文/楊開(kāi)

2022年7月6日，歐空局發(fā)布名為《“新世界”2030+戰(zhàn)略路線圖》（以下簡(jiǎn)稱為“新世界路線圖”）的空間探索規(guī)劃，提出“歐洲對(duì)太陽(yáng)系的探索計(jì)劃，以非載人任務(wù)作為先導(dǎo)和偵察兵，逐步實(shí)現(xiàn)載人任務(wù)，最終將空間探索的受益回報(bào)給社會(huì)”。

其中“新世界”的內(nèi)涵是“近地軌道”“月球”和“火星”3個(gè)空間探索的目的地。這3個(gè)目的地并不算新概念，美國(guó)從奧巴馬政府時(shí)期已經(jīng)明確提出針對(duì)3個(gè)目的地的漸進(jìn)式探索路徑，特朗普政府提出的阿爾忒彌斯計(jì)劃則是將規(guī)劃落地，為逐步實(shí)現(xiàn)重返月球、長(zhǎng)期月球駐留、載人登火，進(jìn)一步明確了航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）重型運(yùn)載火箭、月球軌道門(mén)戶（Gateway）、多個(gè)商業(yè)非載人月球著陸、星艦載人著陸器等的規(guī)劃。對(duì)比來(lái)看，“新世界”更像是歐洲對(duì)齊美國(guó)深空探索的腳步，把3個(gè)目的地更清晰地落到了紙面上。

2014年歐空局委員會(huì)的部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議通過(guò)的“歐洲空間探索戰(zhàn)略決議”提出3個(gè)目的地及相關(guān)的探索任務(wù)，2016年歐空局設(shè)立“歐洲探索總體計(jì)劃”（E3P）實(shí)現(xiàn)其空間探索戰(zhàn)略，

▲ “新世界計(jì)劃”為2020年代規(guī)劃的空間探索任務(wù)

2021年E3P計(jì)劃更名為“新世界計(jì)劃”。歐空局理事會(huì)在2019年的部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上確定了本世紀(jì)20年代的主要空間探索任務(wù)。而本次發(fā)布的路線將要提請(qǐng)歐空局理事會(huì)，在2022年11月份召開(kāi)的成員國(guó)部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上討論，確定2025～2030年間支持哪些新的任務(wù)及相關(guān)技術(shù)研發(fā)，為2030年后的空間探索路線圖做好準(zhǔn)備。

歐空局局長(zhǎng)在路線圖中提到“2020年代空間探索正處在歷史的交叉口”，那么新世界路線圖能否掀開(kāi)歐洲空間探索的新篇章呢？

國(guó)際大環(huán)境下的“路線圖”

地緣政治環(huán)境突變對(duì)太空領(lǐng)域的國(guó)際合作產(chǎn)生重大影響

俄烏沖突之后，歐美國(guó)家對(duì)俄羅斯實(shí)施了最為嚴(yán)厲的制裁措施，俄羅斯通過(guò)終止其航天領(lǐng)域的國(guó)際合作項(xiàng)目作為反制手段，歐洲航天受到了嚴(yán)重沖擊。

首先，俄羅斯停止了與歐空局在庫(kù)魯航天中心發(fā)射聯(lián)盟號(hào)ST火箭的合作項(xiàng)目，撤回了技術(shù)專家和地面團(tuán)隊(duì)，導(dǎo)致伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星、歐幾里得紅外空間望遠(yuǎn)鏡以及哨兵1C雷達(dá)衛(wèi)星等重要載荷發(fā)射推遲。

其次，俄羅斯不再為英國(guó)一網(wǎng)公司提供商業(yè)發(fā)射，一網(wǎng)低軌星座因部署問(wèn)題再次遭遇困境，不得不采用直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手太空探索技術(shù)公司的獵鷹火箭。而作為歐空局對(duì)外運(yùn)營(yíng)商業(yè)發(fā)射服務(wù)的阿里安航天公司，很可能需要補(bǔ)償一網(wǎng)公司已支付的發(fā)射費(fèi)用。

最后，俄歐合作的“火星生物學(xué)”（ExoMars）項(xiàng)目中止，歐洲在該項(xiàng)目下承擔(dān)探測(cè)器以及火星車的研制，依靠俄羅斯的進(jìn)入、下降與著陸（EDL）技術(shù)和質(zhì)子號(hào)M火箭。另外，俄烏沖突下烏克蘭南方機(jī)械制造廠受到打擊，歐洲織女星火箭所依賴的烏克蘭上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)斷供，庫(kù)存數(shù)量用盡后，將不得不尋求替代方案。

