联手马斯克和贝佐斯,NASA 的登月计划再进一步

上一代见证过人类登月的人已经等待了快五十年了,我们这一代人能在五年后看到人类再迈一大步吗?

「Restore NASA Great Again!」美国总统特朗普在 5 月 14 日在推特上宣布,将为美国国家航空航天局额外再拨款 16 亿美元,以助力人类探索月球和火星。此前,特朗普给登月计划的预算是 210 亿美元。

特朗普宣布将再增拨 16 亿美元给 NASA | 特朗普推特截图

相应的,特朗普的要求是,NASA 要在 2024 年「送一位美国女宇航员和美国男宇航员登陆月球」,到 2028 年,他希望 NASA 可以实现持续性的载人登月。

当地时间 5 月 13 日下午 7 点,NASA 在媒体电话会议上表示,2020 年财政新预算修正案已经出台,以更好地支持 2024 年 NASA 的载人登月计划。随后,NASA 也发推特表示,将建立可持续的航天基础设施,去探索火星以及更遥远的星际。

NASA 宣布#Moon2024 计划 | NASA 推特截图

NASA 以阿波罗的孪生姐姐,月亮女神阿尔忒弥斯(Artemis)的名字命名了登月重启计划,而这次计划的最重要的目标之一,就是让第一位女宇航员登上月球表面。

NASA 宣布 Artemis 计划 | NASA 推特截图

重启探月之旅

重启美国的航天探索工程,是特朗普竞选的承诺之一。2017 年 6 月 30 日,特朗普签发一项行政令,重新组建了「国家航天委员会」,该委员会于 10 月 5 日召开了首次会议。在当时,NASA 发布声明称,太空探索的工作将在 2019 财年预算申请中有所体现。

2017 年 12 月 11 日,特朗普在白宫签署了《太空政策 1 号指示》(Space Policy Directive 1)的行政命令,指示 NASA 需要推行有创新性又可持续的太空探索计划,专注在太空探索领域而非对地球的研究,同时宣布美国宇航员将重返月球,并在之后前往火星。而这个日子选得也十分具有纪念性,四十五年前的这一天,是上一次人类踏上月球表面的日子。

不到一年,在 2018 年 9 月,NASA 发布了详尽的「国家太空探索运动」(National Space Exploration Campaign)企划(http://t.cn/E9YgLTj),在企划中,NASA 分列了五项太空战略目标并给出了预期实现的时间线。

NASA《国家太空探索运动》企划案 | NASA 官网截图

美国在低地球轨道上的太空飞行活动,将转化为 NASA 和新兴的私有商业太空探索公司的合作。

引领支持发展月球表面作业的能力,开展地月空间任务。

调动机器人,发掘和研究月球资源。

发展出宇航员在地月间进行持续探索和资源利用的能力。

展示出人类有能力执行火星以及其他行星任务的能力。

接下来是资金的支持。据 NASA 给出的预算修正案,增拨的 16 亿美元将具体到几个项目上。包括 6.89 亿美元投资在人类月球着陆系统;6.51 亿美元投资在太空发射系统,包括购买「猎户座」火箭和太空飞船;1.32 亿美元投资在外星资源勘探系统;还有 9000 万美元给到科学研究上。

如果特朗普能够连任,这次大手笔重启的登月计划将能在他第二个任期的最后一年(2024 年)完成。在此之前,无论是小布什还是奥巴马,都曾提出过太空探索计划,但总是流于一纸空文,最重要的原因是无资金也无计划。这次 NASA 给出的详尽计划中,有一条最具前瞻性和发展性,那就是和私有商业太空探索公司的合作。

从「国营」,到「合营」

NASA 在公布了 Artemis 计划后,很快宣布将于 11 家私人公司合作,其中包括埃隆·马斯克创立的 SpaceX、贝索斯担任 CEO 的 Blue Origin、波音、洛克希德等公司。

