編譯/王曉濤
盡管公眾熱情不高,美國宇航局的阿爾忒彌斯項目還是會繼續(xù),因為空間飛行計劃得到了美國國會的大力支持,同時也是大國地位的象征。
美國宇航局在2023年4月向公眾介紹了阿爾忒彌斯2號任務的機組成員——半個多世紀后人類第一次計劃前往月球——這標志著美國及其國際合作伙伴對這次載人登月活動的嚴肅態(tài)度。這個場面并不多見。兩任美國總統(tǒng)——布什父子——都曾發(fā)表重要講話,宣布宇航員將重返月球,進而探索火星。然而,兩次講話之后,跟進的項目都很快夭折。于是,自1972年12月阿波羅17號宇航員以濺落太平洋的方式返回地球以來,人類再也沒有離開地球表面超過650千米。
阿爾忒彌斯1號任務期間從獵戶座飛船上拍攝到的月球和地球
這個狀態(tài)一直持續(xù)到2022年11月。美國宇航局終于成功發(fā)射太空發(fā)射系統(tǒng)助推器和無人駕駛的阿爾忒彌斯1號獵戶座飛船——實際上,這次發(fā)射已經比最初的計劃晚了至少5年。獵戶座飛船飛往月球并完成繞月飛行后于2022年12月安全返回地球,這是一次非常成功的測試。不過,這個項目是否能延續(xù)下去,甚至能否像阿波羅項目那樣雖然政治上不可持續(xù)但在科學和技術上大獲成功?1968—1972年,美國執(zhí)行了9次探月任務,其中有6次宇航員在月球表面登陸。1972年之后,阿波羅計劃便結束了,這一次會有什么不同嗎?
雖然美國公民并不怎么支持載人探月,但許多專家認為,美國宇航局的這一次嘗試不會輕易半途而廢,原因在于三個不斷強化的政治因素。第一,美國宇航產業(yè)是一個樹大根深的航天工業(yè)綜合體,背后有美國國會的大力支持。第二,載人探月是大國地位的標志。第三,中國在空間領域的競爭力越來越強,在探月活動方面尤其如此。不過,要想理解美國政府這次行動的歷史背景,我們還是得先清楚美國政府自阿波羅計劃以來曲折變化的太空探索政策。只有這樣,才能真正知曉為什么時隔50年人類登月行動才會再次提上日程。另外,我們也要仔細考察21世紀10年代后期的諸多變化以及各種相關政治因素,正是這些因素讓成本高昂的人類登月計劃變得更有可能持續(xù)下去。
當然,問題仍舊存在。如今,非載人航天器功能越來越強大,效率越來越高,甚至連成本都有下降的趨勢。在這樣的背景下,載人航天任務是否仍有必要?另外,一旦離開了地球磁層的保護,在充滿危險輻射的空間環(huán)境中,載人深空探索任務對人體來說是否安全?
無論如何,就目前的情況來說,阿爾忒彌斯計劃至少會持續(xù)到21世紀30年代,而且很有可能會持續(xù)得更久。要是中國也在2030年前后派航天員登月,那么,阿爾忒彌斯計劃延續(xù)更久的概率就更高了。
阿波羅計劃的遺產
事后來看,阿波羅計劃沒能長期延續(xù)是早就注定的結果。雖然披著科學和探索的外衣,但約翰 · 肯尼迪(John Kennedy)總統(tǒng)早在1961年5月就給這個計劃設定了核心目標:在載人登月這項成就上擊敗蘇聯(lián),至少也要具備與其同等的競爭力。因此,一旦贏下了這場登月競賽,就很難再有強大動力繼續(xù)下去,尤其是蘇聯(lián)到最后都沒能送宇航員上月球。
阿波羅17號指令艙1972年12月19日在南太平洋濺落
此外,正如美國宇航局前首席歷史學家羅杰 · 勞尼烏斯(Roger Launius)所說,公眾對在阿波羅計劃中花費數(shù)十億美元一事的支持程度其實低于太空探索愛好者一直以來的印象。從始至終,只有兩項20世紀60年代開展的民意調查——其中之一還是在1969年7月阿波羅11號登月時開展的——結果是支持方稍占上風。就在尼爾 · 阿姆斯特朗(Neil Armstrong)、邁克爾 · 柯林斯(Michael Collins)和巴茲 · 奧爾德林(Buzz Aldrin)返回地球后不久,公眾的支持度就跳水了。1969年11月,阿波羅12號發(fā)射升空的時候,很大一部分美國公眾都發(fā)出了疑問:我們已經打敗了蘇聯(lián)人,為什么還要一次又一次地登月?越南戰(zhàn)爭、城市騷亂、市區(qū)衰敗、環(huán)境危機意識日益增強,種種因素都讓他們心生疑慮:為什么我們還要在阿波羅計劃上投入幾十億美元?
