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太空科学关乎人类未来
来源:学习时报    作者:黄志澄    2017-08-09 00:25:55

  今年,有关美国宇航局(NASA)对太空科学和教育的投入,成为了美国航天界的一个热点。

  1958年10月1日,根据艾森豪威尔总统签署的《美国公共法案85—568》,美国宇航局正式成立。在近60年历程中,NASA完成了许多重大的航天任务,包括阿波罗登月、天空实验室,以及后来的航天飞机和国际空间站等。它既取得了世界领先的辉煌成果,又饱受美国政党政治的困扰。在奥巴马总统上台后,就改变了布什总统的“重返月球”计划,把载人航天的目标瞄准了火星。现在特朗普总统来了,他是否又会推倒奥巴马总统的政策?

  特朗普的航天政策

  特朗普在3月21日签署了一项“过渡授权法案”,批准NASA2017财年195亿美元的预算。从法案可见,美国航天的总体目标是要继续与其国际、学术及行业伙伴一道,“把人类触角拓展至深空,包括月地空间、月球、火星表面与其卫星以及更远的地方”,承诺继续发展猎户座飞船、大推力火箭SLS以及计划中的许多太空探测项目。在近地轨道方面,该法案确认将支持国际空间站工作至少到2024年。同时,该法案也保留了美国重返月球的设想。上述法案还强调,美国政府将继续鼓励私营公司进军航天领域。这不仅可以降低美国政府进行太空探索的开支,而且还可使美国航天工业在全球市场更具竞争力。

  美国白宫在3月16日公布了2018财年联邦政府预算纲要报告,其中NASA的2018财年预算总额为191亿美元,比2017年下降0.8%。报告提议除继续支持火星探索等深空任务外,建议取消“小行星重定向任务”以及一些地球科学任务和撤销 NASA的教育办公室。5月初,美国参众两院通过的“2017财年科研投入法案”,却并没有采纳特朗普的意见。NASA的预算在去年基础上将增加1.9%,总额接近197亿美元,并继续支持地球科学研究,NASA的教育办公室也获得同2016年持平的1亿美元经费。

  NASA与商业航天

  事实上,航天领域包括公共航天、商业航天和军事航天三个部分。NASA的主要任务是发展面向社会每一个成员的公共航天,它的发展也将为商业航天和军事航天提供技术支持。

  由几位航天企业家组成的特朗普政府在NASA的过渡团队,要求NASA 开发可用于商业化应用的能力,并要求NASA制定月球勘探计划,以获得有用的原材料,并评估挖掘开采的可能性。NASA在回复中提出:NASA的技术开发,既用于支持国家创新系统,也支持特订的NASA任务需求。NASA的太空技术任务部(STMD),其任务目标是从早期阶段开始研发,直至实现NASA未来载人和机器人太空探索任务所必需的先进技术,通过新型的革命性技术能力来促进国内航天工业的发展,建立并扩大市场、产品、服务,并通过与大学、小企业、新兴商业部门,以及其他工业界和政府机构的合作,来推动创新和创业。NASA表明,未来的低地轨道的大多任务将成为商业活动领域,NASA则主要从事深空载人和机器人的探索。NASA已发展了商业化的地月空间居住舱概念,未来的商业化项目还包括从小行星或月球上开采具有潜在价值的原材料。

  事实上,NASA支持商业航天所取得的成绩已有目共睹。从2008年开始,通过“商业轨道运输服务”和“商业乘员开发”项目,资助了多家商业航天公司如太空探索技术公司、轨道科学公司、内华达山脉公司、波音公司等,开发运载火箭及运货和载人的天地往返运输系统,并通过预付合同款来支持这些公司的运营。通过支持毕格罗公司的扩展式活动模块连接在国际空间站上进行试验,鼓励商业空间站的开发。在这一过程中,NASA加速其成果向商业航天公司转化。例如,太空探索技术公司的“猎鹰”火箭,使用的“灰背隼”(Merlin)火箭发动机的针栓式喷注器,就源于NASA在20世纪60年代开发的登月轨道舱的煤油液氧燃料火箭发动机,经过该公司多次改进,最新版的“灰背隼”发动机已达到了很高的工作效率。毕格罗公司的可扩性膨胀居住舱技术,也曾是NASA试验了多年的技术。内华达山脉公司的“追梦者”小型航天飞机采用的构型,就是NASA在多年积累的升力体技术基础上研发出的HL-20升力体构型。

