预算削减，火星变远了？

□ 迟 惑

美国的金融危机自2008年开始，至今依然深刻影响着社会生活的方方面面，美国航宇局（NASA）也深受影响。为了对付越来越严重的政府债务，美国政府被迫革自己的命，缩减各个政府部门的开支。应该说，包括军方在内的美国政府各部门对形势是有清醒认识的，基本上都坦然接受了砍预算的现实。NASA在2013年的预算就被砍到了177亿美元，比2012年还少5900万。看起来削减的幅度不大，但这是数年来NASA第一次遇到预算下降的问题。

这种预算“损失”，肯定要落实到相关的项目身上。一般来说，有两种方法来落实预算削减，一是缩减项目规模，二是把项目整个砍掉。这次被NASA送上祭坛的，居然是数年来声势高涨的火星和行星探测计划。不过NASA还算手下留情，只砍掉了火星和行星探测的两成而已。

NASA的CCDev项目鼓励美国私营航天飞行公司启动运送航天员往返国际空间站计划

欧洲“火星生命”计划中的火星漫游车

商业航天胜 火星败“詹姆斯·韦布”打酱油

根据白宫2013年的预算申请，NASA在2013财年将获得约177亿美元，在总额为3.8万亿美元的美国政府2013财年预算申请中，NASA的份额不足0.5%。

在这些钱中，载人探索与商业航天飞行的资金将提高近6%，达到39.3亿美元。特别需要指出的是，奥巴马为NASA的商业乘员运输系统(CCDev)项目申请了8.3亿美元，鼓励美国私营航天飞行公司启动运送航天员往返国际空间站的计划。NASA希望美国企业能开发出几种不同的私营飞船，并在大约2017年之前飞行。

总预算要削减，商业航天要增加，那么总要有个什么项目扮演倒霉鬼。NASA的星际科学计划在2013财年被砍掉了20%，不载人火星任务和其他太阳系天体任务总共只有12亿美元的拨款。星际科学资金的削减迫使NASA从欧空局领导的“火星生命”任务中撤出。“火星生命”任务旨在于2016和2018年各发射一个轨道器和一辆漫游车到火星，很多研究人员视之为在火星上寻找生命迹象的最佳方式。NASA原计划为这两项任务提供火箭和各种设备。因为缺钱而食言，这种事情对于NASA来说，确实有点难堪。

星际科学被削减的资金将部分用来帮助支付詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)的费用。JWST是哈勃空间望远镜的后继型号。JWST近几年已经发生多次成本超支与延迟。2001年，美国国家科学院对该望远镜的定价为10亿美元。2008年，NASA的首次官方评估预计其成本为50亿美元，计划在2014年发射。该望远镜现在的成本已膨胀到88亿美元，最早在2018年发射。白宫提议在2013财年为JWST项目申请6.28亿美元，而在2012财年是5.19亿美元。

詹姆斯·韦布空间望远镜在上世纪90年代末启动。这个外形神奇而优美、充满了科幻色彩的望远镜，与其说它是天文卫星，不如说是某个神话故事里的艺术作品。不过这个艺术创作是个实打实的“金融黑洞”，它刚刚启动时预计耗资仅5亿美元。但随着工程的深入，费用一再攀升，如今已经达到了88亿美元的规模。在美国曾经实施过的大型航天项目中，可能只有“阿波罗”计划、航天飞机计划和GPS导航星座的耗资超过它。不过这三个工程都发射了多个航天器，詹姆斯·韦布空间望远镜却只打算发射一颗，因此它可能是有史以来单价最高的航天器了。按照它6.2吨的发射重量算，平均价格已经超过了8940元/克，是黄金的20多倍。尽管如此，NASA和美国已经骑虎难下。如果放弃“詹姆斯·韦布”，之前投入的数十亿美元就化为乌有，更何况全世界的天文学家和爱好者正眼巴巴地等着它发现宇宙的更多奥秘。如果“詹姆斯·韦布”下马，NASA乃至国会肯定被淹死在科学家的口水里。所以，“詹姆斯·韦布”空间望远镜的投资照旧，没有受到砍预算的显著影响。

