NASA 已承诺为欧罗巴任务提供火箭——但它不会按时准备就绪

尽管存在 SpaceX 的猎鹰重型火箭等替代方案,但该航天机构在法律上被要求在其进度落后的太空发射系统上发射欧罗巴快帆号探测器

NASA 欧罗巴快帆号任务的艺术家 rendering 图。

就在 NASA 的欧罗巴快帆号任务悄然收到来自该机构的正式承诺,确定最终成本和时间表几周后,情况似乎越来越表明,该探测器将不会按国会规定的时间表,至少不会在其法律强制要求的巨型火箭——太空发射系统 (SLS) 上飞行——文件和专家证实了这一点。

由于木星系统严酷的辐射挑战,欧罗巴快帆号是 NASA 尝试过的最雄心勃勃的旗舰任务之一,对该机构在地球外寻找生命具有深远的影响。欧罗巴——其深邃古老的海洋被锁在冰壳之下——被一些天体生物学家视为太阳系中最有希望孕育外星生物的地点。为了寻找更多宜居性的迹象,欧罗巴快帆号探测器将进入绕木星轨道,并多次掠过这颗卫星。每次飞掠,它都将收集关于欧罗巴冰壳和地下海洋的数据,遥感探测下方看不见的深渊。

NASA 总部位于华盛顿特区的任务项目科学家科特·尼伯表示,欧罗巴快帆号可以回答这个冰冷卫星上是否存在支持我们所知生命的正确条件的问题。尼伯说,如果在欧罗巴上发现了这些成分——包括有机分子,以及潜在的能源,如海底热液喷口——“我们将希望进一步探索,看看生命是否真的在冰下产生了。” 目前正在开发的第二个任务将登陆欧罗巴,挖掘和收集样本,以寻找本土生物。


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除了科学之外,这项任务还有一个不寻常的政治因素:欧罗巴快帆号是第一个也是唯一一个在任何拨款法案中与特定航天器绑定的太空任务,前德克萨斯州共和党众议员约翰·卡尔伯森说道,他是一位长期的欧罗巴倡导者,曾任众议院拨款委员会商业、司法、科学及相关机构小组委员会主席。目前的拨款法案强制要求欧罗巴快帆号使用 SLS,并要求火箭“不迟于 2023 年发射”。

卡尔伯森是一位律师和政治顾问,他利用这一举措来确保欧罗巴快帆号有一天能够到达发射台。他说,将该任务与在阿拉巴马州建造的 SLS 联系起来,获得了阿拉巴马州共和党参议员理查德·谢尔比的支持,他是参议院拨款委员会主席,没有他的支持,该任务可能不会被法律强制执行。(试图联系谢尔比参议员以获取这篇文章的尝试没有成功。一名工作人员报告说他无法发表评论。)

虽然欧罗巴快帆号的开发进展顺利,但 SLS 火箭仍然深陷挫折,并被特朗普政府发起的阿耳忒弥斯登月计划所占用。在它可以将欧罗巴探测器送入太空之前,SLS 将执行两次阿耳忒弥斯登月任务——据 NASA 局长吉姆·布里登斯廷今年早些时候在参议院作证时表示,第一次发射据报道已从 2020 年推迟到 2021 年。为了让欧罗巴快帆号按时发射,原定于 2023 年进行的第二次阿耳忒弥斯发射必须顺利进行,并且要有第三枚 SLS 火箭准备就绪——考虑到该计划漫长的开发周期、三年的延误以及迄今为止零枚火箭完成,这是一个艰巨的任务。

NASA 监察长办公室今年 5 月发布的一份报告支持 SLS“不太可能在 2023 年为欧罗巴快帆号准备就绪”的说法。报告还补充说,NASA“继续保持航天器能力,以适应 SLS 和两家商业运载火箭”。 此外,即使是 NASA 自己的 2019 年预算 也鼓励“2025 年欧罗巴快帆号发射准备就绪日期”,并进一步提议“使用商业运载火箭发射快帆号”以节省资金。每次 SLS 发射估计耗资超过 10 亿美元。

NASA 科学任务理事会副局长托马斯·祖布臣证实,在其本月早些时候在 NASA 总部签署的欧罗巴快帆号关键决策点 C 备忘录中,航天器的发射时间定在 2023 年至 2025 年之间。但如果任务在 2025 年发射——或者使用 SLS 以外的火箭——那将违反现行法律,这意味着法律必须修改,或者必须突然出现一个可用的 SLS,欧罗巴快帆号才能按照联邦法规起飞。

欧罗巴快帆号项目执行官琼·萨鲁特说:“我们一直非常努力地遵守拨款法。” 但她承认,2023 年使用 SLS 完成任务“可能”或“可能不”可行。她说,如果不可行,“我们不能遵守[拨款法]。”

萨鲁特和祖布臣都表示,即将出台的拨款法案可能需要更新。 萨鲁特说:“国会将关注 SLS 的发展,随着我们对 SLS 在 2023 年是否可用的了解更多,该措辞应进行更新。” 祖布臣补充说,NASA 将与国会对话,以“确保为美国纳税人找到正确的解决方案”。

祖布臣指出,拨款法案的措辞此前曾被修改以适应欧罗巴快帆号。 事实上,2017 年的拨款法案要求 2022 年进入轨道,2024 年着陆。

加利福尼亚州民主党众议员亚当·希夫的选区包括 NASA 的喷气推进实验室,即其研发中心,他说:“当国会在 9 月份复会时,我们将继续努力通过一项跨众议院和参议院的拨款方案,以保持我们对 [欧罗巴快帆号] 目标和时间表的坚定支持。 我们还将继续监控任务的进展,包括潜在的运载火箭,作为该过程的一部分。”

另一个可以将欧罗巴快帆号送往木星卫星的运载工具是 SpaceX 的猎鹰重型火箭——尽管这样做会附带一个星号。猎鹰重型火箭已经成功发射三次,但使用 SpaceX 火箭——其动力不如 SLS——将使计划中的两年任务的飞行时间至少增加三年。虽然使用 SpaceX 的火箭可以节省数亿美元的发射成本,但由于其飞往木星的巡航时间更长,可能会增加欧罗巴快帆号的运营预算。卡尔伯森说:“[欧罗巴] 快帆号必须在 SLS 上发射,这至关重要。”

SLS 比猎鹰重型火箭具有不可否认的优势:它可以从地球直接飞往木星。猎鹰重型火箭将需要来自其他行星的引力助推,除非它使用附加的“上面级”——一个额外的上面级以获得额外的提升力——否则其中一次引力助推将需要与金星相遇。萨鲁特表示,飞掠金星会带来“更危险的环境、辐射和温度。因此,我们希望避免使用 SLS 为我们提供的直接轨道更靠近金星飞行。目前,SLS 是唯一可以为我们提供该轨道的运载火箭,这就是为什么它对我们如此有利。”

欧罗巴快帆号可能无法在 SLS 上运行的想法对于卡尔伯森来说几乎是不可想象的,他说他仍然乐观地认为该任务将在 2023 年在 SLS 上飞行。他说:“天哪,如果 SLS 没有及时准备好。” “但如果真的发生这种情况,对任务来说最重要的是确保[它安全到达]。火箭,无论是什么火箭,都必须可靠,并且必须有足够的动力在及时的时间内将快帆号送达欧罗巴。”

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