尽管公众热情不高,美国宇航局的阿尔忒弥斯项目还是会继续,因为空间飞行计划得到了美国国会的大力支持,同时也是大国地位的象征。
美国宇航局在2023年4月向公众介绍了阿尔忒弥斯2号任务的机组成员——半个多世纪后人类第一次计划前往月球——这标志着美国及其国际合作伙伴对这次载人登月活动的严肃态度。这个场面并不多见。两任美国总统——布什父子——都曾发表重要讲话,宣布宇航员将重返月球,进而探索火星。然而,两次讲话之后,跟进的项目都很快夭折。于是,自1972年12月阿波罗17号宇航员以溅落太平洋的方式返回地球以来,人类再也没有离开地球表面超过650千米。
阿尔忒弥斯1号任务期间从猎户座飞船上拍摄到的月球和地球
这个状态一直持续到2022年11月。美国宇航局终于成功发射太空发射系统助推器和无人驾驶的阿尔忒弥斯1号猎户座飞船——实际上,这次发射已经比最初的计划晚了至少5年。猎户座飞船飞往月球并完成绕月飞行后于2022年12月安全返回地球,这是一次非常成功的测试。不过,这个项目是否能延续下去,甚至能否像阿波罗项目那样虽然政治上不可持续但在科学和技术上大获成功?1968—1972年,美国执行了9次探月任务,其中有6次宇航员在月球表面登陆。1972年之后,阿波罗计划便结束了,这一次会有什么不同吗?
虽然美国公民并不怎么支持载人探月,但许多专家认为,美国宇航局的这一次尝试不会轻易半途而废,原因在于三个不断强化的政治因素。第一,美国宇航产业是一个树大根深的航天工业综合体,背后有美国国会的大力支持。第二,载人探月是大国地位的标志。第三,中国在空间领域的竞争力越来越强,在探月活动方面尤其如此。不过,要想理解美国政府这次行动的历史背景,我们还是得先清楚美国政府自阿波罗计划以来曲折变化的太空探索政策。只有这样,才能真正知晓为什么时隔50年人类登月行动才会再次提上日程。另外,我们也要仔细考察21世纪10年代后期的诸多变化以及各种相关政治因素,正是这些因素让成本高昂的人类登月计划变得更有可能持续下去。
当然,问题仍旧存在。如今,非载人航天器功能越来越强大,效率越来越高,甚至连成本都有下降的趋势。在这样的背景下,载人航天任务是否仍有必要?另外,一旦离开了地球磁层的保护,在充满危险辐射的空间环境中,载人深空探索任务对人体来说是否安全?
无论如何,就目前的情况来说,阿尔忒弥斯计划至少会持续到21世纪30年代,而且很有可能会持续得更久。要是中国也在2030年前后派航天员登月,那么,阿尔忒弥斯计划延续更久的概率就更高了。
阿波罗计划的遗产
事后来看,阿波罗计划没能长期延续是早就注定的结果。虽然披着科学和探索的外衣,但约翰· 肯尼迪(John Kennedy)总统早在1961年5月就给这个计划设定了核心目标:在载人登月这项成就上击败苏联,至少也要具备与其同等的竞争力。因此,一旦赢下了这场登月竞赛,就很难再有强大动力继续下去,尤其是苏联到最后都没能送宇航员上月球。
阿波罗17号指令舱1972年12月19日在南太平洋溅落
此外,正如美国宇航局前首席历史学家罗杰· 劳尼乌斯(Roger Launius)所说,公众对在阿波罗计划中花费数十亿美元一事的支持程度其实低于太空探索爱好者一直以来的印象。从始至终,只有两项20世纪60年代开展的民意调查——其中之一还是在1969年7月阿波罗11号登月时开展的——结果是支持方稍占上风。就在尼尔 · 阿姆斯特朗(Neil Armstrong)、迈克尔 · 柯林斯(Michael Collins)和巴兹 · 奥尔德林(Buzz Aldrin)返回地球后不久,公众的支持度就跳水了。1969年11月,阿波罗12号发射升空的时候,很大一部分美国公众都发出了疑问:我们已经打败了苏联人,为什么还要一次又一次地登月?越南战争、城市骚乱、市区衰败、环境危机意识日益增强,种种因素都让他们心生疑虑:为什么我们还要在阿波罗计划上投入几十亿美元?