在整個計劃殘余動力的驅使下,美國宇航局在首次登月后又做了6次嘗試,其中5次讓宇航員踏上了月球表面。這幾次探索任務的核心都果斷地從政治導向轉向了科學導向:從不同月球地區(qū)獲取了價值難以估量的土壤樣本和數(shù)據(jù)。這些科學成果極大提升了我們對太陽系早期歷史的認識,并且為此后行星科學的發(fā)展奠定了基礎。然而,公眾和政客對這些興趣寥寥。每一艘阿波羅月球登陸器的成本超過4億美元(按平價購買力計算,相當于如今的數(shù)十億美元)。實際上,早在1967年,美國國會就已經開始削減美國宇航局的預算了,并且一直減到了20世紀70年代初。
1971年,理查德 · 尼克松(Richard Nixon)及其政府嚴肅討論了是否取消最后兩次阿波羅任務,以及是否資助美國宇航局提出的航天飛機計劃。結果是,美國宇航局建造大型空間站的計劃擱淺了,更不用說更進一步的月球和火星任務了。尼克松總統(tǒng)最終沒有取消最后兩次阿波羅任務,很大程度上是因為1971年8月12日時任美國預算管理辦公室副主任的卡斯帕 · 溫伯格(Caspar Weinberger)的一份備忘錄。溫伯格提到,只要還有美國宇航員在太空中執(zhí)行任務,美國內外許多人已經產生的印象——“美國最好的時代已經過去,這個國家現(xiàn)在正把重點轉向國內事務,減少對其他國家的國防承諾,并且開始自愿放棄超級大國的地位”——就永遠不會得到證實。
簡而言之,要是沒有載人空間計劃,美國看上去就不再是一個超級大國了。最后,尼克松總統(tǒng)還是批準了航天飛機計劃,一是因為美國宇航局承諾航天飛機技術成熟后會大大降低發(fā)射成本,二是因為這家機構還承諾會在加利福尼亞提供更多宇航產業(yè)方面的工作,而尼克松當時正在為1972年大選爭取這一地區(qū)的選票。
航天飛機也成了另一項阿波羅計劃遺產的生命線。阿波羅計劃期間,美國宇航局大規(guī)模擴建了各類航天基礎設施(大部分位于美國南方腹地),并且以這些基礎設施為基礎孵化了一大批大型航空航天公司。阿波羅計劃和其他大型空間任務、軍事任務給行業(yè)人員的啟示就是:把聯(lián)邦政府支出擴散到盡可能多的州,才能確保取得美國國會的支持。這樣一來,相關機構就變成了一個有自我延續(xù)功能的系統(tǒng),大型工程中心和軍工承包商構成了系統(tǒng)的主干,它們背后都有相應政客的支持,因為后者會保護航天產業(yè)在其任職地區(qū)創(chuàng)造的大量就業(yè)機會。
盡管未能兌現(xiàn)美國宇航局頻繁發(fā)射、大幅降低單次發(fā)射成本的承諾,經歷了艱難起步、繁榮發(fā)展以及兩次導致人員喪生事故的航天飛機仍然構成了美國宇航局的基本盤。航天飛機做到了許多了不起的事情,比如單次送更多宇航員進入太空、發(fā)射并修復哈勃空間望遠鏡、建造國際空間站。不過,航天飛機之所以能成為美國宇航局的核心項目,很大程度上還是因為它深深扎根于各項基礎設施以及政治經濟。哪怕航天飛機只剩下一個功能,也很難被終止——實際上,開發(fā)航天飛機繼任者的多次嘗試都無疾而終。最后的結果就是,等到2011年執(zhí)行了30載空間飛行任務的航天飛機終于退出歷史舞臺之時,美國不得不依靠俄羅斯的航天器向國際空間站運送宇航員。
去月球和火星——或者不去
航天飛機時代,兩次導致人員喪生的事故——1986年的挑戰(zhàn)者號以及2003年的哥倫比亞號——確實催生了美國上下的深刻自我反省。也正是這兩起事故讓人們重新審視美國國家空間政策——當時的政策促使兩任美國總統(tǒng)(布什父子)提出了奔赴月球和火星的計劃。這兩任總統(tǒng)都認為,他們需要明確描繪一個大膽的太空探索愿景,終極目標是讓宇航員登上那顆紅色行星。然而,由于缺少公眾支持和政治支持,這兩任總統(tǒng)的計劃都落空了。
老布什在1989年提出了太空探索計劃,這個計劃的起源就是1986年1月挑戰(zhàn)者號航天飛機的災難性事故。挑戰(zhàn)者號事故也讓美國的太空政策發(fā)生了巨大變化。讓航天飛機成為美國政府唯一發(fā)射工具的舉措顯然不太明智,因而在羅納德 · 里根總統(tǒng)任上終結。從里根政府開始,發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星的任務留給了美國火箭制造商,美國政府鼓勵他們將相關運載工具投入市場化運作。而美國宇航局也會盡可能快地停止利用航天飛機發(fā)送軍事設備和情報裝置的業(yè)務。彼時,美國宇航局即將發(fā)射的是后來成為國際空間站的各個艙段。里根總統(tǒng)在1983年批準了國際空間站項目。此后,歐洲空間局、加拿大和日本迅速加入,而他們的艙段以及相關器件也都需要美國的航天飛機發(fā)射。