詹姆斯·韦布空间望远镜

COTS示意图

现实主义还是理想主义？

NASA一贯以探测火星为己任，这是NASA建立之初就为自己定下的目标。因此，NASA多年来想方设法筹措资金，耗资亿万发射各种无人探测器前往火星。这些努力虽然成效卓著，但距离送航天员登陆火星还差得远。按照奥巴马政府航天政策的规划，要到2030年才能考虑载人登火星的问题。又有谁能预测，这10多年中会发生什么变数呢？因此，2013年NASA预算中有明显的“办好眼前事”思路。

火星尚且遥远，但近地轨道却近在眼前。国际空间站要运行到2020年，需要不断进行人员换防和物资补给。在国际空间站之后，是否还要经营一个近地轨道中继站，是美国自己经营还是国际合作，尚未给出一个确切方案。不过无论从哪个角度说，即使考虑到火星登陆，近地轨道的长期在轨载人空间站也是不可或缺的。而为了建设和支撑这个空间站，必须具备足够强大的天地往返运输能力。眼下航天飞机已经进了博物馆，美国手里已经没有载人工具了。欧洲、日本虽然信誓旦旦要研制载人飞船，但这并非一蹴而就的事情，欧、日能在2020年前进行载人飞船的试飞就已经可以算作神速了。所以，美国航天员当下唯一的入轨手段就是俄罗斯的联盟飞船。但“联盟”的票价已经从两千万美元一路涨到六千万美元，买几张票的费用足够启动一个新项目了。

为此，NASA在2008年底年启动了所谓的商业载人发展计划，支持商业企业研制和发射载人及货运飞船，以实现国际空间站和地面之间的交通运输。这种航天能力被称作“商业航天运输能力”，简称COTS。当然，COTS不是没有反对的声音，甚至时任NASA局长的格里芬也不太赞成。不过奥巴马决心已定，所以格里芬黯然去职，换上了支持COTS的黑人局长博尔登。此后，COTS一直在不断推进，但质疑之声不绝于耳。目前，COTS最受关注的首次飞行是太空探索技术公司的“猎鹰”9号火箭发射“龙”飞船前往国际空间站。但这次发射一再推迟，让人们对商业载人飞行的可靠性不敢抱有太高期望。

美国国会也另有想法。商业航天只能解决眼前的问题，而且，火星虽远，总得采取点措施“而今迈步从头越”吧。另外，议员们的活动经费都来自财团捐助。航天工业财团如今失去了航天飞机这个大买卖，自然要驱使自己的议员们鼓捣出新的国家订单来。况且，登陆火星安排在2030年以后，这听起来虽然遥远，但就一种全新运载火箭的研制来说，时间是相当紧迫的——只有不到20年了。因此国会强令NASA启动了称为“航天发射系统（SLS）”的新运载火箭研制，预计总投资180亿美元，计划2017年首次发射无人飞船到月球。如果顺利，2017年后将继续投资发展，到2021年发射载人飞船到月球并返回。不过SLS面临着一个严重的问题，上面级火箭基于当年“阿波罗”计划用的J-2X发动机，但为了满足新的需求，要进行一些开发工作。这些工作到2017年是来不及完成的。那么SLS到时候靠什么助推，还是个头疼的问题。

可能正是因为上述问题的存在，2013年NASA预算中，载人探索与商业航天飞行的资金将提高近6%，达到39.3亿美元。这种选择也可以认为是“仰望星空，脚踏实地”吧。

多功能乘员运输舱在洛克希德马丁公司的厂房中进行测试

猎鹰9号火箭发射

龙飞船效果图

科学家和航天员的怨言

美国有强大的经济，每年的GDP都在数万亿美元的规模。美国政府为拯救金融界，动辄发行数千亿美元的国债。为什么在事关人类发展与进步的航天科研上如此吝啬呢？

火星项目被砍，让有关科学界大失所望。曾经负责NASA空间科学的前局长艾德·魏勒尔在接受《科学》杂志采访时抱怨道，他说：“两年前，因为火星项目预算被砍，我好不容易说服欧洲人，共同开发火星项目……这事儿费了我两年功夫。我们自承严格遵循总统的航天政策，国会也挺我们。虑及上述种种，我们不禁要问，为啥要砍火星项目啊？我无语了。”