在整个计划残余动力的驱使下,美国宇航局在首次登月后又做了6次尝试,其中5次让宇航员踏上了月球表面。这几次探索任务的核心都果断地从政治导向转向了科学导向:从不同月球地区获取了价值难以估量的土壤样本和数据。这些科学成果极大提升了我们对太阳系早期历史的认识,并且为此后行星科学的发展奠定了基础。然而,公众和政客对这些兴趣寥寥。每一艘阿波罗月球登陆器的成本超过4亿美元(按平价购买力计算,相当于如今的数十亿美元)。实际上,早在1967年,美国国会就已经开始削减美国宇航局的预算了,并且一直减到了20世纪70年代初。
1971年,理查德 · 尼克松(Richard Nixon)及其政府严肃讨论了是否取消最后两次阿波罗任务,以及是否资助美国宇航局提出的航天飞机计划。结果是,美国宇航局建造大型空间站的计划搁浅了,更不用说更进一步的月球和火星任务了。尼克松总统最终没有取消最后两次阿波罗任务,很大程度上是因为1971年8月12日时任美国预算管理办公室副主任的卡斯帕 · 温伯格(Caspar Weinberger)的一份备忘录。温伯格提到,只要还有美国宇航员在太空中执行任务,美国内外许多人已经产生的印象——“美国最好的时代已经过去,这个国家现在正把重点转向国内事务,减少对其他国家的国防承诺,并且开始自愿放弃超级大国的地位”——就永远不会得到证实。
简而言之,要是没有载人空间计划,美国看上去就不再是一个超级大国了。最后,尼克松总统还是批准了航天飞机计划,一是因为美国宇航局承诺航天飞机技术成熟后会大大降低发射成本,二是因为这家机构还承诺会在加利福尼亚提供更多宇航产业方面的工作,而尼克松当时正在为1972年大选争取这一地区的选票。
航天飞机也成了另一项阿波罗计划遗产的生命线。阿波罗计划期间,美国宇航局大规模扩建了各类航天基础设施(大部分位于美国南方腹地),并且以这些基础设施为基础孵化了一大批大型航空航天公司。阿波罗计划和其他大型空间任务、军事任务给行业人员的启示就是:把联邦政府支出扩散到尽可能多的州,才能确保取得美国国会的支持。这样一来,相关机构就变成了一个有自我延续功能的系统,大型工程中心和军工承包商构成了系统的主干,它们背后都有相应政客的支持,因为后者会保护航天产业在其任职地区创造的大量就业机会。
尽管未能兑现美国宇航局频繁发射、大幅降低单次发射成本的承诺,经历了艰难起步、繁荣发展以及两次导致人员丧生事故的航天飞机仍然构成了美国宇航局的基本盘。航天飞机做到了许多了不起的事情,比如单次送更多宇航员进入太空、发射并修复哈勃空间望远镜、建造国际空间站。不过,航天飞机之所以能成为美国宇航局的核心项目,很大程度上还是因为它深深扎根于各项基础设施以及政治经济。哪怕航天飞机只剩下一个功能,也很难被终止——实际上,开发航天飞机继任者的多次尝试都无疾而终。最后的结果就是,等到2011年执行了30载空间飞行任务的航天飞机终于退出历史舞台之时,美国不得不依靠俄罗斯的航天器向国际空间站运送宇航员。
去月球和火星——或者不去
航天飞机时代,两次导致人员丧生的事故——1986年的挑战者号以及2003年的哥伦比亚号——确实催生了美国上下的深刻自我反省。也正是这两起事故让人们重新审视美国国家空间政策——当时的政策促使两任美国总统(布什父子)提出了奔赴月球和火星的计划。这两任总统都认为,他们需要明确描绘一个大胆的太空探索愿景,终极目标是让宇航员登上那颗红色行星。然而,由于缺少公众支持和政治支持,这两任总统的计划都落空了。
老布什在1989年提出了太空探索计划,这个计划的起源就是1986年1月挑战者号航天飞机的灾难性事故。挑战者号事故也让美国的太空政策发生了巨大变化。让航天飞机成为美国政府唯一发射工具的举措显然不太明智,因而在罗纳德 · 里根总统任上终结。从里根政府开始,发射商业卫星的任务留给了美国火箭制造商,美国政府鼓励他们将相关运载工具投入市场化运作。而美国宇航局也会尽可能快地停止利用航天飞机发送军事设备和情报装置的业务。彼时,美国宇航局即将发射的是后来成为国际空间站的各个舱段。里根总统在1983年批准了国际空间站项目。此后,欧洲空间局、加拿大和日本迅速加入,而他们的舱段以及相关器件也都需要美国的航天飞机发射。