1989年7月20日,阿波羅11號登月20周年紀念日,老布什總統(tǒng)在史密森美國國家航空航天博物館發(fā)表講話。正是在這次講話中,老布什公布了他旨在讓宇航員重返月球并首次前往火星的太空探索計劃。與老布什一道站在前臺的有當時的美國宇航局局長理查德·特魯利(左三)和阿波羅11號宇航員尼爾·阿姆斯特朗(左五)、邁克爾·柯林斯(右四)和巴茲·奧爾德林(右二)
然而,面對這樣的政策轉向,當時宇航圈內外的許多人都認為,美國宇航局目的不明、官僚主義、行事缺乏想象力,最終導致美國的載人空間項目停滯在近地軌道上。里根還任命了一個由美國宇航局前局長托馬斯 · 潘恩(Thomas Paine)領導的國家委員會。這個委員會制定了一項宏偉的計劃,為在整個太陽系內部建造各類人類基礎設施——當然包括月球和火星基地——大幅增加美國宇航局的項目數(shù)量和預算資金。毫無疑問,這個計劃聽上去就不可能成功,更糟糕的是,它誕生在挑戰(zhàn)者號事故之后。于是,由第一位進入太空的美國女性薩利 · 萊德(Sally Ride)領導的另一個委員會在1987年提交了一份溫和得多的報告。報告中,萊德特別提到了一個叫作“地球使命”的計劃。這個計劃的目標之一就是深入調查地球生態(tài)圈和環(huán)境。不過,委員會并不允許萊德把“地球使命”計劃列為報告的首推選項。
1989年,老布什就任美國總統(tǒng)。他認為,是時候讓美國宇航局再次為公眾勾勒一個宏偉的新愿景了。作為一名太空愛好者,老布什立刻把目光投向了載人航天界對月球和火星任務孜孜不倦的追求,但令人意外的是,他竟然幾乎沒有注意到美國宇航局執(zhí)行這些計劃需要大幅提升預算,而這顯然會帶來各種政治要求。1989年7月20日,也就是阿波羅11號登月20周年紀念日,老布什在史密森美國國家航空航天博物館前的臺階上宣布了太空探索計劃,提出要讓宇航員在21世紀初再次踏上月球,并且在2020年登陸火星。
媒體和國會(當時掌握話語權的是民主黨)的第一反應是懷疑。美國宇航局很快便啟動了一項研究,并且在1989年秋天得到了一個絕不會得到政治支持的估算:要想在月球和火星上建立基地,總花費高達5000億美元。雖然后續(xù)進一步的研究仍舊維持了幾年,但實際上,太空探索計劃從出生時便夭折了。
方向不明
美國宇航局之所以估算出那么高的成本并且無法想象太空探索計劃的實施難度,航天飛機和計劃中的空間站是重要因素。這兩個項目的資金是美國宇航局許多研究中心的基礎,而且與相關承包商和政客聯(lián)系緊密。因此,美國宇航局的工程師和高層管理人員完全不認為可以削減或取消這兩個項目的資金,更不可能像彼時航天界的某些新觀點認為的那樣跳過月球直接前往火星。無論要在月球或火星上建造何種設施、實施何種計劃,航天飛機和空間站都是必須優(yōu)先保證的項目。
自1958年成立后,美國宇航局歷年預算在聯(lián)邦政府預算中所占百分比,在20世紀60年代阿波羅計劃的高峰期達到頂峰時的4%左右,但現(xiàn)在大約只有0.5%
在公布太空探索計劃之前,老布什任命了美國宇航局前航天飛機宇航員理查德 · 特魯利(Richard Truly)為美國宇航局局長。特魯利在知曉太空探索計劃之后的第一反應是:他完全不覺得美國宇航局當時擁有的各項條件、設施足以支撐這個雄心勃勃的新計劃。事實證明,這個預感非常準確。不過,考慮到這是總統(tǒng)要做的事兒,特魯利還是繼續(xù)推動這個計劃,沒有任何阻撓。結果就是美國宇航局產生了一套成本極高且選擇余地極其有限的方案。
