20年后的NASA會走向何方?答案可能取決于私人太空公司和中國

自1972年以來，NASA的載人航天任務一直局限于近地軌道。未來20年，它會超越這一界線嗎？

1998年，美國宇航局（NASA）發射了“月球探勘者號”探測器，在月球上發現了水。同一年，15個國家聚在一起，商定了國際空間站的框架，并將該實驗室的第一批組件送入軌道。還是在這一年，NASA的新型航天器X-38成功完成了首次試飛。所有這些事件以各種各樣的方式，確定了美國航天事業的發展路線，最終引領我們走到今天這一步。

過去幾年中，載人航天領域出現了一些具有顛覆性的重要趨勢，其中很多是在1998年時沒有人預料到的。如今，由億萬富豪支持的新太空技術公司進入了人們的視野；以中國為突出代表的國際參與者也紛紛崛起，試圖重現乃至超越NASA的壯舉。

鑒于美國的經歷和現狀，未來20年，美國和世界其他國家將走向何方？本文將對20年前、現如今的太空旅程進行回顧和論述，并對20年后做一番預測。

1998年：成績斐然

1月6日，由雅典娜二型火箭搭載的“月球探勘者號”探測器發射升空，飛往月球。這是自1973年之后，NASA進行的第二次探月任務。

上世紀60年代末和70年代初，有十多位宇航員曾在月球表面漫步，在那里，他們看到的是一個寒冷、死寂、干燥的世界。與尼爾·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）一同登月的巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）曾用“壯麗的荒涼”來描述他們眼前的景觀。

但在那之后的數十年里，科學家開始相信，月球兩極的永久陰影區域可能存在水冰?？茖W家認為，如此寒冷的地方也許會留存來自彗星和其他水源的水冰，因為在那樣的黑暗真空地帶，在溫度從不會超過零下190攝氏度的情況下，一旦出現水，它是不會消失的。

在“月球探勘者號”攜帶的儀器中，有一臺中子光譜儀，它可以檢測月球兩極氫原子的富集情況，由此推斷出水的存在。探月任務開始前，科學家曾估計他們可能發現數千萬到數億噸的水冰。最終，在為期19個月的任務中，探測器找到了30億噸水冰。人們突然意識到，阿波羅計劃中的干燥世界竟然存在著如此大量的水。過了幾年，在“哥倫比亞號”航天飛機失事后，這一發現的重要性更顯得尤為突出。

1998年1月6日，在美國卡納維拉爾角空軍基地的46號航天發射場，雅典娜二型火箭搭載NASA的“月球探勘者號”探測器發射升空，飛往月球。

1998年1月，美國、俄羅斯、加拿大和十多個歐洲國家簽署了一份正式協議，決定共同開發和運營國際空間站。當年11月，俄羅斯航天局發射了“曙光號”功能貨艙，它負責為空間站提供推進、姿態控制和通信功能。兩周后，一艘航天飛機將NASA的“團結號”節點艙送入太空，宇航員將它跟“曙光號”功能貨艙進行了對接。

從那時起，國際空間站不斷演進，并最終發展到420噸的規模。它不僅成為了美國太空政策的基石，在人類太空計劃中也扮演著關鍵角色。過去20年里，無數載人航天任務來來往往，但國際空間站一直都在那里。它也許至少還能再運行十年。

過去20年里，國際空間站計劃促成了各國之間寶貴且長期的合作，NASA現在希望將這種合作延伸到深空探索領域。近年來，在商業太空飛行的興起中，國際空間站也越來越多地發揮了計劃之外的重要作用。

最后要說的是，在1998年，NASA開始在一個項目上取得顯著進展，即名為X-38的小型飛行載具，它被認為是航天飛機的小個頭繼承者。

1998年3月，一架B-52飛機在海拔7,000米的高空投放了一架X-38試驗機。在降落傘的幫助下，X-38安全地穿過地球大氣層，最終在跑道上降落。之后幾年里，NASA成功完成了多次試飛。

X-38試驗機是一種升力體研究載具，上圖是它在被投放前，位于B-52母機機翼下的特寫鏡頭。

2001年7月10日，NASA對原型機X-38的迭代版本進行了第二次自由飛行試驗，一架B-52母機在加利福尼亞州莫哈韋沙漠中愛德華茲空軍基地的上空投放了X-38。

2000年7月11日，工作人員從“超級彩虹魚”運輸機上卸下X-38 V-131R，這款試驗機旨在證明“救生艇”式乘員返回載具的效用，以便在發生緊急情況時，將國際空間站上的宇航員帶回地球。