1989年7月20日,阿波罗11号登月20周年纪念日,老布什总统在史密森美国国家航空航天博物馆发表讲话。正是在这次讲话中,老布什公布了他旨在让宇航员重返月球并首次前往火星的太空探索计划。与老布什一道站在前台的有当时的美国宇航局局长理查德·特鲁利(左三)和阿波罗11号宇航员尼尔·阿姆斯特朗(左五)、迈克尔·柯林斯(右四)和巴兹·奥尔德林(右二)
然而,面对这样的政策转向,当时宇航圈内外的许多人都认为,美国宇航局目的不明、官僚主义、行事缺乏想象力,最终导致美国的载人空间项目停滞在近地轨道上。里根还任命了一个由美国宇航局前局长托马斯· 潘恩(Thomas Paine)领导的国家委员会。这个委员会制定了一项宏伟的计划,为在整个太阳系内部建造各类人类基础设施——当然包括月球和火星基地——大幅增加美国宇航局的项目数量和预算资金。毫无疑问,这个计划听上去就不可能成功,更糟糕的是,它诞生在挑战者号事故之后。于是,由第一位进入太空的美国女性萨利 · 莱德(Sally Ride)领导的另一个委员会在1987年提交了一份温和得多的报告。报告中,莱德特别提到了一个叫作“地球使命”的计划。这个计划的目标之一就是深入调查地球生态圈和环境。不过,委员会并不允许莱德把“地球使命”计划列为报告的首推选项。
1989年,老布什就任美国总统。他认为,是时候让美国宇航局再次为公众勾勒一个宏伟的新愿景了。作为一名太空爱好者,老布什立刻把目光投向了载人航天界对月球和火星任务孜孜不倦的追求,但令人意外的是,他竟然几乎没有注意到美国宇航局执行这些计划需要大幅提升预算,而这显然会带来各种政治要求。1989年7月20日,也就是阿波罗11号登月20周年纪念日,老布什在史密森美国国家航空航天博物馆前的台阶上宣布了太空探索计划,提出要让宇航员在21世纪初再次踏上月球,并且在2020年登陆火星。
媒体和国会(当时掌握话语权的是民主党)的第一反应是怀疑。美国宇航局很快便启动了一项研究,并且在1989年秋天得到了一个绝不会得到政治支持的估算:要想在月球和火星上建立基地,总花费高达5000亿美元。虽然后续进一步的研究仍旧维持了几年,但实际上,太空探索计划从出生时便夭折了。
方向不明
美国宇航局之所以估算出那么高的成本并且无法想象太空探索计划的实施难度,航天飞机和计划中的空间站是重要因素。这两个项目的资金是美国宇航局许多研究中心的基础,而且与相关承包商和政客联系紧密。因此,美国宇航局的工程师和高层管理人员完全不认为可以削减或取消这两个项目的资金,更不可能像彼时航天界的某些新观点认为的那样跳过月球直接前往火星。无论要在月球或火星上建造何种设施、实施何种计划,航天飞机和空间站都是必须优先保证的项目。
自1958年成立后,美国宇航局历年预算在联邦政府预算中所占百分比,在20世纪60年代阿波罗计划的高峰期达到顶峰时的4%左右,但现在大约只有0.5%
在公布太空探索计划之前,老布什任命了美国宇航局前航天飞机宇航员理查德· 特鲁利(Richard Truly)为美国宇航局局长。特鲁利在知晓太空探索计划之后的第一反应是:他完全不觉得美国宇航局当时拥有的各项条件、设施足以支撑这个雄心勃勃的新计划。事实证明,这个预感非常准确。不过,考虑到这是总统要做的事儿,特鲁利还是继续推动这个计划,没有任何阻挠。结果就是美国宇航局产生了一套成本极高且选择余地极其有限的方案。