強(qiáng)國(guó)間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)抗加劇后導(dǎo)致國(guó)際格局重塑的可能性提升

歐空局的路線圖明確承認(rèn)孤立主義及經(jīng)濟(jì)保護(hù)主義正在成為當(dāng)前的趨勢(shì)。顯然，對(duì)于歐洲而言，英國(guó)脫歐就是最直接的體現(xiàn)。上述發(fā)展環(huán)境勢(shì)必會(huì)對(duì)以多國(guó)合作框架為基礎(chǔ)的歐空局產(chǎn)生不利影響。加上當(dāng)前世界范圍內(nèi)的大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)也在不斷加強(qiáng)，國(guó)際格局和形勢(shì)可能也會(huì)重新洗牌，歐洲航天領(lǐng)域在新形勢(shì)下如何應(yīng)對(duì)，以及如何通過(guò)國(guó)際合作開(kāi)展深空探索活動(dòng)將是其面臨的重要議題。

私營(yíng)機(jī)構(gòu)的顛覆性創(chuàng)新隨時(shí)可能改變現(xiàn)有空間探索規(guī)劃

太空探索技術(shù)公司作為新興航天公司中的佼佼者，其獵鷹9火箭突破了垂直起降重復(fù)使用技術(shù)，在應(yīng)用中逐步實(shí)現(xiàn)高成熟度和高可靠性，快速降低了航天發(fā)射成本，直接助力“星鏈”大型低軌通信星座的部署，一舉改變了通信衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的格局。而該公司的超重-星艦項(xiàng)目更是瞄準(zhǔn)火星殖民的終極目標(biāo)，快速迭代，全流量分級(jí)燃燒液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)、垂直起降技術(shù)和升力式方案融合、推進(jìn)劑在軌加注等創(chuàng)新顛覆了原有技術(shù)路徑，很可能會(huì)改變現(xiàn)有的月球和火星探索規(guī)劃，大幅加速人類邁向深空步伐。除太空探索技術(shù)公司外，“藍(lán)色起源”“內(nèi)華達(dá)山脈航天”“相對(duì)論航天”“微納支架”“太空機(jī)器人”等富有活力的商業(yè)航天創(chuàng)企也正在提出和發(fā)展更多的創(chuàng)新型方案，如果取得成功，會(huì)對(duì)歐美的空間探索計(jì)劃產(chǎn)生重要影響，有助于其實(shí)現(xiàn)更宏大的探索目標(biāo)。

▲ 到本世紀(jì)末歐洲與其他主要航天國(guó)家的能力對(duì)比

▲ 新世界路線圖的總體構(gòu)想

特別強(qiáng)調(diào)彈性、自主、商業(yè)

彈性。由于國(guó)際政治環(huán)境的動(dòng)態(tài)性和不確定性長(zhǎng)期持續(xù)，為了能夠應(yīng)對(duì)不利的國(guó)際政治因素變化以及其他擾動(dòng)因素，歐洲強(qiáng)調(diào)必須要在其空間探索戰(zhàn)略中深度嵌入足夠的彈性?？臻g探索計(jì)劃和規(guī)劃的周期都很長(zhǎng)，準(zhǔn)備、決策、研發(fā)、運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。例如，美國(guó)和歐洲等西方國(guó)家合作的阿爾忒彌斯計(jì)劃，研制準(zhǔn)備階段可以追溯到2012年，未來(lái)將持續(xù)到2030年后。因此，在戰(zhàn)略規(guī)劃階段的決策將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，必須將各種動(dòng)態(tài)因素考慮在內(nèi)，提升戰(zhàn)略彈性。只有這樣，歐洲才能更好地開(kāi)展2030年，甚至2040年之后的空間探索任務(wù)。

