和運行各個階段的資源需求。

（2）載人火星探測

將人類的足跡延伸到低地球軌道以遠，瞄準21世紀30年代載人火星探測。NASA應制定載人探索路線圖，包括由低地球軌道開始，到低地球軌道以遠，再到地月空間，到火星附近，最終抵達火星表面的關鍵決策規劃，細化探索目標，并分析可能的中段探測目標，例如地月空間、火星衛星等。分析要完成載人火星探測，“空間發射系統”和“獵戶座”飛船應具備的能力，研究需要在“國際空間站”上進行演示驗證的技術，制定相關國際合作框架，進行風險評估等。

此外，NASA應在利用“空間發射系統”和“獵戶座”核心技術的基礎上，也同時利用現有的商業航天技術，鼓勵NASA各個任務部之間的合作，包括從火星表面采集樣品送回地球。發展機器人先驅任務，演示驗證、測試和開發載人火星探測的關鍵技術和能力，包括低地球軌道以遠的長期載人操作，航天服，太陽能電推進，深空居住艙，環境控制生命保障系統，火星著陸器和上升器，再入、下降和著陸（RDL）系統，火星表面運行系統，原位資源利用等。在地月空間驗證和測試1個或多個居住艙模塊，為載人火星任務做準備。考慮輻射對航天員帶來的健康危害以及其他風險等。

取消“小行星重定向任務”（ARM）。該任務之前估計成本為12.5億美元（2020年發射，不包括發射和運行），但在之后的評估中，預計成本上升為14億美元（2021年發射，不包括發射和運行）。美國國會認為“小行星重定向任務”的成本與預期獲得的回報不符，且由于探索領域總預算有限，其他重點項目如“空間發射系統”、“獵戶座”飛船將消耗大額預算，因此取消該任務，但保留未來可用于載人火星任務的太陽能電推進等技術的研發。

美國國會要求NASA在該《授權法》生效后180天之內，提交一份2033年載人火星飛行任務的研究報告，報告內容應包括“空間發射系統”、“獵戶座”飛船和其他系統的技術研發、測試和運行計劃，還要給出2033年載人火星任務的年度預算概要。

推動空間科學的發展

NASA應保持空間科學的平衡發展，根據《10年調查報告》來確立空間科學任務的優先級。NASA未來將重點實施的空間科學任務包括：“詹姆斯-韋伯空間望遠鏡”（JWST）、“寬視場紅外巡天望遠鏡”（WFIRST）、“火星－2020”（Mars－2020）火星車、“快帆”（Clipper）木衛二軌道器等。

在行星科學方面，NASA將通過大、中、小型（旗艦級、新前沿級、發現級）任務的多樣化實施，來保持行星探測的平衡發展。機器人行星探測是未來載人探測的先驅任務和關鍵要素。

航空學

制定穩健的航空學研究戰略，保持美國在航空領域的領先地位。

空間技術

研制可使NASA核心任務更可負擔、更可靠的技術和能力，維持對早期創新、基礎研究的投資。先進推進技術可提高火星之旅的效率，縮短往返火星的時間，降低航天員的健康風險，減少輻射和飛行所需的物資消耗和質量。

2 幾點分析

距離特朗普政府發布2018財年NASA預算藍圖僅數日，特朗普就緊鑼密鼓地簽署了NASA《授權法》。新法案一旦簽署，將持續數年有效。上一次NASA《授權法》簽署的時間為2010年。

特朗普政府希望維持美國在民用航天領域的領先地位

特朗普簽署NASA《授權法》，新法案將授權在2017年10月1日開始的新財年里，為NASA 2017財年分配195億美元預算。該預算額比奧巴馬政府2017財年190億美元的預算申請提高了2.6%，某種程度上算是兌現了特朗普及其團隊一直強調的“使美國再度偉大”，“美國政府應鼓勵航天探索領域的創新，鼓勵對學術界的研究和發展投資”，“即使需要削減聯邦預算，也必須承諾要保證對科學、工程、醫療保健和其他使美國人生活得更好、更安全、更繁榮的領域的投資”等承諾，并表明特朗普政府希望通過對NASA大額投資，維持美國在民用航天領域的領先地位。

繼續支持低地球軌道商業化，研究空間站延壽可能

NASA目前急于擺脫航天飛機退役后對俄羅斯的依賴，因此將大力發展以美國太空探索技術公司（SpaceX）、藍色起源公司（Blue Origin）等為代表的商業航天活動，尋求與私營公司進行商業航天合作的可能性。未來，NASA可能將低地球軌道進入和低地球軌道操作任務都移交給商業部門。

此外，《授權法》要求NASA研究“國際空間站”延壽到2024、2028、2030年所需的成本和面臨的問題，意味著“國際空間站”在2024年之后繼續運行具有一定的可能性。

載人火星仍然是美國載人探索最終目標

2018財年NASA預算藍圖中并未談及載人火星探測和重返月球探測，然而在該《授權法》中，明確指出載人火星仍然是美國載人火星探索的最終目標?！妒跈喾ā芬驨ASA制定載人探索路線圖，細化載人火星探測的具體步驟和方案。并再次強調將取消“小行星重定向任務”，因為該任務的投資回報率太低。該《授權法》并未提及重返月球，因此尚不明確美國是否會將月球作為火星之旅的中轉站。此外，《授權法》還提到實現載人火星探索后的延伸目標，即實現整個太陽系的載人探索。

實施重點項目，維持空間科學的平衡發展

未來，美國將通過“詹姆斯-韋伯空間望遠鏡”、“寬視場紅外巡天望遠鏡”、“火星－2020”火星車、“快帆”木衛二軌道器等多個重點探測任務，維持空間科學領域的平衡發展。

然而，地球科學的發展不容樂觀。NASA的空間科學領域，包括行星科學、天體物理學、太陽物理學、地球科學、“詹姆斯-韋伯空間望遠鏡”等數個分領域。2018財年NASA預算藍圖中，地球科學的預算被削減10%，NASA的4個地球科學項目或任務儀器也被完全終止。值得注意的是，在NASA《授權法》中，只字未提地球科學，側面證明了特朗普政府提出的要將NASA的核心任務放到深空探索活動中去的想法。NASA未來地球科學領域的發展可能會受到嚴重影響。

2017年3月21日，美國總統特朗普簽署了一份長達57頁的《NASA 2017財年過渡授權法》（以下簡稱《授權法》）。該《授權法》批準了美國國家航空航天局（NASA）2017財年195億美元的預算，并提出將最大化地利用“國際空間站”和低地球軌道（LEO）、推動載人深空探測、空間科學、航空、空間技術等領域的發展。本報告將就以上幾個方面梳理NASA《授權法》的主要內容，并就特朗普政府航天政策的走向進行分析。