老布什太空探索计划失败的另一个重要背景是大规模扩展国家太空计划——尤其是奔赴火星的计划——缺少民众支持,这就更加使得国会兴趣寥寥。20世纪60年代中叶,美国宇航局预算在联邦政府预算中的占比随着阿波罗计划进入高峰而来到顶峰时的4%,而现在已经缩水到了1%以下。20世纪70年代中叶航天飞机的发展以及20世纪80年代后半叶为弥补挑战者号事故的损失,美国宇航局的预算占比短暂提升至1%上下。不过,这个占比之后很快就再度下滑了,因为联邦政府的整体预算上涨速度快于美国宇航局的预算。实际上,因为美国政府预算管理办公室和国会负责拨款的人员认为,任何机构或部门的份额都应该维持在一个相对固定的水平上,所以联邦下属所有机构和部门的预算占比往往都不会迅速上升。要想大幅提升预算占比,通常需要在相应领域出现国家危机意识。对美国宇航局来说,这样的情况只出现了一次,那就是阿波罗计划。在老布什提出太空探索计划时,无论是美国公民还是美国政客都已或多或少地认可了现状,因此,美国宇航局的预算增加一倍或两倍压根就是不可能的。
毫无疑问,太空探索计划在政治上是一次彻头彻尾的失败,老布什和他的副总统丹· 奎尔(Dan Quayle)难辞其咎,但他俩又都觉得美国宇航局在这个计划上温水煮青蛙的态度是一种背叛。20世纪90年代初,政府对美国宇航局领导层的信任彻底破灭。20世纪90年代中叶,哈勃空间望远镜升空之后却出现了令人尴尬的镜面问题,更是让这种情况雪上加霜。1992年初,老布什迫使特鲁利辞职并任命航空航天领域的门外汉丹尼尔 · 戈尔丁(Daniel Goldin)为美国宇航局局长。当然,考虑到戈尔丁此前是美国国防产业承包商TRW的副总裁且有过某些机密空间项目的执行经历,这次任命也绝不是巧合。那个时候,虽然里根总统备受争议的战略防御计划正在逐渐消退,但弹道导弹防御系统的承包商却因为快速、创新而声名鹊起,他们能极大程度削减项目的时间跨度以及巨额预算——而冗长的项目跨度和庞大的项目预算实质上都是包括美国宇航局在内的美国军工复合体的典型特征。
戈尔丁执行的机器(非载人)航天计划特征后来被总结为“更快、更好、更便宜”,产生的结果好坏参半,但都产生了重要影响。老布什1992年大选失利,但戈尔丁没有受到波及,凭借改革者的良好名声——虽然管理风格有时显得粗暴——继续在比尔 · 克林顿(Bill Clinton)任上担任美国宇航局局长。不过,在克林顿任上,戈尔丁受困于旷日持久的航天飞机和空间站项目,预算则停滞不前甚至略有下降:冷战突然结束,苏联的崩溃让缺少竞争的美国宇航局得不到增加预算的支持。为了实现外交政策上的目标,并且挽救已经延宕多年、超出最初预算数十亿美元的空间站项目,克林顿政府与俄罗斯谈判后决定将双方的空间站项目合并,于是就有了国际空间站。至于低地球轨道之外的载人空间项目,则完全被排除在计划之外。
1999年,美国政府预算管理办公室官员和戈尔丁就美国宇航局在新千年的任务启动了一个新的计划。这个计划正是执行阿尔忒弥斯任务的猎户座宇宙飞船的起源。然而,在美国公众层面,出现针对美国宇航局未来的实质性讨论则是在2003年2月哥伦比亚号航天飞机发生人员丧生的事故之后。这场事故再次引发了公众对美国宇航局处理航天飞机安全问题方式上的批评,并且还凸显出航天飞机的安全性在本质上确实低于早先的航天器。
哥伦比亚号航天飞机的事故报告提出,在完成国际空间站的构筑后,所有航天飞机都应该立刻退役。围绕事故的相关报告和公众讨论恰恰反映了美国宇航局没能及时开发航天飞机继任者以及载人空间项目方向不明的尴尬。
星座计划
2004年1月14日,美国总统小布什在美国宇航局总部发表讲话,揭晓了“空间探索远景”计划。按照计划,航天飞机在2010年完成国际空间站的建造后就会退役。美国宇航局则会开发一种新的载人航天器前往国际空间站、月球,以及最后的目标火星。这种新航天器的首飞应该在2014年,这意味着,美国宇航局会在航天飞机退役之后的前四年(最终变成九年)依靠俄罗斯航天器前往国际空间站。小布什和他的父亲一样,非常清楚月球并不是大众喜欢的太空探索主要目标,因为美国人之前就已经去过了。不过,小布什强调在研发前往火星(按当时的规划,2020年甚至最早在2015年就可以实现这个目标)的技术时一定要将返程任务考虑在内。