自主。歐空局通過(guò)與美國(guó)、中國(guó)以及俄羅斯對(duì)比空間探索能力發(fā)現(xiàn)，其在近地軌道運(yùn)輸、重型火箭、月球載人與非載人著陸器、火星著陸器等方面差距顯著，缺少獨(dú)立自主的能力，過(guò)于依賴國(guó)際合作。即使成功研制了科學(xué)載荷并具備技術(shù)驗(yàn)證能力，但如果缺少將載荷運(yùn)往目的地的能力，將會(huì)承擔(dān)巨大的項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)。歐洲航天在俄烏沖突后受到的沖擊就是最典型和現(xiàn)實(shí)的例證。所以新世界路線圖中特別強(qiáng)調(diào)歐洲能夠獨(dú)立自主，保持自主能力是國(guó)際合作項(xiàng)目順利進(jìn)行的前提。

商業(yè)。以美國(guó)太空探索技術(shù)公司為代表的新航天勢(shì)力的崛起，讓歐空局更加重視商業(yè)航天，新世界路線圖提到其重要目標(biāo)之一就是要培育更有活力的商業(yè)航天生態(tài)系統(tǒng)。路線圖規(guī)劃的各類任務(wù)，盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)椴少?gòu)服務(wù)的模式，而不是采購(gòu)硬件產(chǎn)品的傳統(tǒng)模式，充分調(diào)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈中的新興商業(yè)力量，以大幅降低政府經(jīng)費(fèi)投入，并為私營(yíng)機(jī)構(gòu)提供更多發(fā)展契機(jī)。在此基礎(chǔ)上，路線圖更進(jìn)一步提出，促進(jìn)以政府投入拉動(dòng)的航天商業(yè)化進(jìn)程轉(zhuǎn)型為全產(chǎn)業(yè)鏈的私人投資，創(chuàng)造真正的“新航天”。

新世界路線圖的總體目標(biāo)

新世界路線圖的總體構(gòu)想是通過(guò)3個(gè)目標(biāo)讓歐洲在空間探索領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平：①持續(xù)開(kāi)展近地軌道駐留和應(yīng)用研究；②2030年前將首位歐洲航天員送往月球；③2040年歐洲人能夠抵達(dá)火星。另外，根據(jù)歐洲“2022航天峰會(huì)”精神，歐空局在路線圖總體構(gòu)想中還把貨物及乘員運(yùn)輸作為備選項(xiàng)，考慮發(fā)展獨(dú)立自主的航天運(yùn)輸能力，為近地軌道、月球活動(dòng)提供人員及貨物的發(fā)射和返回服務(wù)。

從總體構(gòu)想可以看到，新世界路線圖的著眼點(diǎn)在于空間科學(xué)技術(shù)能夠反哺經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，“盡管好奇心是空間探索的引擎，知識(shí)才是目的地”。就像歐空局局長(zhǎng)在序言中提到的“空間探索是對(duì)未來(lái)的投資”，空間探索活動(dòng)在科學(xué)前沿上的突破，將揭示歷史、啟迪未來(lái)，幫助更深入地了解人類自身和人類生存的環(huán)境。路線圖中著重強(qiáng)調(diào)生命科學(xué)、物理科學(xué)、月球和火星科學(xué)3個(gè)學(xué)科，關(guān)注人類如何在其他世界生存、下一代航天員的能力需求、太空旅游和運(yùn)輸、外星球生命起源等焦點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。

由于新世界路線圖的定位是提交歐空局理事會(huì)審議的材料，所以其中的任務(wù)也都是自下而上篩選出來(lái)的項(xiàng)目，并沒(méi)有考慮預(yù)算經(jīng)費(fèi)和科研需求的限制，僅僅是服務(wù)于路線圖的構(gòu)想和目標(biāo)。也正是因?yàn)槿绱耍撀肪€圖被稱為“名義任務(wù)路線圖”，說(shuō)明很多任務(wù)可能會(huì)僅僅停留在路線圖中。

近地軌道

歐洲在近地軌道的空間探索路徑是充分利用國(guó)際空間站的剩余壽命周期，借鑒美國(guó)推動(dòng)近地軌道商業(yè)化的做法，歐空局作為用戶方購(gòu)買(mǎi)服務(wù)，而不再研發(fā)和購(gòu)買(mǎi)空間站相關(guān)設(shè)施，為工業(yè)部門(mén)提供更多的發(fā)展機(jī)遇，為月球和火星的探索及科學(xué)研究提供支撐。

