美国2009年载人航天计划最终评审报告的解读

□□2009年10月22日，美国载人航天计划评审委员会公布了长达155页的最终评审报告——《寻求适合伟大国家的载人航天计划》。该报告给出了载人航天计划的5种综合备选方案，指出了美国目前载人航天计划及美国航空航天局（NASA）管理中存在的问题，并针对这些问题提出了一些解决方案。以下是对最终评审报告的解读。

评审委员会会议现场

1 美国载人航天计划的重新评审

2009年5月7日，奥巴马政府的科学技术政策办公室宣布成立载人航天计划评审委员会，开始全面评审美国的载人航天计划。评审委员会由美国洛马公司前首席执行官诺尔曼·奥古斯丁领衔，由顶层专家组成。评审委员会的主要任务是考查NASA正在进行及计划中的载人航天发展活动，以及可能的发展方向，并为推进航天飞机退役后实现安全、创新、可承担和可支持的载人航天飞行计划提出方案。

本次评审的内容包括：①加快发展美国的新能力，以加强对“国际空间站”的利用；②支持到近地轨道、月球和以远其他目标的任务；③鼓励发展商业航天（载人）飞行能力；④在目前的预算框架内对NASA的探索活动进行合理的选择。

评审范围包括：①评估NASA目前的载人航天计划状况和能力；②评估能够支持上述任务的其他可能体系结构；③评估可能的体系结构能够产生的能力和任务方案，包括近地轨道以远各种有价值的目的地；④考虑延长“国际空间站”运行至2016年之后的选项；⑤检查相关技术的研发程度，以及补充的机器人任务的适当程度，以保证载人航天活动的长期经济可负担性和生产能力；⑥考量适当的国际合作机会；⑦在不延长航天飞机运行时间的前提下评估可能的体系结构。

2 载人航天计划5种综合备选方案

基于目前的载人航天计划投资，评审委员会对载人航天项目进行了评估，考虑了未来飞行计划可能需要的能力和技术，并讨论了商业界和国际合作伙伴的作用。根据这些讨论，评审委员会制定了美国载人航天计划的5种综合备选方案。

综合备选方案

评审委员会发现：①在2010财年预算水平下，近地轨道以远的载人航天探索是不可行的；②有意义的载人航天探索在一个宽松的预算下是可行的，即在2010财年基础上，每年预算大约增加30亿美元；③增加后的投资水平将允许实现月球优先方案和灵活性途径方案下的探索计划，这2种方案都可以在合理的时间期限内产生预期的结果。

3 评审委员会给出的具体调查结论

正确的任务和适度的规模NASA的预算应该与其任务和目标相匹配。此外，NASA应被赋予一定权力，从而能相应地调整其机构和基础设施以维持国家级重要设施。

协调机器人计划 机器人和载人探索活动应该在计划水平上（如科学火星探测器和载人探索火星）和运行水平上（如航天员在进行出舱活动时需要机器人的协助）保持协作关系。

战神－5货物运载火箭

管理授权 NASA局长和项目经理应被赋予足够的职责和权力来开展管理工作。这包括调整资源（包括人员、设施和经费）来满足任务需求的灵活性。同样，项目管理者需要有清晰的责任和权力范围。简言之，NASA在获得和管理其计划时，应该被赋予法律允许范围内的灵活性。

计划的稳定性 最近10年中，NASA已经投入了大量的经费用于载人航天计划。由于预算的模糊、不稳定，以及政策的重新定位，再加上NASA很高的固定成本结构，因此收回这些投资并非易事。

合理调配NASA劳动力资源NASA有一支很有才能的（但已老化的）劳动力队伍，应该把重点放在挑战、技术开发的长期任务、裁剪新概念、系统体系开发、需求定义，以及监督系统的开发和运行上。

NASA固定运行成本过大NASA需要大量的固定运行成本，这样会相应减少投资规模（即低于最佳的投资规模），从而产生利益延迟以及增加总项目成本的后果。

NASA基本的预算难题 在目前的预算结构下，NASA具有的资源可以支持建造一个主要的新系统，或者运行一个新系统，但不能两者兼顾。这是导致在目前的预算框架内出现近地轨道乘员运送能力断档的根本原因，并且很可能成为未来出现其他断档情况的原因。