为了让这番讲话听上去富有远见,再一次把终极目标设定为人类登陆火星,这也反映出公众对这颗红色星球长期以来的迷恋。然而,总统前往火星的承诺是含糊不清的。吸取了太空探索计划失败的经验,小布什只是提出适度提高美国宇航局的预算,在5年内拨款10亿美元。然而,前往火星还需要100亿美元,来源有三个:一是航天飞机退役后省下来的资金;二是国际空间站组装完成后使用数年便不再投入资金;三是从不涉及月球和火星探索的空间科学项目中转移资金。
这个预算方案当然不乏批评者,主要来自国际空间站的外国合作方和美国科学界,但它至少保证了“空间探索愿景”计划在政治上不会马上失势。然而,即便如此,事实证明,这个计划也不太现实。小布什任命的第一任美国宇航局局长肖恩 · 奥基夫(Sean O′Keefe)在2005年年初离任后,航天工程师迈克尔 · 格里芬(Michael Griffin)接替了他的职位。有鉴于当时所谓的星座计划缺乏明确的实际目标,格里芬更坚定地把重点重新放到了登月上。然而,格里芬同样面临困难:航天飞机和国际空间站的花费高于预期,且白宫方面对“空间探索愿景”计划的兴趣日益削减。美国在伊拉克和阿富汗战场上陷入泥沼更是令联邦财政状况雪上加霜。美国宇航局的预算显然也无法大幅上升,至于航天飞机退役节省经费还是几年之后的事。于是,星座计划甫一启动,发射日期就进一步推延到了21世纪10年代。
格里芬选定的设备是航天飞机固体火箭助推器的某种加长版,配有一个上面级。这种叫作战神1号的运载火箭可以将新设计的载人航天器(也就是现在的猎户座飞船)发射入低地球轨道。此外还有重型火箭推进器战神5号,它的核心级脱胎于航天飞机的外部燃料箱,同时配有两个加长版固体火箭推进器。按计划,战神5号会携带名叫“牵牛星”的月球登陆器以及负责将“猎户座-牵牛星”联合飞船送往月球的推进级。
航天飞机技术的再利用和再扩展体现了人们称之为航天飞机工业复合体的某种根深蒂固的特征。美国宇航局的三大载人飞行中心——位于佛罗里达梅里特岛的肯尼迪航天中心、位于亚拉巴马亨茨维尔的马绍尔空间飞行中心、位于得克萨斯休斯敦的约翰逊航天中心——与波音公司、洛克希德马丁公司以及固体火箭制造商莫顿 · 瑟奥科尔公司联系紧密。这些公司依靠合同中超出成本的部分盈利。最关键的是,他们与美国宇航局签订的合同非常友好,延期或超出预算通常也不会受到过多惩罚——有时甚至可以说是完全没有。另一方面,美国参众两院的议员们一如既往地坚决捍卫自己所在选区的航天产业工作机会,这也巩固了这个舒适且自利的体系。
在21世纪的头十年中,商业火箭产业仍处于起步阶段,于是,美国宇航局和大型航天公司可以很轻松地将这些后来者视为无法生产任何可靠产品的名不副实的公司。实际上,在此之前,已经有数家著名的商业火箭初创公司倒闭了。埃隆 · 马斯克(Elon Musk)的太空探索公司(SpaceX)也是在挣扎中发射了第一枚火箭、小型卫星发射器猎鹰1号,而杰夫 · 贝佐斯(Jeff Bezos)的蓝色起源公司甚至没有发射任何火箭,始终处于保密状态。因此,对美国航天界来说,当时的可靠选择的确寥寥无几。然而,星座计划的预算一直不高,更不用说像阿波罗计划那样的超高预算份额了。于是,这个计划一路走低,相关公司的预算超支累积达到数十亿美元。小布什的“空间探索愿景”计划有大麻烦了。
阿尔忒弥斯计划浮出水面
巴拉克· 奥巴马(Barack Obama)在2008年赢得大选时,太空政策在他的优先级名单上顺位靠后,因为伊拉克战争和金融风暴已经威胁到了整个美国经济。然而,在奥巴马竞选团队中的太空专家、前美国宇航局官员洛里 · 加弗尔(Lori Garver,他在奥巴马就任总统后很快就当上了美国宇航局副局长)的议程上,星座计划排在第一位。加弗尔在过渡团队的调查中发现,战神1号项目彼时已经开展了四年,而火箭发射日期已经推迟了五年。与此同时,由于航天飞机的退役日期也在不断延后,便没有额外的钱留给战神5号火箭以及牵牛星号航天器了。为应对这种窘境,一个新的顶尖专家委员会推荐了多种解决方案,其中之一是取消星座计划并挑选一条前往月球之外的其他天体(或许是一颗小行星)的可行发展路径。事实证明,这就是奥巴马政府在21世纪10年代初执行的方案。至于“空间探索愿景”计划,它已经死亡了。
