張揚(yáng)眉 趙琪（北京空間科技信息研究所）

2022年4月19日，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）發(fā)布《起源、世界和生命：行星科學(xué)和天體生物學(xué)十年戰(zhàn)略2023——2032》（簡(jiǎn)稱《十年戰(zhàn)略》），提出了美國(guó)未來(lái)十年在行星科學(xué)、天體生物學(xué)、行星防御等領(lǐng)域的科學(xué)優(yōu)先事項(xiàng)和潛在的機(jī)遇，并給出相應(yīng)的投資建議。

該報(bào)告定義了12個(gè)優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，確定了3個(gè)高級(jí)科學(xué)主題——起源、世界和進(jìn)程、生命和可居住性，以幫助指導(dǎo)行星科學(xué)和天體生物學(xué)的任務(wù)選擇和研究工作。此外，該報(bào)告建議NASA均衡發(fā)展各級(jí)任務(wù)，提出了未來(lái)十年推薦實(shí)施的重點(diǎn)任務(wù)，并根據(jù)不同的預(yù)算前提，制定了未來(lái)美國(guó)太陽(yáng)系探索的“保底計(jì)劃”和“建議計(jì)劃”。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院十年調(diào)查指導(dǎo)委員會(huì)聯(lián)合主席、西南研究所行星科學(xué)理事會(huì)助理副總裁羅賓·卡努普（Robin Canup）說(shuō)：“這份報(bào)告提出了一個(gè)雄心勃勃但切實(shí)可行的愿景，以在未來(lái)十年推進(jìn)行星科學(xué)、天體生物學(xué)和行星防御的前沿發(fā)展?！?/p>

1 報(bào)告出臺(tái)背景

“十年調(diào)查”是由美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)應(yīng)NASA的要求而撰寫的報(bào)告，涵蓋美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）科學(xué)領(lǐng)域的四大分領(lǐng)域——行星科學(xué)、天體物理學(xué)、太陽(yáng)物理學(xué)和地球科學(xué)，目的是為NASA和其他美國(guó)政府機(jī)構(gòu)制定上述領(lǐng)域在未來(lái)十年的戰(zhàn)略規(guī)劃提供參考。“十年調(diào)查”大約每十年發(fā)布一個(gè)分領(lǐng)域版本，包括《行星科學(xué)十年調(diào)查》《天文學(xué)與天體物理學(xué)十年調(diào)查》《太陽(yáng)物理學(xué)十年調(diào)查》《地球科學(xué)十年調(diào)查》等。

美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)是1916年由美國(guó)國(guó)家科學(xué)院創(chuàng)建的民間非營(yíng)利組織，是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、美國(guó)國(guó)家工程院和美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)院具體從事科學(xué)技術(shù)研究和業(yè)務(wù)活動(dòng)的機(jī)構(gòu)，既接受這三個(gè)國(guó)家學(xué)院的指導(dǎo)管理，又保持其獨(dú)立的研究體制并進(jìn)行相互協(xié)作。此前，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)于2003和2011年發(fā)布了名為《太陽(yáng)系探索新前沿》《行星科學(xué)愿景與航程》的“行星科學(xué)十年調(diào)查”報(bào)告，而2022年新版的“十年調(diào)查”報(bào)告則涵蓋行星科學(xué)、天體生物學(xué)和行星防御相關(guān)內(nèi)容，并被命名為《十年戰(zhàn)略》。報(bào)告指導(dǎo)委員會(huì)根據(jù)來(lái)自6個(gè)建議小組的輸入、數(shù)百本白皮書、專業(yè)會(huì)議、與任務(wù)團(tuán)隊(duì)討論等多種途徑，撰寫了本版報(bào)告。