商业参与探索计划 根据美国《空间法》的特别规定，NASA的采购活动具有相当大的灵活性。NASA应该在适当的时候利用这些条款，鼓励商业供应商更多的参与，向他们分配与其优势相匹配的任务和责任。

国际伙伴关系 在载人探索太空领域，美国可以领导大胆的新型国际合作项目。如果国际伙伴积极参与，包括积极参与NASA计划中的那些“关键路径”项目，那么美国将会获得外交关系的实质性利益，也会得到更多的资源。

短期航天飞机计划 当前的航天飞机飞行表必须以安全谨慎的方式安排。根据目前的飞行安排，航天飞机很可能会飞行到2011财年的第2季度，为这种可能性作好预算准备是很重要的。

载人航天飞行断档 在当前情况下，美国的载人航天能力断档期将会延长至7年。评审委员会没有发现任何可靠的方法可以获得将断档期缩至6年以内的新能力。目前，大大缩短这个断档期的唯一方法就是推迟航天飞机的退役时间。

“国际空间站”退役延迟这将会大大增加美国及其国际伙伴的投资回报，否则将会显著削弱美国发展及领导未来国际航天合作伙伴的能力。

重型运载火箭 发射重型运载火箭至近地轨道以及将重型有效载荷运离地球将有利于太空探索，也有益于国家空间安全和科学界。评审委员会评审了“战神”系列火箭、直接衍生于航天飞机的运载器，以及源于改进型一次性系列火箭的运载火箭，它们在商业能力、全寿命周期费用、操作复杂性等方面都有各自的优缺点，也会影响到载人航天计划以及NASA内部的“商业运作模式”。

战神－1乘员运载火箭

近地轨道航天员商业运送服务利用商业轨道运输服务系统将航天员运至近地轨道是可以做到的。尽管具有一些风险，但它能在较低的初始成本和全寿命周期费用的基础上比政府部门更早地获取该运载能力。在适当的激励下，美国所有的航空航天公司都可以参与到新的竞争中来。这将能使NASA专注于更具有挑战性的任务，包括基于当前或改进型“猎户座”飞船的研制进行近地轨道以远的载人探索。

探索技术发展 对精心设计的航天技术项目进行充分投资关系到探索领域的进展。如果所需的技术已经预先研发，探索战略可以实施得更容易、更经济。技术投资也将使机器人探索、美国商业航天和其他政府用户受益。

火星之路 火星是载人探索的终极目标，但它并非最佳的首选目标。月球优先及灵活性途径方案都是可行的探索策略，这两者并不互相排斥。到达火星之前，人类既可以在自由空间扩展足迹，也能获得在月球表面工作的经验。

4 分析

这次公布的美国载人航天计划最终评审报告同几年前公布的哥伦比亚号事故调查委员会报告等评审报告一样，反映出了美国载人航天计划以及NASA内部存在的技术和管理方面的诸多问题，值得认真研究，现初步归纳出几点看法。

4.1 载人航天计划的发展

最终评审报告摘要中的第一句话就指出：美国的载人航天计划似乎正在不可持续的道路上发展。而导致这个结果的主要原因就是美国载人航天计划所追求的目标与投入资源不匹配。

NASA目前的载人航天计划面临巨大的经费压力，这与哥伦比亚号事故调查委员会报告中所指出的“用很少的钱干过多的事”很类似（被认为是导致航天员丧生的主要原因）。挑战者号与哥伦比亚号事故是在NASA面临预算和进度的严重压力下发生的。NASA只有很小的资金裕度来应对设计和研制阶段出现的意外问题，最终以航天员的安全为代价。