这个决定在各大老牌航天机构中引发了强烈抗议,他们在航天飞机项目终结后面临着大规模裁员的压力。包括尼尔· 阿姆斯特朗在内的知名宇航员在出席国会听证会时表示,如果没有美国宇航局各大航天中心以及合作多年的机构领导雄心勃勃的载人航天计划,这个国家的太空探索事业就会失去方向。国会和美国宇航局两方面的压力迫使奥巴马第一次做出让步,决定拯救猎户座宇宙飞船,它在本质上就是阿波罗指令舱和推进舱的某种现代版本。
多名参议员——其中最出名的要数理查德 · 谢尔比(Richard Shelby)和比尔 · 尼尔森(Bill Nelson)——随后与各大航天公司合作,同时更加谨慎地联合美国宇航局,一道驱使奥巴马政府接受一种重型推进火箭的方案。这种火箭在本质上就是重新设计的战神5号。后来这种火箭得到了一个名字“太空发射系统”(SLS),但批评者则戏称其为“参议员发射系统”(英文首字母缩写同样是SLS)。最后的结果就是,航天器和火箭推进器都没有清楚、明确的目标,它们存在的最大价值就是在航天飞机项目行将就木时维系相关航天飞机工业复合体的商业运作。(2011年7月,航天飞机完成了最后一次飞行。)
此时,作为新兴商业航天产业的主要倡导者,加弗尔陷入了两难的境地。她支持后来叫作“商业载人航天”的计划,那是格里芬批准的一个非传统航天项目的延伸。这个计划允许商业公司发射货物至国际空间站,维系后者的运转。太空探索公司正是商业货物发射商竞标中的一大赢家,随后便推出了其“龙”飞船的载人版本。
在传统载人航天机构的攻击以及国会超出原定计划削减预算的措施下,商业载人航天计划艰难存活了下来。2013年,加弗尔离任。她觉得顶头上司、黑人宇航员先驱、奥巴马任命的美国宇航局局长查尔斯 · 博尔登(Charles Bolden)抹杀了她的功绩。2014年,美国宇航局把商业载人航天合同给了航天产业新贵太空探索公司以及老牌机构波音公司。后者的合同金额更大,而且大得多。
2020年,SpaceX的龙飞船开始了载人航天飞行,而波音公司的“星际客机”则遭遇了一连串尴尬事件。截至本文撰写时,波音公司仍未让哪怕一个宇航员上天。奥巴马政府期间,美国宇航局给太空发射系统和猎户座飞船设定的官方目标是派遣宇航员前往小行星,进而为后续的火星之旅做准备。这个计划本来就激不起多大热情,它最后演变的结果更是让许多人觉得毫无兴趣:派遣非载人航天器拖回一颗很小的小行星,将其安放在月球轨道上,然后再由宇航员前去取样。这个计划最后之所以变成这个样子,是因为前往一颗绕日运动的小行星前后需要数月,猎户座飞船实在太小,不足以支持如此长时间跨度的飞行,而且还需要配备额外的宇航员生活舱。于是,美国宇航局转而考虑在遥远的月球轨道上建造一个名为“大门”的小型空间站,并且同国际空间站一样很快同欧洲空间局、加拿大和日本达成了合作意向。另外,如果资金能够落实,载人登月仍旧在美国宇航局的长期计划之中。因此,从效果上说,星座计划的遗产从后门溜了回来,演变成了一个月球计划。
唐纳德· 特朗普(Donald Trump)在任期间指派迈克 · 彭斯(Mike Pence)执掌太空政策。彭斯同新任美国宇航局局长吉姆 · 布里登斯廷(Jim Bridenstine)一道带领美国宇航局重拾载人登月的首要目标。他俩轻而易举地向特朗普兜售了2024年年底前登陆月球这个民族主义色彩浓重且昭然若揭的政治目标。显然,这个日期绝不是一个现实的目标(现在定下的2025年12月也同样不是)。2019年,美国宇航局正式给这个项目起名“阿尔忒弥斯”——那是神话中阿波罗孪生姐姐的名字。随后出现的就是载人航天产业新老模式的联姻。一边是得到国会授权的太空发射系统和猎户座飞船,目前每次发射的费用约41亿美元——就连美国宇航局自己也承认,这个成本实在是太高了。同几十年来的惯常做法一样,美国宇航局根据神秘且代价不菲的联邦采购条例从波音公司、洛克希德马丁公司以及其他航天公司采购相关设备(猎户座飞船的推进舱由欧洲空间局提供,而欧洲空间局又是从他的承包商空中客车那儿采购的)。