2 報(bào)告主要內(nèi)容

《十年戰(zhàn)略》共23章，700余頁(yè)，首先介紹了撰寫該報(bào)告的需求、來(lái)源和背景，其次闡述了行星科學(xué)、天體生物學(xué)和行星防御的定義，分析了太陽(yáng)系月球以及各大行星系統(tǒng)的特點(diǎn)，回顧了以往的探測(cè)任務(wù)，歸納出12項(xiàng)優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題并加以詳細(xì)闡述，梳理了未來(lái)相關(guān)的關(guān)鍵探測(cè)技術(shù)，重點(diǎn)提出了未來(lái)十年建議實(shí)施的計(jì)劃和任務(wù)，最后展望未來(lái)，并提出中期評(píng)審報(bào)告以及下一版“十年調(diào)查”報(bào)告的撰寫需求。

報(bào)告封面

提出12項(xiàng)優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，關(guān)注太陽(yáng)系起源、演化和生命

報(bào)告確定了未來(lái)十年行星科學(xué)和天體生物學(xué)領(lǐng)域的12個(gè)優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，其中11個(gè)科學(xué)問(wèn)題被分為3個(gè)科學(xué)主題，即太陽(yáng)系的起源（主題A）、太陽(yáng)系世界和進(jìn)程（主題B）以及生命和宜居性（主題C）。第12個(gè)科學(xué)問(wèn)題是關(guān)于地外行星的，貫穿覆蓋了上述3個(gè)科學(xué)主題。該報(bào)告建議的所有任務(wù)和計(jì)劃，都旨在解決這些優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，回答關(guān)于太陽(yáng)系的起源、演化和生命等相關(guān)問(wèn)題。

梳理未來(lái)空間探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，呼吁NASA提高預(yù)研投入

報(bào)告將“技術(shù)”定義為“科學(xué)的或其他有組織的知識(shí)在實(shí)踐性任務(wù)上的系統(tǒng)應(yīng)用”，并強(qiáng)調(diào)，技術(shù)是科學(xué)探測(cè)的基石，新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)會(huì)引發(fā)新的問(wèn)題，要回答這些新問(wèn)題，就需要研發(fā)更加前沿的技術(shù)。在過(guò)去十年，NASA的科學(xué)任務(wù)部/行星科學(xué)部門和空間技術(shù)任務(wù)部協(xié)同工作，研發(fā)了多項(xiàng)對(duì)于未來(lái)行星和天體生物學(xué)任務(wù)至關(guān)重要的高風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)。

報(bào)告對(duì)過(guò)去十年在技術(shù)管理和研發(fā)方面取得的進(jìn)步進(jìn)行了評(píng)估，梳理了這個(gè)十年和未來(lái)十年應(yīng)研發(fā)的技術(shù)，包括儀器技術(shù)、自主技術(shù)、極端環(huán)境樣品返回、通信系統(tǒng)、進(jìn)入/離軌、下降和著陸系統(tǒng)、原位移動(dòng)性、發(fā)射、巡航和交會(huì)優(yōu)化、行星防御、行星保護(hù)和污染控制、放射性同位素?zé)犭娫?、太?yáng)電池陣和能量存儲(chǔ)、地表接觸、技術(shù)系統(tǒng)工程和集成等。報(bào)告還提及了一些顛覆性技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，包括新興商業(yè)發(fā)射系統(tǒng)、先進(jìn)材料和制造、量子計(jì)算和人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)、動(dòng)力和推進(jìn)用小型裂變反應(yīng)堆、商業(yè)航天、汽車用電子設(shè)備、脈沖星導(dǎo)航、原位資源利用等，并指出，隨著不同領(lǐng)域新興技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，會(huì)出現(xiàn)一些顛覆性的機(jī)遇，可在降低研發(fā)成本負(fù)擔(dān)的同時(shí)，增強(qiáng)科學(xué)探測(cè)的能力。報(bào)告建議，NASA應(yīng)維持對(duì)新興技術(shù)的認(rèn)知，鼓勵(lì)科學(xué)和工程團(tuán)體探索既可降低研發(fā)和運(yùn)行成本、又可以獲取更多科學(xué)回報(bào)的技術(shù)研發(fā)新方式。