歐空局在路線圖中提出將SciHab（Science-Habitation——科學(xué)與駐留）方案作為歐洲未來(lái)近地軌道空間的核心要素。SciHab不是歐空局內(nèi)部獨(dú)立的研發(fā)項(xiàng)目，而是由商業(yè)公司運(yùn)營(yíng)相關(guān)近地軌道能力的合作框架模式，為科學(xué)研究和空間駐留提供一個(gè)或者多個(gè)平臺(tái)。SciHab能夠根據(jù)政府和商業(yè)用戶需求不斷發(fā)展，這種演進(jìn)能力很大程度上依賴于其擴(kuò)展性，各成員國(guó)和商業(yè)用戶都可以在SciHab的平臺(tái)上增加需要的拓展模塊。

歐空局認(rèn)為如果將SciHab和獨(dú)立的航天運(yùn)輸能力結(jié)合起來(lái)，能大幅提升歐洲航天的自主能力、彈性和領(lǐng)導(dǎo)地位。然而，歐空局每年只有1～2名航天員和幾噸的貨物運(yùn)輸需求，對(duì)應(yīng)的經(jīng)費(fèi)投入遠(yuǎn)不能支撐起SciHub及其運(yùn)輸系統(tǒng)。所以，新世界路線圖提出來(lái)要發(fā)掘商業(yè)需求和商業(yè)用戶，包括近地軌道商業(yè)研究、半導(dǎo)體及光纖等高價(jià)值物品的在軌制造、太空旅游等需求，拉動(dòng)商業(yè)投資；同時(shí)，還要吸引新興航天國(guó)家共建SciHub及其運(yùn)輸系統(tǒng)。

▲ “新世界”2030+戰(zhàn)略 名義任務(wù)路線圖

月球

新世界路線圖中勾畫(huà)出了歐洲從月球軌道到月球表面逐步構(gòu)建能力的發(fā)展路徑。其中，歐洲獨(dú)立自主的能力用綠色文字標(biāo)注出來(lái)，并說(shuō)明了這些能力如何為實(shí)現(xiàn)月球探索規(guī)劃總體目標(biāo)能夠發(fā)揮的作用（見(jiàn)下頁(yè)）。歐洲將提升月球探索的自主能力，提高歐洲在國(guó)際合作項(xiàng)目中的地位和貢獻(xiàn)，在2030年前將首位歐洲航天員送上月球，確保歐洲在科學(xué)探索和發(fā)現(xiàn)方面的領(lǐng)先地位，為后續(xù)探索能力和技術(shù)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

月球探索規(guī)劃下，歐洲將從月球軌道上的門(mén)戶（Gateway）利用逐步發(fā)展到月球表面探索任務(wù)，重點(diǎn)項(xiàng)目包括門(mén)戶的I-HAB居住艙和提供加注、對(duì)接和先進(jìn)通信的ESPRIT艙段，以及Argonaut EL3月球著陸器。后者將突破EDL技術(shù)，為月球表面探索任務(wù)提供貨物補(bǔ)給、科研載荷、機(jī)械臂、小型月球車等優(yōu)勢(shì)能力。歐洲后續(xù)還可能在月表建立探索營(yíng)地。

火星

歐洲的火星探索路徑是著手開(kāi)展非載人任務(wù)在火星上發(fā)現(xiàn)生命跡象，提升對(duì)火星的認(rèn)知度以減小知識(shí)鴻溝，發(fā)展基礎(chǔ)能力為載人火星任務(wù)做準(zhǔn)備。

當(dāng)前歐洲火星探索任務(wù)的重點(diǎn)是和美國(guó)合作的火星采樣返回任務(wù)，以更好地了解火星。后續(xù)，歐洲火星探索規(guī)劃的核心是一系列由歐洲主導(dǎo)的非載人探索任務(wù)，包括通信和導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)任務(wù)、氣象軌道器和著陸器組成的氣象網(wǎng)絡(luò)、火星表面驗(yàn)證冰層鉆探、原位資源利用（ISRU）和再生燃料電池的任務(wù)，以及下一代精確著陸天體生物學(xué)火星車任務(wù)。上述任務(wù)能夠?yàn)闅W洲及其合作伙伴提供通信、導(dǎo)航、氣象監(jiān)測(cè)能力，支撐后續(xù)任務(wù)。同時(shí)，歐洲還將在地球上、近地軌道、月球軌道和月球表面開(kāi)展載人探索的科學(xué)研究和技術(shù)能力開(kāi)發(fā)，為載人登火做準(zhǔn)備。歐空局希望通過(guò)上述路徑，使得歐洲能夠在火星居住地的先進(jìn)生命維持系統(tǒng)、后勤補(bǔ)給運(yùn)輸、帶增壓艙的火星車、原位資源利用和能源方面具備領(lǐng)先水平。