老布什太空探索計劃失敗的另一個重要背景是大規(guī)模擴展國家太空計劃——尤其是奔赴火星的計劃——缺少民眾支持,這就更加使得國會興趣寥寥。20世紀60年代中葉,美國宇航局預算在聯(lián)邦政府預算中的占比隨著阿波羅計劃進入高峰而來到頂峰時的4%,而現(xiàn)在已經縮水到了1%以下。20世紀70年代中葉航天飛機的發(fā)展以及20世紀80年代后半葉為彌補挑戰(zhàn)者號事故的損失,美國宇航局的預算占比短暫提升至1%上下。不過,這個占比之后很快就再度下滑了,因為聯(lián)邦政府的整體預算上漲速度快于美國宇航局的預算。實際上,因為美國政府預算管理辦公室和國會負責撥款的人員認為,任何機構或部門的份額都應該維持在一個相對固定的水平上,所以聯(lián)邦下屬所有機構和部門的預算占比往往都不會迅速上升。要想大幅提升預算占比,通常需要在相應領域出現(xiàn)國家危機意識。對美國宇航局來說,這樣的情況只出現(xiàn)了一次,那就是阿波羅計劃。在老布什提出太空探索計劃時,無論是美國公民還是美國政客都已或多或少地認可了現(xiàn)狀,因此,美國宇航局的預算增加一倍或兩倍壓根就是不可能的。
毫無疑問,太空探索計劃在政治上是一次徹頭徹尾的失敗,老布什和他的副總統(tǒng)丹 · 奎爾(Dan Quayle)難辭其咎,但他倆又都覺得美國宇航局在這個計劃上溫水煮青蛙的態(tài)度是一種背叛。20世紀90年代初,政府對美國宇航局領導層的信任徹底破滅。20世紀90年代中葉,哈勃空間望遠鏡升空之后卻出現(xiàn)了令人尷尬的鏡面問題,更是讓這種情況雪上加霜。1992年初,老布什迫使特魯利辭職并任命航空航天領域的門外漢丹尼爾 · 戈爾?。―aniel Goldin)為美國宇航局局長。當然,考慮到戈爾丁此前是美國國防產業(yè)承包商TRW的副總裁且有過某些機密空間項目的執(zhí)行經歷,這次任命也絕不是巧合。那個時候,雖然里根總統(tǒng)備受爭議的戰(zhàn)略防御計劃正在逐漸消退,但彈道導彈防御系統(tǒng)的承包商卻因為快速、創(chuàng)新而聲名鵲起,他們能極大程度削減項目的時間跨度以及巨額預算——而冗長的項目跨度和龐大的項目預算實質上都是包括美國宇航局在內的美國軍工復合體的典型特征。
戈爾丁執(zhí)行的機器(非載人)航天計劃特征后來被總結為“更快、更好、更便宜”,產生的結果好壞參半,但都產生了重要影響。老布什1992年大選失利,但戈爾丁沒有受到波及,憑借改革者的良好名聲——雖然管理風格有時顯得粗暴——繼續(xù)在比爾 · 克林頓(Bill Clinton)任上擔任美國宇航局局長。不過,在克林頓任上,戈爾丁受困于曠日持久的航天飛機和空間站項目,預算則停滯不前甚至略有下降:冷戰(zhàn)突然結束,蘇聯(lián)的崩潰讓缺少競爭的美國宇航局得不到增加預算的支持。為了實現(xiàn)外交政策上的目標,并且挽救已經延宕多年、超出最初預算數(shù)十億美元的空間站項目,克林頓政府與俄羅斯談判后決定將雙方的空間站項目合并,于是就有了國際空間站。至于低地球軌道之外的載人空間項目,則完全被排除在計劃之外。
1999年,美國政府預算管理辦公室官員和戈爾丁就美國宇航局在新千年的任務啟動了一個新的計劃。這個計劃正是執(zhí)行阿爾忒彌斯任務的獵戶座宇宙飛船的起源。然而,在美國公眾層面,出現(xiàn)針對美國宇航局未來的實質性討論則是在2003年2月哥倫比亞號航天飛機發(fā)生人員喪生的事故之后。這場事故再次引發(fā)了公眾對美國宇航局處理航天飛機安全問題方式上的批評,并且還凸顯出航天飛機的安全性在本質上確實低于早先的航天器。
哥倫比亞號航天飛機的事故報告提出,在完成國際空間站的構筑后,所有航天飛機都應該立刻退役。圍繞事故的相關報告和公眾討論恰恰反映了美國宇航局沒能及時開發(fā)航天飛機繼任者以及載人空間項目方向不明的尷尬。
星座計劃
2004年1月14日,美國總統(tǒng)小布什在美國宇航局總部發(fā)表講話,揭曉了“空間探索遠景”計劃。按照計劃,航天飛機在2010年完成國際空間站的建造后就會退役。美國宇航局則會開發(fā)一種新的載人航天器前往國際空間站、月球,以及最后的目標火星。這種新航天器的首飛應該在2014年,這意味著,美國宇航局會在航天飛機退役之后的前四年(最終變成九年)依靠俄羅斯航天器前往國際空間站。小布什和他的父親一樣,非常清楚月球并不是大眾喜歡的太空探索主要目標,因為美國人之前就已經去過了。不過,小布什強調在研發(fā)前往火星(按當時的規(guī)劃,2020年甚至最早在2015年就可以實現(xiàn)這個目標)的技術時一定要將返程任務考慮在內。