報(bào)告認(rèn)為，按照上版“十年調(diào)查”報(bào)告的建議，NASA的行星科學(xué)部門一開始曾將該部6%～8%的資金投向了行星科學(xué)技術(shù)的研發(fā)，典型案例包括地形相對(duì)導(dǎo)航（TRN）、精準(zhǔn)著陸、有機(jī)物探測(cè)、樣品采集和保存、成像和目標(biāo)描述、危險(xiǎn)探測(cè)和規(guī)避（HD&A）等技術(shù)，朝著未來(lái)十年技術(shù)研發(fā)方向邁進(jìn)了一大步。但是，報(bào)告也發(fā)現(xiàn)，之后，NASA并未能夠維持該預(yù)算水平，在過(guò)去五年，投入百分比僅為4%左右，嚴(yán)重低于建議水平。

報(bào)告提出幾點(diǎn)建議，主要包括：①NASA行星科學(xué)部門應(yīng)以部門總預(yù)算的6%～8%對(duì)技術(shù)研發(fā)進(jìn)行持續(xù)投入；②行星科學(xué)部門應(yīng)制定一套投資回報(bào)率標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)投資并鼓勵(lì)技術(shù)的合并，這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該對(duì)行星科學(xué)和天體生物學(xué)團(tuán)體保持公開；③以“火星2020”為例，除進(jìn)行單獨(dú)的技術(shù)研發(fā)活動(dòng)外，還應(yīng)通過(guò)飛行任務(wù)不斷驗(yàn)證新技術(shù)；④應(yīng)準(zhǔn)備額外資金應(yīng)對(duì)進(jìn)行技術(shù)演示驗(yàn)證而出現(xiàn)的成本超支情況；⑤建立單獨(dú)的技術(shù)線，在小型飛行任務(wù)中演示驗(yàn)證多項(xiàng)技術(shù)；⑥空間技術(shù)任務(wù)部應(yīng)確保其30%的投資用于科學(xué)任務(wù)部的技術(shù)研發(fā)，其中用于行星科學(xué)部門的預(yù)算應(yīng)不少于10%。

建議NASA平衡實(shí)施各級(jí)探測(cè)任務(wù)，提高成本上限

NASA按任務(wù)規(guī)模、技術(shù)復(fù)雜程度以及成本和周期，規(guī)劃了三類空間探測(cè)任務(wù)，即“發(fā)現(xiàn)”（小型）、“新疆域”（中型）和“旗艦”（大型）任務(wù)。

其中，“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)成本低于5億美元，具有研制成本低、研發(fā)時(shí)間較短、科學(xué)回報(bào)率較高的特點(diǎn)。目前，NASA已經(jīng)實(shí)施了13次“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)，即將實(shí)施第14項(xiàng)任務(wù)——“賽琪”（Psyche），此外，確定了另外兩項(xiàng)未來(lái)任務(wù)——“達(dá)芬奇”（DAVINCI）和“真相”（VERITAS）金星探測(cè)任務(wù)。除此之外，NASA在“發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”框架下還建立了規(guī)模更小、成本更低的“行星探測(cè)小行星創(chuàng)新任務(wù)”（SIMPLEx），目前已確定多項(xiàng)任務(wù)，即“雙面神”（Janus）、“月球拓荒者”（Lunar Trailblazer）、“逃離與等離子體加速和動(dòng)力學(xué)探測(cè)器”（EscaPADE）、“月球極區(qū)氫測(cè)繪儀”（LunaHMap）等，每項(xiàng)任務(wù)的成本上限為5500萬(wàn)美元，可采用搭載的方式來(lái)實(shí)施。