美国第一位航天员约翰·格伦对此倒是有更为深刻的认识。他在接受记者采访时说：“想当年我们搞航天的时候，最大的动力就是跟苏联竞争。50年之后，美国这个世界上最伟大的航天国家，居然要从外国人手里买6000万美元一张的宇宙飞船票。”

格伦对放弃航天飞机大为不满，他说：“我们还没有找到一个新型号来替换航天飞机，怎么能让它们退役呢。好多人都说，航天飞机已经用了30年，很旧了。可我们没有更好的东西啊。航天飞机是人类最复杂的航天器，我认为它飞得不错。升级一下就能再用一阵子，不应该就这么砍了。”

2010年格伦曾经为航天飞机面见奥巴马，要求他同时推进新飞船研制和航天飞机延寿。结果奥巴马用“没钱”两个字就把他打发走了。格伦老先生相当地不满，他说：“大家都应该能想到，离开‘联盟’飞船，美国就没什么载人航天项目可言了。我们确实需要一种新飞船，不过那是以后的事儿。他们说三五年就能搞出新飞船来，不过这话我已经听了4年。所以我想，大概还要5年或者7年，甚至10年以后，美国才能搞出新飞船来。”

美国空间发射系统（SLS）新一代运载火箭

J-2X发动机试车

核动力是出路吗？

NASA当前所面临的种种困境，并不能解读为美国航天不行了。实际上，无论是在载人航天技术还是火箭技术上，美国依然是世界一流的。问题主要在于，把人送上太空的代价太高了。

根据政治经济学的有关理论，任何产品的价值都是由生产它所需要的劳动构成的。俄罗斯的火箭之所以便宜，很大程度上是因为俄罗斯技师的劳工成本——可以理解为薪水——相对较低。而美国技师的薪水就要高得多了。那么，如果用同样的工时来制造一枚火箭，美国火箭自然要比俄罗斯火箭贵出一大截。而美国火箭在性能上并不优于俄罗斯火箭。

因此，NASA困境的原因就很好理解了——火箭推进技术没有取得划时代的突破。前文所述的新一代运载火箭，主发动机和固体助推器来自航天飞机，上面级来自“阿波罗”计划。严格说都是上世纪六七十年代的技术。数十年来，火箭技术一直就是这样小修小改地“进步”着，主要原因是化学燃料火箭的性能是有上限的。根据齐奥尔科夫斯基公式，火箭的运载能力取决于燃料的比冲，而当下比冲最高的液氢液氧，其比冲也不过是4165～4460牛·秒/千克。要把一吨重的物体送到低地球轨道，至少要十倍以上的液氢液氧燃料。以欧洲最新型的阿里安-5ES火箭而言，其低地球轨道发射能力为21吨，但其第一级低温火箭中所装的液氧达130吨、液氢25吨。这还不算两侧助推火箭中的固体燃料和二级火箭中的偏二甲肼和硝酸。再考虑到数十吨重的结构和设备。卫星在起飞重量中占的比例还不到3%。这听起来实在是太赔本了，不过只要人类还无法走出化学燃料火箭的时代，这种局面就无从改变。 所以，NASA一直对核动力保持着高度的关注。在著名系列漫画《丁丁历险记》的《月球探险》中，卡尔库鲁斯博士设计了一种核动力火箭，丁丁等人乘坐火箭飞往月球又返回了地球。这种真正的大型核动力火箭眼下还只能是科幻，不过用于长期航天飞行的较小型核火箭却已经列入了NASA的议事日程。

美国国家研究委员会2月1日发表名为《航天技术路线图和优先发展项目》的报告，列举了16个最重要的技术发展领域，核动力的排名非常靠前。在深空飞行和外星球探测中，核动力续航和核动力发电可能是必由之路。

另外，NASA认识到自己的技术老本正在越吃越少，因此2013年航天技术方面的投资提高了22%，达到6.99亿美元。但是，这一点钱，能支撑起格伦所说的“世界第一航天大国”研发行为么？

就这样，因为预算前景暗淡，火星探测所分到的蛋糕又少了一块，登火星的梦想似乎离人类更远了一点。