另一边则是方兴未艾的商业航天产业。其中最成功的当然是SpaceX。龙飞船大获成功,猎鹰9号火箭推进器通过可回收第一级大幅压缩发射成本,种种事迹让这家公司收获了大量美誉。为了让宇航员登陆其他天体,美国宇航局邀请各大公司为其所谓的“人类登陆系统”提供建议。2021年,这个项目的第一份合同给了SpaceX,第二份则在2023年给了蓝色起源公司领导的一个团队。基于国际空间站商业货物运送和商业载人的模式,美国宇航局根据1958年的《太空法案》通过固定价格协议与上述公司签订了竞争性服务合同,而不是直接从传统航天企业那儿采购航天器。这类协议体现的是公私合作关系,私人企业本身也会投入部分自有资金。此外,美国宇航局还同其他企业签订了向月球表面运送非载人航天器和相关货物的合同。
自2012年以来,SpaceX的航天器就一直负责向国际空间站运送货物。这张创作于2019年的图片描绘了SpaceX龙货运飞船与国际空间站相连时的场景
阿尔忒弥斯计划能持续多久?
阿尔忒弥斯计划并不是某位总统高调宣布的产物,而是主要在国会政治以及维持美国宇航局载人航天基础设施及其相关工作岗位的需求推动下,在长达十年的时间内逐步自我演化而成的一个月球计划——当然,从名义上说,还是一个火星计划。美国民众对派遣宇航员登月的热情也始终低迷——在最近的一次民意调查中,只有12%的受访者选择载人登月为美国宇航局“最优先考虑的事项”之一(监测小行星威胁得票率60%,监测地球气候变化得票率50%)。这样看来,阿尔忒弥斯计划看上去不太可能在政治上获得支持。
然而,另一方面的情况也真实存在。老布什、小布什两任总统高调宣布的太空计划最终都破产的命运告诉我们,无论是美国民众,还是美国政界,都没有意愿大幅增加美国宇航局的预算。然而,另一方面,他们也没有缩减或干脆取消载人空间计划的意愿,这点在国会和白宫体现得尤为明显。等到航天飞机项目结束、国际空间站建成,就会释放大量预算留给深空载人航天计划——即便这个计划至少在某个时期始终缺少令人信服的远大目标,也没有体现出任何紧迫感。
影响阿尔忒弥斯计划可持续性的另一大因素是载人空间飞行是当代超级大国地位的象征。早在1971年,温伯格就明确表达了这一点。自那之后,多任美国总统的公开演讲对此也有提及。从传统角度上说,航天领域的分析人士和支持者都会从国际声望的角度讨论太空计划软实力,但国际声望是一个难以量化的模糊术语。美国宇航局首席经济学家亚历山大 · 麦克唐纳德(Alexander MacDonald)提出了一个更有力的衡量工具,名叫经济信号理论。按照他的理论,强有力的国家太空计划就是向其他所有国家发出的强烈信号,彰显本国经济、科学、技术成就,以及潜在或真实存在的军事实力。
以色列太空政策专家德格尼特· 帕科夫斯基(Deganit Paikowsky)则阐述了一个名为“太空俱乐部”的相关概念。起初,太空俱乐部只是一场美苏之间围绕卫星轨道展开的竞赛,时至今日已经演变成了各个国家——最近还涌现出了一批私人公司——显示其地缘政治实力的方式。各国按照太空探索实力的强弱在太空俱乐部中分成了多个层级。位于最高层级的是那些可以自行发射载人航天器的国家:目前只有苏联/俄罗斯、美国和中国做到了。因此,在其他国家——尤其是中国和俄罗斯——让自家宇航员奔赴太空的时候却没有美国宇航员在轨工作,这绝对不是美国政治领导人希望看到的前景。同样的道理,假如中国成功让航天员登月而美国没有,那么很大一部分美国民众也会产生同样的失落感。在美国,许多太空探索的深度支持者多年以来甚至一直幻想着中国与美国在太空领域展开某种形式的新冷战,这样他们的所有愿望都有机会成真了。虽然像20世纪60年代那样激烈的太空竞赛不太可能再次出现,但把月球完全留给中国航天员对所有美国政客来说都是不可容忍的。