NASA 将为此项目出资 4550 万美元,而这些公司则作为「乙方」将为 NASA 提供原型机和其他实际应用产品。根据 NASA 的设想,这些私人公司要做概念研究和原型机的开发,最终可以拿出让宇航员在月球表面和月球轨道太空站之间通行的载具系统。具体包括:从月球轨道空间站把宇航员送到距离月面更近的轨道;宇航员登陆月面的着陆解决方案;可给载具「加油」的燃料加注系统。

NASA 给 11 家公司派发任务重量等级也不同。在航天领域深耕数十年的波音和洛克希德将负责整个登月系统的改进;SpaceX 和蓝色起源等公司则负责宇航员着陆系统的开发;其他公司如劳拉空间系统公司 (Loral Space & Communications, Inc) 则在它们优势领域完成其他系统的研究。

曾经美国的航空航天算得上是「国营业务」,NASA 几乎是美国航空航天的代名词。但近几年来,SpaceX 等私人公司在火箭和太空探索方面取得了惊人的建树,而 NASA 的太空发射系统(SLS)在多年的研发期里则经历了多次延迟和预算削减。到特朗普任期,在「2024 年」以及「可持续性」等苛刻要求的背景下,为了加速重返月球,NASA 近乎打破了公共机构和私营企业的最后一道「壁垒」,不再同以往的材料采购、运送补给等合作,这次 NASA 把研发都交予私企之手,这是一个无奈但同样双赢的选择。

NASA 局长 Jim Bridenstine 就在 The Verge 采访(http://t.cn/E9YgMw6)中表示,为了尽快重返月球,NASA 在努力争取到更多资金支持的同时,也在变得更商业化。「我们本质上是在购买服务,购买能提供把美国宇航员从陆地送上月球表面的服务。」

5 月 10 日,据 TechCrunch 报道(http://t.cn/Eod3QDm),贝索斯展示了蓝色起源研发的「Blue Moon」月球着落器。除了可能将会和 NASA 合作的月球着陆器外,蓝色起源还在研发两款太空飞船。新谢泼德号(New Shepard)已经在两周前完成了第 11 次发射任务,可以独立着陆的新格伦号(New Glenn)也计划在 2021 年发射。

5 月初蓝色起源展示的月球着陆器 | 蓝色起源官网

SpaceX 的动静要更大一些。去年和美国空军达成合作,SpaceX 拿下 1.3 亿美元的合同。2018 年 9 月 19 日,SpaceX 公布日本富翁前泽友作(Yusaku Maezawa)将作为首位绕月旅行的「私人宇航员」,搭乘 SpaceX 研发的 BFR 火箭,进行航程约为一周的绕月环行,而启程时间暂定为 2023 年,比 NASA 定的登月时间早一年。

世界上第一艘由私人公司研发的航天飞船——「龙飞船」也出自 SpaceX。在 3 月初,第二代有载人能力的龙飞船搭乘猎鹰 9 号火箭一同升空,而后飞船与火箭顺利分离。本月初,龙飞船为国际空间站运送了 5500 多磅的货物,完成了 SpaceX 和 NASA 签订的第 17 次商业补给合同。在强大的实力之外,SpaceX 的设计理念也比 NASA 显得「先进」许多,不管是飞船内部的控制面板还是设计的航天服,都有着实用且美观的科幻感。

对蓝色起源、SpaceX 这些「为航天而生」的公司来说,NASA 像一个强硬但报酬丰厚的「甲方」,即提供了市场和竞争空间,也给出了对产品的高要求。而在蓝色起源和 Space X 后面的,则是太空领域中新兴起的诸多初创公司,从卫星组件到通讯系统,它们在开发航天航空中必备的不同器件和软件。在这横跨一代人的太空探索的企划中,如果说 NASA 就是美国在太空探索中的「恒星」,蓝色起源、Space X、波音等实力足以被 NASA 选中的 11 家公司就是这个星系中的「行星」,而那些初创企业则是这些成熟大公司的「卫星」,它们共同构成了美国的航空星系,也在共同组成着美国近十年来缺位的载人航天事业。

登月情结

2017 年 4 月,创下太空停留时间记录的美国女宇航员佩吉·惠特森与特朗普连线对话,他问惠特森「美国宇航员什么时候可以重返月球……最好在我第一任任期内,至少要在我第二任期内送宇航员上月球。我们必须加快一点好吗?」