“賽琪”小行星探測(cè)器

“新疆域”任務(wù)成本在5億～9億美元之間，與“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)相比，研究的科學(xué)問(wèn)題范圍更廣、更具挑戰(zhàn)性，但同時(shí)成本更高、研發(fā)周期更長(zhǎng)。目前，NASA共發(fā)射3項(xiàng)“新疆域”任務(wù)，包括“新地平線”（New Horizons）、“朱諾”（Juno）、“歐西里斯-雷克斯”（OSIRIS-REx）。第4項(xiàng)任務(wù)——“蜻蜓”（Dragonfly）土衛(wèi)六探測(cè)任務(wù)正在研發(fā)中。

“蜻蜓”土衛(wèi)六探測(cè)器

“旗艦”任務(wù)成本高于9億美元，通常為復(fù)雜的、到達(dá)星體表面的任務(wù)，例如：現(xiàn)場(chǎng)樣品分析、大型著陸器等，NASA已經(jīng)實(shí)施的“旗艦”任務(wù)包括“旅行者”（Voyager）行星際探測(cè)器、“麥哲倫”（Magellan）金星探測(cè)器、“伽利略”（Galileo）木星探測(cè)器、“卡西尼-惠更斯”（Cassini-Huygens）土星探測(cè)器和“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”（MSL），目前在研的旗艦任務(wù)為“火星采樣返回”和“木衛(wèi)二快帆”。其中，“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”成本高達(dá)25億美元，“木衛(wèi)二快帆”和“火星采樣返回”預(yù)計(jì)成本分別為25億美元和45億美元。

報(bào)告建議，NASA應(yīng)平衡上述三級(jí)任務(wù)，并考慮通貨膨脹因素，提高這三級(jí)任務(wù)的成本上限，以實(shí)現(xiàn)源源不斷的新發(fā)現(xiàn)并支持取得重大科學(xué)進(jìn)步的能力。

報(bào)告還指出，“發(fā)現(xiàn)”計(jì)劃為行星探索做出了重要和根本性貢獻(xiàn)，應(yīng)在未來(lái)十年內(nèi)繼續(xù)得到支持。低成本的SIMPLEx計(jì)劃具有很高的科學(xué)價(jià)值，但受限于當(dāng)前的成本上限，研究成果仍不夠深入。如果成本上限能得到進(jìn)一步提高，那么SIMPLEx計(jì)劃將有可能在十年內(nèi)取得更多科研成果，實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)新突破。因此，報(bào)告建議NASA將SIMPLEx計(jì)劃的成本上限提高50%，以擴(kuò)大該計(jì)劃的研究范圍，增加科研投資回報(bào)。

提出未來(lái)多項(xiàng)推薦任務(wù)，天王星探測(cè)成為首要旗艦任務(wù)

新版報(bào)告將視野從火星轉(zhuǎn)向了更遠(yuǎn)的巨行星。新版報(bào)告提出了6項(xiàng)2023——2032年的候選旗艦任務(wù)，其中優(yōu)先級(jí)最高的為天王星軌道器和探測(cè)器（UOP），成本42億美元，該任務(wù)將探測(cè)天王星大氣環(huán)境、磁層、環(huán)和衛(wèi)星等。優(yōu)先級(jí)第二的是“土衛(wèi)二繞落器”（Enceladus Orbilander），成本49億美元。其余4項(xiàng)任務(wù)分別為58億美元的“木衛(wèi)二著陸器”（Europa Lander）、28億美元的“水星著陸器”（Mercury Lander）、52億美元的“海王星-海衛(wèi)奧德賽”（Neptune-Triton Odyssey）以及78億美元的“金星旗艦”（Venus Flagship）任務(wù)。上一版報(bào)告確定的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)為火星采樣返回任務(wù)，目前，NASA與歐洲航天局（ESA）正合作推進(jìn)火星采樣返回計(jì)劃，新版報(bào)告也支持了該計(jì)劃。不過(guò)，報(bào)告指出NASA應(yīng)當(dāng)關(guān)注火星采樣返回的成本，未來(lái)十年火星采樣返回將耗資53億美元，可能影響其他行星任務(wù)。