美国前总统小布什2004年提出的“太空探索新构想”，可称为NASA发展的一项模糊且大胆的计划。在宣布了这一构想后，小布什就再没有提到过它。政府和国会从未大幅增加预算来支持小布什的这一构想（按2008年美元汇率计算，NASA的预算一直保持在170亿美元的水平）。实际上，NASA在2005－2012财年的探索项目预算还有所下降，并出现了额外开支（据NASA估计多达120亿美元）。其结果是，NASA在航天和航空领域的科学和技术研究计划都遭到了大幅削减，有些甚至被取消。

收缩的预算和不充足的储备往往会导致载人航天事故。如果资源不能匹配已经确定的目标，就需要采纳新的目标。由于固定成本和技术陈旧的影响，简单地延长现有的大胆计划并不能解决资源困境。

“猎户座”飞船的乘员舱

4.2 载人航天计划的稳定性

载人航天计划需要多年的连续性，频繁的变化会导致任务失败。只有提出令人信服的理由，才能对进行中的计划进行更改。NASA及其载人航天计划都需要稳定性，但在过去的10年中已经几次重新定位。美国应该采纳一项长期的载人航天战略，并且只有理由充分时才能更改计划。

卓著的太空成就需要多年持续不断的支持。“频繁地把鲜花从土壤中拔出来检查其根部是否健康”的方式是不可能获得成功的，因此NASA及其载人航天计划需要资源和方向的稳定性。

4.3 载人航天计划的目标

载人航天计划从开始规划时就要明确目标，而且所有计划要完成的目标应保持一致，也就是说保持“为什么”的一致性，而不是要保持访问的太空目的地的一致性。在过去规划载人航天计划时，大多数情况下更多的是考虑“到达哪里”，而不是考虑“为什么”，其实“为什么”才应该是本质目标。

载人航天计划的规划应该从目标的选择开始，而不是针对可能目的地进行选择。目的地应源自目标，而备选的探索体系结构可用这些目标进行衡量。现在，美国国内已经达成共识，载人航天的下一步计划是冲出近地轨道。这应该能为社会带来重要收益，其中包括：推动技术创新，发展商业航天产业和重要的国家航天能力；积累美国进一步探索的专业知识。至关重要的是，载人航天计划的目标应该与国家关键目标一致。

4.4 新的载人航天政策

载人航天计划评审委员会在其任务陈述中明确指出，评审委员会只负责为白宫提供评估咨询。最终评审报告的提交，标志着评审委员会工作的完结；接下来就是期待奥巴马总统出台一项切实可行的、新的载人航天政策。

麻省理工大学载人航天研究报告中指出，希望奥巴马政府和国会在重新考查小布什构想、评估其局限性的基础上，出台一项包含战略原则和具体计划的载人航天政策。

4.5 星座计划的未来命运

根据评审委员会的评估，由于政府削减预算，NASA在2020年之前只能投入大约800亿美元用于载人航天计划。而要实现2020年载人重返月球的目标至少需要投入1080亿美元，预算缺口高达280亿美元。

评审委员会负责人奥古斯丁认为，自从宣布“太空探索新构想”以来，NASA的探索预算已经被数次削减，有限的预算一直在影响探索方案的进展，而技术限制和其他计划的延期也影响了计划的进度。令评审委员会惊讶的是，竟然没有一个方案适合目前的预算水平。因此，美国正在实施的重返月球计划——星座计划的未来发展成为关注的焦点，而且就目前的评估结果来看，其命运很不乐观。美国国内的经济形势比较严峻，在这种情况下，白宫是否会增加预算来支持“猎户座”飞船和战神－1火箭的研制和飞行计划，还是个未知数。根据评审委员会的评估结果，如果不增加投资，重返月球及载人火星计划只能暂时搁置，目前相关的所有研制工作都要叫停。不过，奥巴马总统曾表示要增加载人航天预算，但增加多少，增加后的预算用于支持什么计划也无从得知。评审委员会在提出的5种综合备选方案中，比较倾向于使用商业力量实现到达近地轨道的乘员运送目标。