随后特朗普政府就开始给予 NASA 财政支持和要求,登月计划得以快速推进。在此之前,美国的载人航天领域已经很久没有如此重磅的动作了。

上世纪 60 年代冷战时期,在错过了发射人类第一颗人造卫星后,美国倾举国之力,在 1969 年把三名宇航员送上月球,让人类「迈出了一大步」。到 1972 年阿波罗 17 号,六次探月任务派遣了 12 名宇航员登陆月球。但直到今天,整个阿波罗登月计划也是唯一一个人类降落在另一个天文物体上的太空计划。美苏太空竞赛也在此期间达到顶峰,几亿人放下国籍之别,在收音机和电视机前,接收着来自月球的实况转播信号,见证着人类这一历史性时刻。直到现在,阿波罗计划还在发挥着影响,今年 1 月 24 日,纪录片《阿波罗 11 号》作为圣丹斯电影节开幕电影之一首映。去年以阿姆斯特朗传记改编的电影《登月第一人》还拿到了第 91 届奥斯卡金像奖最佳视觉效果奖。美国的「登月情结」从未过时。

今年初上映的纪录片《阿波罗 11 号》大获好评 | IMDB 网站截图

「人类一大步」始于阿姆斯特朗,却意外的停于尤金·塞尔南,1972 年 12 月后,或许全人类都没想过人类亲历的太空探索之旅就此搁置,未来四五十年人类都只将在地球研究采自月球的样本。背后的原因,一来是在冷战开始冷却后,再度倾尽举国之力、耗资巨大的国家性工程对美苏两个国家来说都难以承受,二来则是先进航天技术的成熟需要较长的研究时间。

1986 年挑战者号上七名宇航员的遇难和 2003 年世界上第一个可重复使用的航天飞机哥伦比亚号的失事给 NASA 蒙上了巨大阴影,每一次载人航天行动的失败代价都过于惨重,不只是耗资,还有无法计量的宝贵生命与民众的痛惜和失望。2011 年后,美国政府就停止了航天飞机计划,此后美国人靠买俄罗斯联盟号的「船票」来在国际空间站上运输人员和货物,而俄罗斯的「船票」也越定越贵,2 月初 NASA 还在其官网上表示,考虑再买两张联盟号「船票」以确保在 2020 年 9 月底之前国际空间站上有美国航天员,此前 NASA 购买联盟号一张「船票」的价格已达 8100 万美元(约合 5.5 亿元)。此外,美国仍在向俄罗斯购买 RD-180 和 RD-181 火箭发动机,以供运载火箭使用。

为了改变这种「受制于人」的情况,NASA 开始积极和航天领域的私营企业合作,比如目前 NASA 就在用天体轨道科学公司和 SpaceX 的飞船向国际空间站补给。同时特朗普政府也决心重现美国当年在太空竞赛中的光辉。

虽然特朗普本人没有多么强烈的太空情结,但重返月球的政治承诺也并非凭空而来。美国的老一代见证了冷战期太空竞赛中美国的次次创举,新一代人在科幻文化的浸泡中长大,却从未见证过美国人再度登月,能在任期内送美国人重返月球的那届总统,无论是民众支持还是历史地位,都注定会有一番成就。结合特朗普的「内收向」的国策,如果真正想要「Make America Great Again」,把美国人送上月球、送往火星,或许是最能彰显大国国力的一个体现。

几十年前的登月,让人类意识到我们有着走出地球的能力,但日后的沉寂也让已经实现的航天成就退回到了「科幻场景」。直到近十年来民营太空概念的兴起,不仅唤醒了一代人的太空探索情结,同时也让曾经被大众认为「高不可攀」的航天技术,在一次次火箭升空中成功「落地」。从举国之力的倾注,到国家机构和私人企业的合作,在一代又一代人的幻想中,「太空旅行」越来越成为一个切实的目标,从未见过人类登陆其他星球的这一代人,也越来越接近那个梦想成真的时刻。

编辑:宋德胜

题图:NASA 宣传视频截图

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