為了讓這番講話聽上去富有遠見,再一次把終極目標設定為人類登陸火星,這也反映出公眾對這顆紅色星球長期以來的迷戀。然而,總統(tǒng)前往火星的承諾是含糊不清的。吸取了太空探索計劃失敗的經驗,小布什只是提出適度提高美國宇航局的預算,在5年內撥款10億美元。然而,前往火星還需要100億美元,來源有三個:一是航天飛機退役后省下來的資金;二是國際空間站組裝完成后使用數(shù)年便不再投入資金;三是從不涉及月球和火星探索的空間科學項目中轉移資金。
這個預算方案當然不乏批評者,主要來自國際空間站的外國合作方和美國科學界,但它至少保證了“空間探索愿景”計劃在政治上不會馬上失勢。然而,即便如此,事實證明,這個計劃也不太現(xiàn)實。小布什任命的第一任美國宇航局局長肖恩 · 奧基夫(Sean O′Keefe)在2005年年初離任后,航天工程師邁克爾 · 格里芬(Michael Griffin)接替了他的職位。有鑒于當時所謂的星座計劃缺乏明確的實際目標,格里芬更堅定地把重點重新放到了登月上。然而,格里芬同樣面臨困難:航天飛機和國際空間站的花費高于預期,且白宮方面對“空間探索愿景”計劃的興趣日益削減。美國在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上陷入泥沼更是令聯(lián)邦財政狀況雪上加霜。美國宇航局的預算顯然也無法大幅上升,至于航天飛機退役節(jié)省經費還是幾年之后的事。于是,星座計劃甫一啟動,發(fā)射日期就進一步推延到了21世紀10年代。
格里芬選定的設備是航天飛機固體火箭助推器的某種加長版,配有一個上面級。這種叫作戰(zhàn)神1號的運載火箭可以將新設計的載人航天器(也就是現(xiàn)在的獵戶座飛船)發(fā)射入低地球軌道。此外還有重型火箭推進器戰(zhàn)神5號,它的核心級脫胎于航天飛機的外部燃料箱,同時配有兩個加長版固體火箭推進器。按計劃,戰(zhàn)神5號會攜帶名叫“牽牛星”的月球登陸器以及負責將“獵戶座-牽牛星”聯(lián)合飛船送往月球的推進級。
航天飛機技術的再利用和再擴展體現(xiàn)了人們稱之為航天飛機工業(yè)復合體的某種根深蒂固的特征。美國宇航局的三大載人飛行中心——位于佛羅里達梅里特島的肯尼迪航天中心、位于亞拉巴馬亨茨維爾的馬紹爾空間飛行中心、位于得克薩斯休斯敦的約翰遜航天中心——與波音公司、洛克希德馬丁公司以及固體火箭制造商莫頓 · 瑟奧科爾公司聯(lián)系緊密。這些公司依靠合同中超出成本的部分盈利。最關鍵的是,他們與美國宇航局簽訂的合同非常友好,延期或超出預算通常也不會受到過多懲罰——有時甚至可以說是完全沒有。另一方面,美國參眾兩院的議員們一如既往地堅決捍衛(wèi)自己所在選區(qū)的航天產業(yè)工作機會,這也鞏固了這個舒適且自利的體系。
在21世紀的頭十年中,商業(yè)火箭產業(yè)仍處于起步階段,于是,美國宇航局和大型航天公司可以很輕松地將這些后來者視為無法生產任何可靠產品的名不副實的公司。實際上,在此之前,已經有數(shù)家著名的商業(yè)火箭初創(chuàng)公司倒閉了。埃隆 · 馬斯克(Elon Musk)的太空探索公司(SpaceX)也是在掙扎中發(fā)射了第一枚火箭、小型衛(wèi)星發(fā)射器獵鷹1號,而杰夫 · 貝佐斯(Jeff Bezos)的藍色起源公司甚至沒有發(fā)射任何火箭,始終處于保密狀態(tài)。因此,對美國航天界來說,當時的可靠選擇的確寥寥無幾。然而,星座計劃的預算一直不高,更不用說像阿波羅計劃那樣的超高預算份額了。于是,這個計劃一路走低,相關公司的預算超支累積達到數(shù)十億美元。小布什的“空間探索愿景”計劃有大麻煩了。
阿爾忒彌斯計劃浮出水面
巴拉克 · 奧巴馬(Barack Obama)在2008年贏得大選時,太空政策在他的優(yōu)先級名單上順位靠后,因為伊拉克戰(zhàn)爭和金融風暴已經威脅到了整個美國經濟。然而,在奧巴馬競選團隊中的太空專家、前美國宇航局官員洛里 · 加弗爾(Lori Garver,他在奧巴馬就任總統(tǒng)后很快就當上了美國宇航局副局長)的議程上,星座計劃排在第一位。加弗爾在過渡團隊的調查中發(fā)現(xiàn),戰(zhàn)神1號項目彼時已經開展了四年,而火箭發(fā)射日期已經推遲了五年。與此同時,由于航天飛機的退役日期也在不斷延后,便沒有額外的錢留給戰(zhàn)神5號火箭以及牽牛星號航天器了。為應對這種窘境,一個新的頂尖專家委員會推薦了多種解決方案,其中之一是取消星座計劃并挑選一條前往月球之外的其他天體(或許是一顆小行星)的可行發(fā)展路徑。事實證明,這就是奧巴馬政府在21世紀10年代初執(zhí)行的方案。至于“空間探索愿景”計劃,它已經死亡了。