▲ 開(kāi)放的SciHab方案

意欲獨(dú)立，實(shí)難實(shí)現(xiàn)

歐空局作為多國(guó)合作航天機(jī)構(gòu)，自誕生之初就在一定程度上缺少獨(dú)立自主和自力更生的精神，強(qiáng)調(diào)聯(lián)合互補(bǔ)，所以在俄烏沖突后，因?yàn)槎砹_斯在航天領(lǐng)域的反制裁措施吃了大虧。

新世界路線圖沒(méi)有回避上述問(wèn)題，而是把問(wèn)題拋了出來(lái)，并在一定程度上進(jìn)行了糾正。路線圖將正在實(shí)施的和規(guī)劃中的任務(wù)通過(guò)3個(gè)新世界目的地串聯(lián)起來(lái)，在有限資源內(nèi)尋求最優(yōu)解，以各成員國(guó)財(cái)政預(yù)算為基礎(chǔ)，希望借助商業(yè)航天力量、新興航天國(guó)家、國(guó)際合作伙伴，在原有優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，能夠在近地軌道空間站及其運(yùn)輸系統(tǒng)，以及深空進(jìn)入、下降和著陸技術(shù)重點(diǎn)的短板能力上有所突破，爭(zhēng)取在空間探索領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大程度的獨(dú)立自主，提升歐洲在世界航天領(lǐng)域內(nèi)的地位，使其長(zhǎng)期空間探索活動(dòng)更具彈性。新世界路線圖的戰(zhàn)略核心還是要抓住主要矛盾，而不是（也不能）全面突破，后續(xù)如果能夠得到各成員國(guó)支持，并且能夠激發(fā)出產(chǎn)業(yè)活力，也可能對(duì)歐洲航天能力有較大的提升。

▲ 月球探索戰(zhàn)略規(guī)劃中歐洲要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和所具備的能力

▲ 火星戰(zhàn)略規(guī)劃下歐洲的重點(diǎn)空間探索任務(wù)

不過(guò)，由于歐洲航天多國(guó)合作模式的固有特點(diǎn)以及發(fā)展慣性，可能短時(shí)間內(nèi)很難從真正意義上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，新世界路線圖也在很大程度上暴露出歐洲對(duì)于美國(guó)的依賴：3個(gè)目的地的總體架構(gòu)和美國(guó)空間探索框架一致，對(duì)齊了發(fā)展規(guī)劃；2030年登上月球的“雄心”需要依靠美國(guó)的重型火箭和載人月球著陸器；后續(xù)月球駐留和火星采樣返回等任務(wù)也要依靠美國(guó)的重型運(yùn)載火箭。

盡管歐空局在2022年初發(fā)布過(guò)關(guān)于年運(yùn)輸能力達(dá)到千噸級(jí)別的運(yùn)輸系統(tǒng)方案研究項(xiàng)目征集文件，但新世界路線圖中還是比較明確透露出了歐洲很難發(fā)展自己的重型運(yùn)載火箭。在近地軌道商業(yè)化路徑選擇上，則照搬美國(guó)，強(qiáng)調(diào)采購(gòu)服務(wù)、私人投資和構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。然而，美國(guó)主要是靠政府需求帶動(dòng)起新興航天力量發(fā)展，而美國(guó)政府需求的體量遠(yuǎn)非歐洲能比，歐空局作為一個(gè)國(guó)際合作組織，又并非強(qiáng)有力的政府機(jī)構(gòu)，所以歐洲商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的前景存在很大的不確定性。

綜上，世界主要航天國(guó)家在空間探索目的地選擇上基本達(dá)成共識(shí)，正處在從近地轉(zhuǎn)向深空的重要節(jié)點(diǎn)，歐空局希望通過(guò)新世界路線圖為歐洲謀劃更為合理可行的發(fā)展路徑，描繪新的發(fā)展圖景，但還需要突破很多限制條件才能將上述戰(zhàn)略規(guī)劃落到實(shí)處。