對(duì)于“新疆域”中型任務(wù)，報(bào)告建議實(shí)施半人馬小天體軌道器和著陸器、谷神星采樣返回、彗星表面采樣返回、土衛(wèi)二多次飛越、月球地球物理網(wǎng)絡(luò)、土星探測(cè)器、土衛(wèi)六軌道器、金星原位探測(cè)器、海衛(wèi)一探測(cè)器等任務(wù)。這些任務(wù)主題的選擇基于每個(gè)主題將如何解決確定的優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，并考慮計(jì)劃平衡、目的地類別、成本、技術(shù)準(zhǔn)備和科學(xué)價(jià)值。

此外，報(bào)告還建議，當(dāng)火星采樣返回任務(wù)完成大部分工作后，在“火星探測(cè)計(jì)劃”框架下的下一項(xiàng)優(yōu)先任務(wù)是“火星生命探索者”（MLE），并建議通過(guò)國(guó)際合作方式實(shí)施“國(guó)際火星冰層測(cè)繪儀”（iMIM）任務(wù)。同時(shí)，作為“月球發(fā)現(xiàn)與探測(cè)計(jì)劃”的最高優(yōu)先事項(xiàng)，耐力－A（Endurance－A）1耐力-A是委員會(huì)提出的一個(gè)任務(wù)概念，旨在解決最高優(yōu)先級(jí)的月球科學(xué)問(wèn)題——利用月球來(lái)研究太陽(yáng)系的早期動(dòng)力學(xué)和撞擊歷史，提出利用“商業(yè)月球有效載荷服務(wù)”計(jì)劃提供的月球車穿越南極艾托肯盆地，將收集1 0 0 k g的樣品并運(yùn)送到便于航天員收集、送回地球的位置。應(yīng)作為一項(xiàng)戰(zhàn)略型中型任務(wù)來(lái)進(jìn)行實(shí)施。

除了月球和火星目的地之外，該報(bào)告還提出，NASA應(yīng)該在具有廣泛科學(xué)重要性的其他領(lǐng)域制定科學(xué)探測(cè)戰(zhàn)略，例如：金星、木衛(wèi)二、土衛(wèi)六等，這些領(lǐng)域未來(lái)將有越來(lái)越多的美國(guó)任務(wù)和國(guó)際合作機(jī)會(huì)。

建議關(guān)注宜居性變化規(guī)律，盡快啟動(dòng)行星防御新任務(wù)

與上一版“行星科學(xué)十年調(diào)查”報(bào)告不同，新版報(bào)告將內(nèi)容擴(kuò)展至傳統(tǒng)行星科學(xué)之外的領(lǐng)域，包含了天體生物學(xué)和行星防御，這兩個(gè)領(lǐng)域近年來(lái)愈發(fā)受到NASA的重視。

在天體生物學(xué)方面，報(bào)告提出三點(diǎn)建議：①NASA和其他相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)關(guān)注宜居性變化規(guī)律以及行星和生命的共同演化。由于天體生物學(xué)本質(zhì)上是一門跨學(xué)科領(lǐng)域，涉及對(duì)物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)、行星和天體物理系統(tǒng)的綜合研究，因此，建議NASA利用并推廣成功的計(jì)劃?rùn)C(jī)制，努力促進(jìn)跨學(xué)科、跨部門合作。②由于人們近年來(lái)對(duì)地球地表下生命的多樣性、火星地表下方流體的歷史和性質(zhì)，以及海洋世界可能的生命宜居地進(jìn)行了研究，因此，NASA應(yīng)將計(jì)劃和任務(wù)的重心放在對(duì)地表下環(huán)境適居性的研究與探索上。③為了推進(jìn)宇宙生命探索工作，NASA應(yīng)加快開發(fā)與驗(yàn)證相關(guān)環(huán)境下的生命探測(cè)技術(shù)。此外，NASA應(yīng)將天體生物學(xué)專業(yè)知識(shí)整合到從啟動(dòng)、概念化到規(guī)劃、開發(fā)與運(yùn)行的所有任務(wù)階段。