這個決定在各大老牌航天機構中引發(fā)了強烈抗議,他們在航天飛機項目終結后面臨著大規(guī)模裁員的壓力。包括尼爾 · 阿姆斯特朗在內的知名宇航員在出席國會聽證會時表示,如果沒有美國宇航局各大航天中心以及合作多年的機構領導雄心勃勃的載人航天計劃,這個國家的太空探索事業(yè)就會失去方向。國會和美國宇航局兩方面的壓力迫使奧巴馬第一次做出讓步,決定拯救獵戶座宇宙飛船,它在本質上就是阿波羅指令艙和推進艙的某種現(xiàn)代版本。
多名參議員——其中最出名的要數(shù)理查德 · 謝爾比(Richard Shelby)和比爾 · 尼爾森(Bill Nelson)——隨后與各大航天公司合作,同時更加謹慎地聯(lián)合美國宇航局,一道驅使奧巴馬政府接受一種重型推進火箭的方案。這種火箭在本質上就是重新設計的戰(zhàn)神5號。后來這種火箭得到了一個名字“太空發(fā)射系統(tǒng)”(SLS),但批評者則戲稱其為“參議員發(fā)射系統(tǒng)”(英文首字母縮寫同樣是SLS)。最后的結果就是,航天器和火箭推進器都沒有清楚、明確的目標,它們存在的最大價值就是在航天飛機項目行將就木時維系相關航天飛機工業(yè)復合體的商業(yè)運作。(2011年7月,航天飛機完成了最后一次飛行。)
此時,作為新興商業(yè)航天產業(yè)的主要倡導者,加弗爾陷入了兩難的境地。她支持后來叫作“商業(yè)載人航天”的計劃,那是格里芬批準的一個非傳統(tǒng)航天項目的延伸。這個計劃允許商業(yè)公司發(fā)射貨物至國際空間站,維系后者的運轉。太空探索公司正是商業(yè)貨物發(fā)射商競標中的一大贏家,隨后便推出了其“龍”飛船的載人版本。
在傳統(tǒng)載人航天機構的攻擊以及國會超出原定計劃削減預算的措施下,商業(yè)載人航天計劃艱難存活了下來。2013年,加弗爾離任。她覺得頂頭上司、黑人宇航員先驅、奧巴馬任命的美國宇航局局長查爾斯 · 博爾登(Charles Bolden)抹殺了她的功績。2014年,美國宇航局把商業(yè)載人航天合同給了航天產業(yè)新貴太空探索公司以及老牌機構波音公司。后者的合同金額更大,而且大得多。
2020年,SpaceX的龍飛船開始了載人航天飛行,而波音公司的“星際客機”則遭遇了一連串尷尬事件。截至本文撰寫時,波音公司仍未讓哪怕一個宇航員上天。奧巴馬政府期間,美國宇航局給太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船設定的官方目標是派遣宇航員前往小行星,進而為后續(xù)的火星之旅做準備。這個計劃本來就激不起多大熱情,它最后演變的結果更是讓許多人覺得毫無興趣:派遣非載人航天器拖回一顆很小的小行星,將其安放在月球軌道上,然后再由宇航員前去取樣。這個計劃最后之所以變成這個樣子,是因為前往一顆繞日運動的小行星前后需要數(shù)月,獵戶座飛船實在太小,不足以支持如此長時間跨度的飛行,而且還需要配備額外的宇航員生活艙。于是,美國宇航局轉而考慮在遙遠的月球軌道上建造一個名為“大門”的小型空間站,并且同國際空間站一樣很快同歐洲空間局、加拿大和日本達成了合作意向。另外,如果資金能夠落實,載人登月仍舊在美國宇航局的長期計劃之中。因此,從效果上說,星座計劃的遺產從后門溜了回來,演變成了一個月球計劃。
唐納德 · 特朗普(Donald Trump)在任期間指派邁克 · 彭斯(Mike Pence)執(zhí)掌太空政策。彭斯同新任美國宇航局局長吉姆 · 布里登斯廷(Jim Bridenstine)一道帶領美國宇航局重拾載人登月的首要目標。他倆輕而易舉地向特朗普兜售了2024年年底前登陸月球這個民族主義色彩濃重且昭然若揭的政治目標。顯然,這個日期絕不是一個現(xiàn)實的目標(現(xiàn)在定下的2025年12月也同樣不是)。2019年,美國宇航局正式給這個項目起名“阿爾忒彌斯”——那是神話中阿波羅孿生姐姐的名字。隨后出現(xiàn)的就是載人航天產業(yè)新老模式的聯(lián)姻。一邊是得到國會授權的太空發(fā)射系統(tǒng)和獵戶座飛船,目前每次發(fā)射的費用約41億美元——就連美國宇航局自己也承認,這個成本實在是太高了。同幾十年來的慣常做法一樣,美國宇航局根據(jù)神秘且代價不菲的聯(lián)邦采購條例從波音公司、洛克希德馬丁公司以及其他航天公司采購相關設備(獵戶座飛船的推進艙由歐洲空間局提供,而歐洲空間局又是從他的承包商空中客車那兒采購的)。