  太空科学将影响人类未来

  正如NASA在上述回复中所言,NASA的主要任务不是商业,而是科学。NASA解释说,NASA的科学部,主要任务是解决地球、太阳系和宇宙的基础问题,以及研究它们与人类未来的关系,例如要回答“我们的太阳系如何形成和演变?”以及“生命如何形成?人类是孤独的存在吗?”等问题。即使研究这类基础问题不能赢利,但回答这些问题,将对科学发现和我们人类的未来,产生变革性的影响。

  事实上,NASA在深空探测和太空科学方面已经取得了一系列重大成就,大大加深了对太阳系的认识,并在探索地外文明方面取得了初步成果。例如2012年8月,NASA在继“勇气号”以及“机遇号”火星探测器成功登陆火星之后,“好奇号”探测器再次登陆火星。有了这些探测器,人类对火星已经有了相当了解,获得了火星上有水的信息,这将有望帮助人类在未来登陆火星。NASA通过1997年发射的“卡西尼号”探测器对土星及其卫星的探测,已经对这个巨大的气态行星进行了多年研究,不仅获得了许多太阳系内最惊人的照片,还获得了大量有关土星及其卫星的数据。NASA发射的“朱诺号”探测器,在2016年7月进入了土星轨道,其首批探测结果显示,木星有地球大小的极地气旋,一个比我们想象中要强的磁场,还有突降的风暴系统。冥王星是太阳系内距离太阳最远的行星,总是显得十分神秘,而“新地平线号”探测器用了9年时间,终于在2015年7月到达冥王星轨道,提供了大量与其有关的数据,2017年2月23日,NASA宣布了通过斯皮策太空望远镜的观测,在距离地球约40光年的地方,发现了7个地球大小的行星围绕一颗恒星运行的行星系统,其中3颗处于宜居带,也就是说可能存在液态水。NASA于1977年发射了2个“旅行者号”探测器。到2012年,“旅行者一号”传回的数据表明,它已经离开太阳系,进入了星际空间。它也是首个人类制造的物体进入了星际空间。

  虽然,上述结果,离回答NASA提出的太空科学的基础问题,还相差甚远,但确实已经有了良好的开端,相信继续努力,一定会日益接近科学事实。目前受到特朗普团队较多批评的是NASA的地球科学研究项目,实际上,其本身对保护地球来说,显然也是不可或缺的。它与太空科学关联在一起,决定人类对未来命运的选择,是苦守地球家园,还是让自己成为跨星球的物种。至于NASA的科普教育,它肯定是动员大众理解与支持航天、培育大众的航天创新能力的重要举措。

  1970年,赞比亚修女玛丽·龙肯达给NASA写了一封信,信中,玛丽修女问道:“目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,美国NASA怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元?”

  随后,NASA的科研人员斯特·施图林格回复了这封信件,他在信中写道:“太空探索不仅仅给人类提供一面审视自己的镜子,它还能给我们带来全新的技术、全新的挑战和进取精神,以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。”

  无疑,在航天领域,有关赢利重要还是科学更重要的争论,还将继续下去。

  我国一位知名科学家指出:一个只注重技术而忽视科学的大国,是没有未来的。其实,一个只注重赚钱而忽视文化创新的民族,也是走不远的。我们相信,人类在对无垠太空的奋力探索中,也会不断审视自己,从而创造和丰富人类命运共同体赖以生存和发展的现代文明。

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