在行星防御方面，該報(bào)告建議NASA應(yīng)全力支持“近地天體探測(cè)者”（NEO Surveyor）的開發(fā)、按時(shí)發(fā)射和后續(xù)的運(yùn)行。在“雙小行星重定向”（DART）和“近地天體探測(cè)者”任務(wù)后，應(yīng)規(guī)劃一項(xiàng)最高優(yōu)先級(jí)的行星防御演示驗(yàn)證任務(wù)，該任務(wù)是一項(xiàng)快速反應(yīng)的飛越偵察任務(wù)，目標(biāo)是直徑在50～100m的近地天體。這樣的任務(wù)應(yīng)評(píng)估飛越探測(cè)方法的能力和局限性，以更好地為短時(shí)預(yù)警時(shí)間的近地天體威脅做好準(zhǔn)備。報(bào)告建議，在接下來(lái)的十年中，NASA應(yīng)盡快抓住科學(xué)機(jī)遇，開發(fā)一種新方法，對(duì)預(yù)警時(shí)間較短的（少于3年）新威脅進(jìn)行快速響應(yīng)和飛越表征。

“近地天體探測(cè)者”

此外，在未來(lái)十年的基礎(chǔ)設(shè)施方面，報(bào)告建議NASA與歐洲合作制定端到端的火星樣品處理計(jì)劃，建設(shè)火星樣品接收設(shè)施；NASA繼續(xù)進(jìn)行投資，進(jìn)一步改進(jìn)放射性同位素電源系統(tǒng)技術(shù)，從而更好地管理钚－238的供應(yīng)；等等。

根據(jù)預(yù)算，制定太陽(yáng)系探測(cè)“保底”和“建議”雙計(jì)劃

報(bào)告根據(jù)不同的預(yù)算條件，為未來(lái)十年內(nèi)NASA的太陽(yáng)系探索活動(dòng)制定了兩套具有代表性的計(jì)劃，即“保底計(jì)劃”和“建議計(jì)劃”?！氨５子?jì)劃”考慮通貨膨脹因素，將NASA每年行星科學(xué)的預(yù)算都在2023財(cái)年金額的基礎(chǔ)上增加2%；“建議計(jì)劃”則瞄準(zhǔn)解決該報(bào)告提出的優(yōu)先問(wèn)題，涵蓋最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，十年總預(yù)算比“保底計(jì)劃”高出17%?！氨５子?jì)劃”和“建議計(jì)劃”都將完成以下目標(biāo)：

1）繼續(xù)支持正在進(jìn)行或開發(fā)中的任務(wù)；

2）繼續(xù)按當(dāng)前計(jì)劃開展火星采樣返回活動(dòng)；3）啟動(dòng)天王星軌道探測(cè)器旗艦任務(wù)；

4）到十年中期，將用于研究與分析的資金增至行星科學(xué)部門年度預(yù)算的10%或更多；

5）繼續(xù)支持火星和月球探測(cè)計(jì)劃；

6） 隨著火星采樣返回任務(wù)成本的下降，將“火星探測(cè)計(jì)劃”恢復(fù)到火星采樣返回任務(wù)之前的資金水平，在2032財(cái)年達(dá)到5億美元；