2023年4月4日,阿尔忒弥斯2号机组成员公开亮相,从左至右依次是:杰瑞米·汉森(Jeremy Hansen)、维克多·格罗夫(Victor Glover)、里德·怀斯曼(Reid Wiseman)和克里斯蒂娜·科赫(CHristina Koch)
最后,还有一些次要因素也有利阿尔忒弥斯计划。第一,这是一个国际合作项目,提供硬件设备的除了美国自己,还有欧洲空间局、加拿大和日本。另外,美国还通过《阿尔忒弥斯协定》展开太空外交,同更多国家建立联系,试图建立一套探索月球、火星以及其他一切太阳系天体的基本规则。因此,从政治利益出发,这种国际合作的特征增加了美国国会与总统政府取消阿尔忒弥斯计划的难度。
全球各国的政策制定者似乎正在达成共识:探索月球的时代正在卷土重来。私人企业已经掌握了将宇航员和太空游客送入近地轨道的技术,各国航天界推动技术边界的重点当然应该扩展至地月轨道空间。而这正是印度、阿拉伯联合酋长国以及其他国家发展他们的无人探测器时考虑的重点发展方向。此外,要测试人类前往火星等更远天体的载人航天技术,地月轨道空间也是最理想的场所。当然,要真正让人类登上火星,至少还需要20~25年的时间——实际上,早在20世纪60年代,载人火星计划的拥趸就一直秉持这个观点。
于是,我们那就来到了最后一个问题:将人类送入深空,而且代价是耗费海量资源,是否真的有意义?在20世纪60年代和70年代,空间物理学家詹姆斯 · 范艾伦(James Van Allen)提出,载人航天飞行危险性大且是一种资源浪费,无人航天器可以用少得多的钱产生多得多的科学产出。自他之后,无数科学家重复了这个观点:2022年,天文学家唐纳德 · 戈德史密斯(Donald Goldsmith)和马丁 · 里斯(Martin Rees)在《宇航员的终结》(The End of Astronauts)一书中重申了这一点。不过,他俩也在这部作品的结尾部分坦承,载人航天飞行永远不会消失,他们只是更新了一个对太空政策几乎不会产生任何影响的旧观点。机器空间科学的成就——比如各辆火星车以及詹姆斯 · 韦布空间望远镜——是那样光彩夺目,各种无人航天器的性能、自主性和成本效益也越来越高。然而,出于我们在前文中概述的那些原因,载人航天飞行绝对不会轻易退出历史舞台。
人类能否成功适应地月轨道空间和更远的深空环境也仍然是个有待考证的重大问题。在这些环境中,人体不得不暴露在更大强度的辐射之下,微引力环境带来的人体健康问题也不亚于低地球轨道附近的状况。或许,残酷的事实会告诉我们,人体根本不适应深空旅行,在“后人类”时代会由生化人和智慧机器代替我们执行深空探索任务。无论如何,我们现在距得到有意义的最终结论还差得很远。如果我们决定验证人类究竟是否适应深空旅行,包括我在内的许多人都认为,应该首先在月球上做一些尝试,因为在月球上,即便出现紧急情况,也相对容易获得来自地球的支援。倘若我们最终发现技术条件无法支撑人类开展长达数年的深空探索之旅,那我们就不得不重新审视载人深空计划的必要性。
从短期角度看,光是美国国内的政治因素和国际政治环境就足以让阿尔忒弥斯计划持续到21世纪30年代。因此,从目前的情况来说,我们会重返月球,而且至少会在那儿停留一段时间——或许还是长期停留,不再回来。
资料来源Physics Today
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本文作者迈克尔·纽菲尔德(Michael Neufeld)是美国华盛顿特区史密森美国国家航空航天博物馆高级策展人,2023年退休。他著有九部作品,其中包括《冯·布劳恩:太空梦想家、战争工程师》和《太空飞行简史》