2000年11月2日，X-38 V-131R在首次自由飛行試驗中，借助巨型翼傘，降落在NASA德萊頓飛行研究中心附近的羅杰斯干湖上。V-131R是X-38系列的第三代版本。

2001年12月13日，為國際空間站研制的乘員返回載具X-38原型機開始了第八次自由飛行試驗。NB-52B母機從位于機翼的發射架上投放了X-38。

NASA的X-38是乘員返回載具的原型機，圖為一架X-38在完成第二次自由飛行試驗后，降落在德萊頓飛行研究中心附近的湖床上。

X-38升力體研究載具被投放前，懸掛在B-52母機上。

“他們找準了研究方向?！表f恩·黑爾（Wayne Hale）回憶道，他當時是一位航天飛機飛行指揮員，后來升任航天飛機項目經理?！八麄兘ㄔ斓氖且环N功能非常強大的太空船，不僅僅是一款救援載具，它可以用來做很多事情?！?/p>

最初，X-38是準備用作接駁空間站的“救生艇”，以便在緊急情況下將七名宇航員帶回地球。然而，這款載具還能被升級為可重復使用的航天器，由私人公司的火箭搭載升空。遺憾的是，X-38計劃最終被終止。

2018年：既充滿希望又令人擔憂

2003年2月，NASA現代載人航天計劃遇到了一場災難事件：“哥倫比亞號”航天飛機重返大氣層時，在得克薩斯州上空發生解體，飛機上的七名宇航員全部罹難。

這場悲劇發生后，當時的小布什政府試著為NASA的未來尋找一條安全且有意義的發展道路。最終，他們確定了一套涉及月球和國際空間站的戰略。

布什總統宣布，現在，NASA是時候再次把觸手伸向深空了。由于“月球探勘者號”已經在月球表面發現了水冰，因此作為深空探索的第一步，NASA將派宇航員重返月球，以確定那里有什么資源。NASA的目標不僅僅是重新登上月球，而且要學習如何在月球表面生存。布什政府的計劃是，在2020年之前完成一次登陸。

與此同時，航天飛機被繼續用于建設國際空間站，然后，這些老化的飛行載具退出了歷史舞臺。在空間站上，宇航員開始學習如何長時間在太空中生活，這期間，他們還測試了開展長期太空任務所需的各種技術，比如水的回收利用。

在航天飛機退役后的2011年至今，NASA仍然需要找到一種方法把宇航員送到空間站。就在“哥倫比亞號”失事的前幾個月，時任NASA局長肖恩·奧基夫（Sean O’Keefe） 因預算原因取消了X-38計劃。因此，在“哥倫比亞號”事件后，在NASA想方設法尋找航天飛機的替代品時，該機構實際上是親手扼殺了X-38這個原本也許簡易的解決方案。

國際空間站在2010年基本建成，圖為“亞特蘭蒂斯號”航天飛機拍攝的國際空間站。

這最終導致美國當局做出了一項決策，它可以算是過去20年間，對NASA和美國航天事業來說最重要的決策之一。2008年，NASA開始向私人公司提供資金，由后者承接向空間站運送物資的任務。兩年后，該機構又擴展了這個項目，把運送宇航員前往空間站的任務也涵蓋在內。于是，由SpaceX和波音公司根據NASA“商業航天員計劃”建造的太空艙，就成為了航天飛機的替代品。

對NASA來說，現如今是一個既充滿希望又令人擔憂的時刻。自布什總統2004年宣布將重返月球以來，NASA一直在朝這個目標努力。在把人類送入深空這項任務上——目的地可能是月球，可能是火星，也可能兼而有之——NASA的進展似乎頗為順利。過去的14年里，NASA及其承包商一直在建造“獵戶座”飛船以及大型火箭太空發射系統（SLS），以期實現這些目標?？吹絅ASA如此堅定，倒是讓人頗感安慰。

另一方面，令人擔憂的地方也恰恰在于，為了實現布什總統2004年提出的深空探索愿景，NASA已經用去14年時間。隨著政府更迭，美國的太空探索計劃也發生了變化，但即便到了今天，在NASA以可持續方式重返月球的目標計劃中，收集利用月球上的水資源，依舊是核心組成部分。問題在于，自2004年以來，NASA已經在“探索系統”上花費了數十億美元，但令人沮喪的是，我們距離登陸月球至少還有10年甚或更長時間。

14年是一段很長的時間。當初，人類向太空發射第一顆衛星“斯普特尼克1號”與人類首次登月之間，才只隔了12年。NASA或許已經踏上了通往深空之路，只是這條路，它似乎走得一點也不著急。