7）采納有關(guān)“發(fā)現(xiàn)”計(jì)劃和“新疆域”計(jì)劃成本上限的建議；

8）采納技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)與成本評(píng)估研究得出的成本；

9）將典型“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)的生命周期成本定為9億美元；

10） 將典型“新疆域”任務(wù)壽命定為11年，生命周期成本前五年20億美元、后五年22億美元；

11）繼續(xù)支持行星防御，啟動(dòng)一項(xiàng)全新的快速飛越偵察任務(wù)；

12）維持和增加钚－238的生產(chǎn)。

“保底計(jì)劃”和“建議計(jì)劃”的最大區(qū)別在于，對(duì)于報(bào)告中的優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，兩套計(jì)劃對(duì)相應(yīng)解決措施的支持力度不同?！敖ㄗh計(jì)劃”涵蓋了報(bào)告中提出的最高優(yōu)先事項(xiàng)，旨在實(shí)現(xiàn)前沿技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，保持美國(guó)在太陽(yáng)系探索的領(lǐng)先地位?！氨５子?jì)劃”則削減了“土衛(wèi)二繞落器”“火星生命探索者”等預(yù)算，延期實(shí)施天王星探測(cè)旗艦任務(wù)，延期選擇“新疆域”新任務(wù)等。

為應(yīng)對(duì)任務(wù)預(yù)算低于“保底計(jì)劃”預(yù)算的情況，報(bào)告還確定了以下可以優(yōu)先考慮的削減項(xiàng)目：①推遲啟動(dòng)下一項(xiàng)旗艦任務(wù)；②將新的“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)的數(shù)量減少至4個(gè)；③取消原定在“近地天體勘測(cè)者”任務(wù)之后啟動(dòng)的任務(wù)，以降低行星防御任務(wù)預(yù)算；④減緩未來(lái)十年“新疆域”計(jì)劃的節(jié)奏；⑤將耐力－A任務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間推遲至十年末期，以降低“月球發(fā)現(xiàn)與探測(cè)計(jì)劃”的資金水平；⑥將“火星探測(cè)計(jì)劃”資金降低到低于“保底計(jì)劃”提出的預(yù)算；⑦將新“發(fā)現(xiàn)”任務(wù)的數(shù)量減少至3個(gè)；⑧削減研究與分析活動(dòng)資金。

3 幾點(diǎn)分析

以解決重大科學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向，圍繞科學(xué)前沿規(guī)劃任務(wù)

整篇報(bào)告中長(zhǎng)達(dá)300頁(yè)的篇幅都用于詳細(xì)梳理目前行星科學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)先科學(xué)問(wèn)題，可以看出美國(guó)行星科學(xué)任務(wù)以解決重大科學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向、圍繞科學(xué)前沿規(guī)劃任務(wù)的特點(diǎn)。報(bào)告高度重視任務(wù)科學(xué)目標(biāo)的設(shè)立，根據(jù)各項(xiàng)任務(wù)解決重點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題的能力及其平衡性、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、就緒情況和成本，選擇了需要重點(diǎn)關(guān)注和建議開展的大中型戰(zhàn)略任務(wù)，并評(píng)估這些任務(wù)是否能對(duì)解決這些科學(xué)問(wèn)題做出“實(shí)質(zhì)性”“突破性”或“變革性”的貢獻(xiàn)。

尋求小、中、大型任務(wù)均衡發(fā)展，探測(cè)重點(diǎn)向更遠(yuǎn)天體拓展

美國(guó)已經(jīng)具備了探索太陽(yáng)系八大行星和小天體的能力，目前正以火星采樣返回、木衛(wèi)二探測(cè)任務(wù)為重點(diǎn)，發(fā)展前沿探測(cè)技術(shù)，解決重大科學(xué)問(wèn)題。在下一個(gè)十年，美國(guó)的深空探測(cè)活動(dòng)將在尋求各型任務(wù)均衡發(fā)展、探測(cè)目標(biāo)廣泛覆蓋的基礎(chǔ)上，通過(guò)天王星、海王星等新的旗艦任務(wù)，進(jìn)一步拓展人類認(rèn)識(shí)宇宙的疆域，實(shí)現(xiàn)科學(xué)和技術(shù)上的突破。

