人类太空飞行的批评者有这样一句谚语:“如果上帝想让人进入太空,他就会给他们更多的钱。” 这句经过修改的谚语在最近华盛顿特区关于航天飞机和国际空间站(ISS)未来的争论中显得再合适不过了。由于 NASA 的新任局长肖恩·奥基夫试图整顿该航天局陷入困境的 150 亿美元预算,这两个项目都面临着严重的削减。NASA 很可能不得不减少航天飞机的飞行次数,并至少暂时缩减空间站的组装规模。在经历了十年的糟糕规划之后,该航天局希望尽可能挽救局面。
航天飞机的铺张浪费是众所周知的:每次飞行大约花费 5 亿美元。在 20 世纪 90 年代中期,NASA 启动了 X-33 计划,以生产一种更具成本效益、完全可重复使用的航天器,只需一个火箭级就能进入轨道。(相比之下,航天飞机是一种两级飞行器,在上升过程中会抛弃一对固体燃料助推器,以减少进入太空的质量。)但是,这种航天器必须携带 10 倍于自身重量的燃料,而实现这一目标所需的新技术,例如使用轻型复合材料制造燃料箱,被证明比预期的更麻烦。经过五年的努力,NASA 取消了该计划。总成本:NASA 9.12 亿美元,承包商洛克希德·马丁 3.57 亿美元。
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去年,NASA 决定重新开始。根据其太空发射计划(SLI),该机构计划到 2006 年花费 48 亿美元来开发建造航天飞机替代品所需的技术。NASA 已经向 22 家公司和大学授予了近 9 亿美元的合同,其中大部分工作集中在新火箭发动机和机身上。该机构目前正在审查洛克希德、波音以及诺斯罗普·格鲁曼和轨道科学公司组成的联合团队提出的初步飞行器设计。由于 X-33 的经验教训,NASA 已将单级飞行器的想法降级到遥远的未来(即大约 2025 年)。从初步设计来看,航天飞机的继任者很可能有一个或多个液态燃料助推器,这些助推器在与轨道飞行器分离后能够飞回发射场。由于可以通过改变燃料流量来调节液态燃料火箭的推力,因此它们比航天飞机的固体燃料助推器具有固有的安全优势。
但是,这项 48 亿美元的计划实际上不会生产航天器;NASA 计划仅仅在 2006 年之前选择一种设计,然后在接下来的六年内建造该飞行器。在 4 月份的国会听证会上,NASA 官员承认,这个时间表可能过于雄心勃勃,航天飞机的继任者可能要到 2020 年之后才能开始飞行。更重要的是,预算短缺迫使该航天局削减了一些旨在确保老化的航天飞机机队在第二代飞行器投入使用之前的安全性的升级。
航空航天安全咨询小组是一个独立的专家小组,负责分析航天飞机计划,在其年度报告中警告说,NASA 的财政问题正在使宇航员面临风险。该小组的前主席理查德·D·布隆伯格在向众议院空间和航空小组委员会作证时发出了直言不讳的警告:“在我参与的所有年份中,我从未像现在这样担心航天飞机的安全。这种担心不是针对当前的飞行,也不是针对下一次或可能再下一次的飞行。事实上,我担心的根源之一是,没有人能确定安全裕度何时被侵蚀得太远。然而,我所有的直觉都表明,当前的方法正在为未来的危险埋下种子。”
代价高昂的问题
财政困境也冲击了国际空间站,这个轨道上的建筑工地是当前大多数航天飞机飞行的目的地。在过去四年中,组装这个 500 吨重的空间站的成本估算从 170 亿美元飙升至 300 多亿美元。2001 年 11 月,国际空间站管理和成本评估工作组得出结论,NASA 完成空间站的计划“不可信”,原因是成本估算过于乐观和管理不善。奥基夫在次月成为 NASA 局长后,迅速采取了工作组的建议。
在 NASA 于 2 月份提交的 2003 年预算请求中,该机构明确表示,它打算每年只资助四次航天飞机飞行(从六次或七次减少),这是支持国际空间站所需的最低次数。空间站本身被置于某种试用期:在项目经理学会在其预算范围内生活之前,NASA 将只组装轨道前哨的核心部分,并将推迟增加几个模块。空间站现在只能容纳三名宇航员;为了支持由七名宇航员组成的完整乘员组,空间站需要另一个居住舱以及一个乘员返回飞行器,以便在发生灾难时疏散所有宇航员。(空间站目前的“救生艇”是俄罗斯制造的联盟号飞船,只能容纳三个人。)
NASA 在国际空间站的合作伙伴,即欧洲、日本、俄罗斯和加拿大的航天机构,对美国的计划做出了愤怒的反应。国际合作伙伴指出,空间站的主要目标是在太空中进行实验,他们认为三人乘员组根本不足以进行严肃的研究计划。由于空间站是一台相当精密的机器,至少有两名乘员必须将大部分时间用于维护它。“三人乘员组将无法进行与每个人所做投资水平相符的科学研究,”加拿大航天局的道格·巴塞特在 NASA 咨询委员会的一次会议上说。巴塞特引用一位加拿大政治家的话说,该空间站可能会成为“人类历史上最大的白色大象”。
安全的选择?
解决这个难题的一个方案是在国际空间站上对接两个联盟号救生艇。此举将使空间站能够容纳六名乘员,并且可能比开发乘员返回飞行器便宜。另一个想法是加强空间站的“安全港”,即如果发生事故导致国际空间站部分瘫痪时,宇航员可以撤退到的模块。奥基夫正在考虑这两个方案。
NASA 的预算问题如此令人沮丧的原因是,许多专家很久以前就预料到了这些问题,但该机构却拒绝改变方向。当航天飞机在 20 世纪 70 年代设计时,NASA 不明智地选择建造一种运营成本高昂的飞行器,因为它会降低初始开发的费用。在 20 世纪 80 年代和 90 年代规划国际空间站期间,许多科学家警告说,该项目的估计成本远远超过在空间站上进行的研究的潜在价值。正如科学界预测的那样,国际空间站的资金短缺迫使 NASA 将资金从更有可能产生重要发现的无人任务转移。该机构迫切需要在进一步损害太空探索计划之前平衡其账目。
马克·阿尔珀特是《大众科学》的编辑委员会成员。