美国重返月球及载人探索火星计划的前途和命运如何，还要等奥巴马总统的最终决策出台才能揭晓。

4.6 人才培养与发展

美国载人航天计划中有一个经常被忽视、但极其重要的部分，那就是无数的工程师、技术人员、科学家以及在NASA和此行业中工作的其他人员。在计划管理中要特别关注保持这些劳动力的活力，因为他们代表了航天计划特有的、关键的技能。

评审委员会指出，NASA要向私营企业学习，NASA局长应该有权控制NASA和各中心雇用劳动力的规模，从而与可预见的需求相匹配。各中心的工作分配应该能够反应其满足计划实施任务的恰当能力，而不是简单地保持一个固定的劳动力规模。

另一方面，NASA目前的系统工程能力比较弱，主要原因是缺乏具备大量工作经验、优秀的系统工程师。NASA的系统工程师们被限于研究、分析和监督其他人的工作，缺乏技术实践经验。NASA要想获得强有力的系统工程能力，首选途径是鼓励，至少是许可政府和行业间有特殊才能人员的流动，阿波罗计划时期就是这样。

4.7 机器人探测的作用

机器人探测器应该在载人航天计划中起到重要的作用，探究具有重要科学价值的目的地、勘测未来的着陆地点、提供后勤支持及发挥其他作用。制定机器人和载人探索工作协调开展的可靠、合理的策略，将会使科学和载人航天领域共同受益。

美国目前拥有世界最先进的载人探索和机器人探测技术，因此，在载人探索计划中，充分发挥机器人探测的协作能力，平衡二者的关系，有助于载人航天计划的实施和成功。

4.8 技术开发

过去数十年间，NASA忽视了技术开发的重要性，在这方面缺乏战略投资，导致目前能够用于探索系统的方案极其有限。NASA现在应该制定新的技术路线图，该路线图将与持续数十年的探索任务关联在一起。假如得到足够的投资，技术发展项目可以重新激发并吸收来自美国大学、工业界以及NASA的创新思想。这部分投资很有价值，不仅可以增强未来太空探索的能力，还可以降低成本，有利于载人航天计划保持稳定发展。

4.9 美国商业轨道运输服务系统的前景

近年来，美国商业轨道运输服务系统发展迅速。2006年年初，NASA宣布了商业轨道运输服务计划，旨在推动美国私营企业发展可靠的、成效好的近地轨道运输系统，营造商用航天运输市场环境，为政府和私人用户提供商用航天运输服务。目前，商业轨道运输服务项目包括美国太空探索技术（SpaceX）公司开发的猎鹰－9火箭和“天龙座”飞船，以及轨道科学公司研制的金牛座－2火箭和“天鹅座”货运飞船。这些系统的研制工作都在顺利进行。（编者注：猎鹰－9火箭和“天龙座”飞船将在2010年发射。）

“天龙座”飞船与“国际空间站”对接设想图

评审委员会给出的5种综合备选方案中，除了基于目前规划的2种方案中包括使用“猎户座”飞船和战神－1火箭运送乘员到达近地轨道外，其他3种方案都建议使用商业轨道运输服务系统提供近地轨道乘员的运输服务。评审委员会建议，把航天员运送服务转移到商业服务部门，这种做法虽然也有技术和项目风险，但它可为运行成本的降低创造条件，并可能增加美国在2016年前利用新的载人飞行器到达近地轨道的可能性。评审委员会建议为航天员空间运送服务建立新的竞争机制，使大中小型公司都可以参与进来。美国商业轨道运输服务系统的发展前景一片光明。

4.10 奥巴马决策的重要影响

“天鹅座”飞船将与“国际空间站”对接设想图

在2004年小布什总统宣布“太空探索新构想”后，全球掀起了载人探索的热潮，欧洲、印度、日本等地区或国家纷纷出台相关政策和规划支持载人登月、登火星的计划。奥巴马政府针对载人登月及登火星计划所作的决定，可能会影响到其他国家的载人航天政策。它们可能会重新评估是否在投资和技术层面上都作好了开展载人太空探索的准备，并决定是否要修改本国的载人探索目标。 范嵬娜/文