在任務(wù)選擇方面，美國(guó)將通過(guò)“火星探測(cè)計(jì)劃”“月球發(fā)現(xiàn)與探測(cè)計(jì)劃”，圍繞“阿爾忒彌斯”（Artemis）載人登月目標(biāo)，部署表面載荷，發(fā)展相關(guān)技術(shù)。此外，通過(guò)“發(fā)現(xiàn)”“新疆域”和“旗艦”計(jì)劃，廣泛探測(cè)太陽(yáng)系天體，并對(duì)冰巨星等更遠(yuǎn)天體進(jìn)行更深入、更系統(tǒng)的探測(cè)。

針對(duì)NASA任務(wù)超支問(wèn)題，提出雙向解決方案

一直以來(lái)，NASA對(duì)于其小、中、大型任務(wù)的成本都有相對(duì)固定的標(biāo)準(zhǔn)，在其最早于2006年發(fā)布的《太陽(yáng)系探索路線圖》中，曾規(guī)定這三類任務(wù)的成本和發(fā)射頻率分別為：小型任務(wù)2.99億美元、每十年發(fā)射4～7次；中型任務(wù)7.5億美元、每十年發(fā)射2～4次；大型任務(wù)成本為7.5億到數(shù)十億美元，研制周期約7年。但在實(shí)際運(yùn)行中，任務(wù)超支情況時(shí)常發(fā)生，尤其是“詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡”（JWST）最初的總成本預(yù)計(jì)數(shù)億美元，但20年間，隨著建造的進(jìn)行，項(xiàng)目預(yù)算和進(jìn)度經(jīng)歷了數(shù)次變更，最終整個(gè)項(xiàng)目耗資約百億美元。

針對(duì)上述情況，報(bào)告提出了雙向解決方案，一是“開源”，提高任務(wù)成本上限?？紤]通貨膨脹因素，以及出現(xiàn)例如技術(shù)研發(fā)挑戰(zhàn)、發(fā)射時(shí)間調(diào)整以及新冠疫情影響等，報(bào)告建議分別提高“發(fā)現(xiàn)”和“新疆域”任務(wù)的成本上限，以確保對(duì)行星探測(cè)任務(wù)的足額投資。二是“節(jié)流”，在控制行星科學(xué)領(lǐng)域總預(yù)算的要求下，優(yōu)先考慮采取削減、延期、降低發(fā)射頻率等措施來(lái)降低總成本。

以支持深空探索為重點(diǎn)，專注前沿空間技術(shù)的研發(fā)儲(chǔ)備

NASA高度重視空間探測(cè)技術(shù)的預(yù)研，除科學(xué)任務(wù)部行星科學(xué)部門外，其下還有專門的空間技術(shù)任務(wù)部，每財(cái)年獲得數(shù)十億美元預(yù)算，繼續(xù)保持對(duì)可用于NASA探測(cè)任務(wù)的開創(chuàng)性前沿技術(shù)的投入，其中重點(diǎn)研發(fā)無(wú)人和載人月球、火星及以遠(yuǎn)的探測(cè)技術(shù)，同時(shí)也為商業(yè)航天和其他國(guó)家的航天活動(dòng)提供支持。這些技術(shù)具有高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的特點(diǎn)，范圍覆蓋學(xué)術(shù)界和企業(yè)界，包括原位資源利用（ISRU），自動(dòng)著陸和危險(xiǎn)規(guī)避，先進(jìn)冷卻劑管理，先進(jìn)材料，在軌制造和組裝，小型航天器技術(shù)等。

報(bào)告充分考慮NASA在空間探測(cè)技術(shù)發(fā)展方面的需求，梳理了這個(gè)十年和未來(lái)十年應(yīng)研發(fā)的相關(guān)技術(shù)，制定了技術(shù)發(fā)展原則，并為行星科學(xué)部門的預(yù)算安排提出了相關(guān)建議。