另一邊則是方興未艾的商業(yè)航天產業(yè)。其中最成功的當然是SpaceX。龍飛船大獲成功,獵鷹9號火箭推進器通過可回收第一級大幅壓縮發(fā)射成本,種種事跡讓這家公司收獲了大量美譽。為了讓宇航員登陸其他天體,美國宇航局邀請各大公司為其所謂的“人類登陸系統(tǒng)”提供建議。2021年,這個項目的第一份合同給了SpaceX,第二份則在2023年給了藍色起源公司領導的一個團隊。基于國際空間站商業(yè)貨物運送和商業(yè)載人的模式,美國宇航局根據(jù)1958年的《太空法案》通過固定價格協(xié)議與上述公司簽訂了競爭性服務合同,而不是直接從傳統(tǒng)航天企業(yè)那兒采購航天器。這類協(xié)議體現(xiàn)的是公私合作關系,私人企業(yè)本身也會投入部分自有資金。此外,美國宇航局還同其他企業(yè)簽訂了向月球表面運送非載人航天器和相關貨物的合同。
自2012年以來,SpaceX的航天器就一直負責向國際空間站運送貨物。這張創(chuàng)作于2019年的圖片描繪了SpaceX龍貨運飛船與國際空間站相連時的場景
阿爾忒彌斯計劃能持續(xù)多久?
阿爾忒彌斯計劃并不是某位總統(tǒng)高調宣布的產物,而是主要在國會政治以及維持美國宇航局載人航天基礎設施及其相關工作崗位的需求推動下,在長達十年的時間內逐步自我演化而成的一個月球計劃——當然,從名義上說,還是一個火星計劃。美國民眾對派遣宇航員登月的熱情也始終低迷——在最近的一次民意調查中,只有12%的受訪者選擇載人登月為美國宇航局“最優(yōu)先考慮的事項”之一(監(jiān)測小行星威脅得票率60%,監(jiān)測地球氣候變化得票率50%)。這樣看來,阿爾忒彌斯計劃看上去不太可能在政治上獲得支持。
然而,另一方面的情況也真實存在。老布什、小布什兩任總統(tǒng)高調宣布的太空計劃最終都破產的命運告訴我們,無論是美國民眾,還是美國政界,都沒有意愿大幅增加美國宇航局的預算。然而,另一方面,他們也沒有縮減或干脆取消載人空間計劃的意愿,這點在國會和白宮體現(xiàn)得尤為明顯。等到航天飛機項目結束、國際空間站建成,就會釋放大量預算留給深空載人航天計劃——即便這個計劃至少在某個時期始終缺少令人信服的遠大目標,也沒有體現(xiàn)出任何緊迫感。
影響阿爾忒彌斯計劃可持續(xù)性的另一大因素是載人空間飛行是當代超級大國地位的象征。早在1971年,溫伯格就明確表達了這一點。自那之后,多任美國總統(tǒng)的公開演講對此也有提及。從傳統(tǒng)角度上說,航天領域的分析人士和支持者都會從國際聲望的角度討論太空計劃軟實力,但國際聲望是一個難以量化的模糊術語。美國宇航局首席經濟學家亞歷山大 · 麥克唐納德(Alexander MacDonald)提出了一個更有力的衡量工具,名叫經濟信號理論。按照他的理論,強有力的國家太空計劃就是向其他所有國家發(fā)出的強烈信號,彰顯本國經濟、科學、技術成就,以及潛在或真實存在的軍事實力。
以色列太空政策專家德格尼特 · 帕科夫斯基(Deganit Paikowsky)則闡述了一個名為“太空俱樂部”的相關概念。起初,太空俱樂部只是一場美蘇之間圍繞衛(wèi)星軌道展開的競賽,時至今日已經演變成了各個國家——最近還涌現(xiàn)出了一批私人公司——顯示其地緣政治實力的方式。各國按照太空探索實力的強弱在太空俱樂部中分成了多個層級。位于最高層級的是那些可以自行發(fā)射載人航天器的國家:目前只有蘇聯(lián)/俄羅斯、美國和中國做到了。因此,在其他國家——尤其是中國和俄羅斯——讓自家宇航員奔赴太空的時候卻沒有美國宇航員在軌工作,這絕對不是美國政治領導人希望看到的前景。同樣的道理,假如中國成功讓航天員登月而美國沒有,那么很大一部分美國民眾也會產生同樣的失落感。在美國,許多太空探索的深度支持者多年以來甚至一直幻想著中國與美國在太空領域展開某種形式的新冷戰(zhàn),這樣他們的所有愿望都有機會成真了。雖然像20世紀60年代那樣激烈的太空競賽不太可能再次出現(xiàn),但把月球完全留給中國航天員對所有美國政客來說都是不可容忍的。