2038年：幾大顛覆性力量

除了行星運動軌跡和短期天氣預報之外，我們幾乎不可能對未來做出預測。但正如NASA當前的載人航天活動可以從1998年溯源，我們也可以從現今的太空飛行發展動態中，找到有關未來的一些線索。

一個明確的信號是，NASA（以及國會兩黨）都傾向于在阿波羅計劃之后，首次將宇航員送到近地軌道以外的空間。小布什總統指示NASA要重返月球表面，奧巴馬總統對探索小行星、然后探索火星做出了明確要求，特朗普總統則下令建造月球空間站“深空門戶”，以作為探索月球和火星的前哨?？傊?，所有人都把深空作為了目的地。

展望未來，我們能否真的達到那里，仍然是最大的未知數?，F實情況是，由于NASA在開發“獵戶座”飛船和SLS火箭上已經花費了大量時間以及數百億美元，該機構已沒有資金來研制飛抵那些目的地所需的基礎設施，包括著陸器、電力系統和棲息艙等等。在實現目標的過程中，我們需要做出艱難的決策，需要設計昂貴的系統，還要甘愿承擔風險才行。若想在2038年之前飛抵月球、火衛一或者火星，NASA必須大膽行事。

NASA重返月球的路徑圖。

NASA最終會發射大型火箭（SLS預計會在2021年首次升空）。這將讓該機構得以拿出一部分資金，用于一套真正的探索計劃。2010年從NASA退休的黑爾，如今是NASA顧問委員會的成員，他說自己對此抱有希望，但不會翹首企盼。

“如果這只是一項政府計劃，那么事情跟從前不會有什么不同?！彼f，“每個人都希望有太空計劃，但他們不愿意在那上面花很多錢。所以，你拿到的預算還是老樣子，不夠你去做想做的事?！?/p>

要推動NASA走出這條慣性路徑，還是存在一些顛覆性力量的，其中之一便是私人領域太空革命。NASA曾通過“商業航天員和貨物計劃”以及其他財政撥款和合同，推動了這場革命。如果NASA與SpaceX、藍色起源（Blue Origin）、畢格羅宇航（Bigelow Aerospace）等公司實現全面的公私合作，它將能從中獲取新的能量、成本效率和源源不斷的創意想法。

從歷史上看，NASA在研制發射系統時，從未把重點放在成本價格上。（舉例來說，單是開發SLS火箭，NASA一年就要花費約20億美元，而這些錢可以買下20次“獵鷹”重型火箭提供的發射服務。）該機構已經收到白宮和國會的指令，要開展載人航天任務，并且要出色、安全地完成。因此NASA花了大量資金，對自身系統進行再三檢查。

說到太空探索，存在另一種思維模式——它在SpaceX身上體現得最為明顯，但許多新的太空公司也在踐行這種模式——即，如果我們能降低進入太空的成本，我們便有能力在太空做成更多有趣的事情。正是在這種思維模式下，SpaceX和藍色起源開發出了可重復使用的火箭。至關重要的是，這兩家公司的幕后老板都是一心想實現自身夢想的億萬富豪。沒有人能在1998年時預料到這些，但當下，NASA或許能以更快的速度以及低得多的成本進入深空，去往它想去的地方，辦法就是對這些私人發射服務加以利用。

此外，如果私人公司發現了真正有利可圖的軌道業務，那么商業太空活動同樣也有可能擾亂NASA的計劃。目前，在太空賺錢的途徑，只有通信服務和遙感衛星。除了這些領域之外，眼下大多數太空技術公司都是通過承接政府合同來維持生計。

未來幾十年里，小行星采礦可能會變得有利可圖，但目前看來，似乎還相當遙遠。不過，一項距離我們更近的突破也許會出現在某些領域，比如在微重力環境下進行3D器官打印，如今這項應用已在早期測試中展露出前景。并不是說它一定會成功，但我們可以想象一下，如果可以從太空帶回健康的心臟、肺、腎臟或其他器官，那將會產生怎樣的醫療和商業影響。如果企業能在太空中找到短期利潤點，由此而來的“淘金熱”或許會催生出一條直達太空的“鐵路”，進而迅速實現太空入口的大眾化。

此外，中國也可能迫使美國政府加速推進NASA的計劃。但就目前來說，中國的計劃是在2030年左右把宇航員送上月球。中國的不斷成功也許會導致NASA失去當前的一些國際合作伙伴，后者可能轉而支持中國的太空計劃。毫無疑問，這會促使NASA做出某種更緊迫的回應。

翻譯 | 何無魚；校對 | Lily

來源 | Ars Technica