2023年4月4日,阿爾忒彌斯2號機組成員公開亮相,從左至右依次是:杰瑞米·漢森(Jeremy Hansen)、維克多·格羅夫(Victor Glover)、里德·懷斯曼(Reid Wiseman)和克里斯蒂娜·科赫(CHristina Koch)
最后,還有一些次要因素也有利阿爾忒彌斯計劃。第一,這是一個國際合作項目,提供硬件設備的除了美國自己,還有歐洲空間局、加拿大和日本。另外,美國還通過《阿爾忒彌斯協(xié)定》展開太空外交,同更多國家建立聯(lián)系,試圖建立一套探索月球、火星以及其他一切太陽系天體的基本規(guī)則。因此,從政治利益出發(fā),這種國際合作的特征增加了美國國會與總統(tǒng)政府取消阿爾忒彌斯計劃的難度。
全球各國的政策制定者似乎正在達成共識:探索月球的時代正在卷土重來。私人企業(yè)已經掌握了將宇航員和太空游客送入近地軌道的技術,各國航天界推動技術邊界的重點當然應該擴展至地月軌道空間。而這正是印度、阿拉伯聯(lián)合酋長國以及其他國家發(fā)展他們的無人探測器時考慮的重點發(fā)展方向。此外,要測試人類前往火星等更遠天體的載人航天技術,地月軌道空間也是最理想的場所。當然,要真正讓人類登上火星,至少還需要20~25年的時間——實際上,早在20世紀60年代,載人火星計劃的擁躉就一直秉持這個觀點。
于是,我們那就來到了最后一個問題:將人類送入深空,而且代價是耗費海量資源,是否真的有意義?在20世紀60年代和70年代,空間物理學家詹姆斯 · 范艾倫(James Van Allen)提出,載人航天飛行危險性大且是一種資源浪費,無人航天器可以用少得多的錢產生多得多的科學產出。自他之后,無數(shù)科學家重復了這個觀點:2022年,天文學家唐納德 · 戈德史密斯(Donald Goldsmith)和馬丁 · 里斯(Martin Rees)在《宇航員的終結》(The End of Astronauts)一書中重申了這一點。不過,他倆也在這部作品的結尾部分坦承,載人航天飛行永遠不會消失,他們只是更新了一個對太空政策幾乎不會產生任何影響的舊觀點。機器空間科學的成就——比如各輛火星車以及詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡——是那樣光彩奪目,各種無人航天器的性能、自主性和成本效益也越來越高。然而,出于我們在前文中概述的那些原因,載人航天飛行絕對不會輕易退出歷史舞臺。
人類能否成功適應地月軌道空間和更遠的深空環(huán)境也仍然是個有待考證的重大問題。在這些環(huán)境中,人體不得不暴露在更大強度的輻射之下,微引力環(huán)境帶來的人體健康問題也不亞于低地球軌道附近的狀況。或許,殘酷的事實會告訴我們,人體根本不適應深空旅行,在“后人類”時代會由生化人和智慧機器代替我們執(zhí)行深空探索任務。無論如何,我們現(xiàn)在距得到有意義的最終結論還差得很遠。如果我們決定驗證人類究竟是否適應深空旅行,包括我在內的許多人都認為,應該首先在月球上做一些嘗試,因為在月球上,即便出現(xiàn)緊急情況,也相對容易獲得來自地球的支援。倘若我們最終發(fā)現(xiàn)技術條件無法支撐人類開展長達數(shù)年的深空探索之旅,那我們就不得不重新審視載人深空計劃的必要性。
從短期角度看,光是美國國內的政治因素和國際政治環(huán)境就足以讓阿爾忒彌斯計劃持續(xù)到21世紀30年代。因此,從目前的情況來說,我們會重返月球,而且至少會在那兒停留一段時間——或許還是長期停留,不再回來。
資料來源 Physics Today
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本文作者邁克爾·紐菲爾德(Michael Neufeld)是美國華盛頓特區(qū)史密森美國國家航空航天博物館高級策展人,2023年退休。他著有九部作品,其中包括《馮·布勞恩:太空夢想家、戰(zhàn)爭工程師》和《太空飛行簡史》