距離更換高管層還剩一個(gè)月,NASA最新公布一項(xiàng)未來(lái)20年火星探索計(jì)劃,提出探索紅色星球的重大方式轉(zhuǎn)變。
問(wèn)題來(lái)了:新計(jì)劃究竟有哪些重大方式轉(zhuǎn)變?能否被NASA新高管層尤其是新局長(zhǎng)全盤(pán)接受?與馬斯克火星計(jì)劃是否匹配?
●新計(jì)劃簡(jiǎn)介
美東時(shí)間12月11日,NASA官網(wǎng)發(fā)布這份新計(jì)劃鏈接網(wǎng)址https://science.nasa.gov/resource/the-mars-future-plan/
這份新計(jì)劃長(zhǎng)達(dá)154頁(yè)。全稱(chēng):The Mars Future Plan。
發(fā)布背景:NASA火星探索計(jì)劃是一項(xiàng)以科學(xué)為驅(qū)動(dòng)、以機(jī)器人為重點(diǎn)的探火任務(wù),旨在研究和了解火星,包括環(huán)境、氣候、地質(zhì)歷史及潛在生命,同時(shí)為人類(lèi)探索火星做好準(zhǔn)備。在過(guò)去20年里,火星探索計(jì)劃通過(guò)一系列軌道器、著陸器、探測(cè)車(chē)以及直升機(jī)等機(jī)器人任務(wù),取得許多科學(xué)和技術(shù)突破,這些成就都建立在整個(gè)火星探索史基礎(chǔ)之上。
涵蓋范圍:該計(jì)劃為20242044年未來(lái)20年的MEP科學(xué)任務(wù)與機(jī)器人探測(cè)任務(wù)提供指導(dǎo)。聚焦于科學(xué)探索,涉及任務(wù)優(yōu)先級(jí)、技術(shù)發(fā)展及合作關(guān)系,不包括火星樣本返回任務(wù)(Mars Sample Return,MSR),但支持毅力號(hào)樣本收集和未來(lái)樣本接收項(xiàng)目(SRP)。因?yàn)樵贜ASA組織結(jié)構(gòu)中與火星機(jī)器人科學(xué)計(jì)劃分屬不同的管理體系。
新計(jì)劃與之前發(fā)布的NASA戰(zhàn)略計(jì)劃(2022年版)、NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)(SMD)科學(xué)戰(zhàn)略(2023年版)、NASA月球到火星戰(zhàn)略與目標(biāo)發(fā)展(2023)、當(dāng)前行星科學(xué)與天體生物學(xué)十年調(diào)查報(bào)告(20232032)、2021年批準(zhǔn)的火星探索計(jì)劃及多個(gè)火星科學(xué)報(bào)告保持一致。
●新計(jì)劃有哪些重大方式轉(zhuǎn)變?
①向低成本任務(wù)轉(zhuǎn)變
新計(jì)劃強(qiáng)調(diào)向低成本、小型任務(wù)的轉(zhuǎn)型,從而提高任務(wù)發(fā)射頻率與響應(yīng)能力,讓更多機(jī)構(gòu)和個(gè)人參與,推動(dòng)有效載荷創(chuàng)新,對(duì)先前發(fā)現(xiàn)做出積極反饋,并且增設(shè)能覆蓋火星表面的系統(tǒng)科學(xué)網(wǎng)絡(luò)。NASA需要一個(gè)穩(wěn)定、可持續(xù)的火星探索計(jì)劃,避免過(guò)去由于大型且復(fù)雜的旗艦任務(wù)所帶來(lái)的資金波動(dòng),不利于長(zhǎng)期規(guī)劃。
②擴(kuò)大商業(yè)合作
與商業(yè)界合作被視為未來(lái)的關(guān)鍵,這將降低任務(wù)成本,借力行業(yè)創(chuàng)新能力。NASA可以借鑒在國(guó)際空間站商業(yè)貨運(yùn)(COTS)項(xiàng)目和月球商業(yè)有效載荷服務(wù)(CLPS)的成功經(jīng)驗(yàn),借助商業(yè)能力與規(guī)模經(jīng)濟(jì),推進(jìn)低成本火星探索任務(wù)。對(duì)此,商業(yè)界的反響相當(dāng)積極,但商業(yè)合作的關(guān)鍵在于如何構(gòu)建成功的商業(yè)案例,這需要NASA進(jìn)行前期投資,隨后再購(gòu)買(mǎi)服務(wù),而非單純購(gòu)買(mǎi)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。
③迎接載人登火的新變革
NASA預(yù)計(jì)2040年代人類(lèi)將抵達(dá)火星,這將帶來(lái)革命性變化。載人登陸火星任務(wù)的規(guī)劃進(jìn)入議程,科學(xué)目標(biāo)將隨著人類(lèi)踏足火星而發(fā)生變化,為人類(lèi)在火星時(shí)代的探索目標(biāo)做好定義。
④加強(qiáng)國(guó)際合作
越來(lái)越多的國(guó)家表現(xiàn)出對(duì)火星探索的興趣,許多國(guó)家通過(guò)多邊合作實(shí)現(xiàn)目標(biāo)變得更為經(jīng)濟(jì)可行。NASA現(xiàn)階段目標(biāo)是在火星與地球每26個(gè)月的發(fā)射窗口實(shí)現(xiàn)至少一次任務(wù),這需要通過(guò)小型、低成本任務(wù)以及商業(yè)與國(guó)際合作伙伴來(lái)實(shí)現(xiàn)。
●新計(jì)劃能否被新局長(zhǎng)全盤(pán)接受?
大概率會(huì)部分接受,而非全盤(pán)接受。特朗普提名的NASA新局長(zhǎng)賈里德艾薩克曼很可能會(huì)支持NASA的新火星探索計(jì)劃,因?yàn)樵撚?jì)劃與他一貫強(qiáng)調(diào)的人類(lèi)太空探索和商業(yè)航天合作理念高度契合。
艾薩克曼作為商業(yè)太空企業(yè)家,曾指揮純商業(yè)全私人載人航天Inspiration4任務(wù)以及進(jìn)行中的北極星系列任務(wù),并且與馬斯克關(guān)系密切。他本人也強(qiáng)調(diào)「構(gòu)建繁榮的太空經(jīng)濟(jì)」和「讓人類(lèi)成為真正的太空文明」的愿景,這與NASA新火星計(jì)劃中通過(guò)商業(yè)合作、國(guó)際協(xié)作,并為2040年代人類(lèi)前往火星奠定基礎(chǔ)的目標(biāo)相一致。
艾薩克曼還一貫支持商業(yè)太空企業(yè)的創(chuàng)新,尤其是降低太空任務(wù)成本并增加任務(wù)頻率,這也符合NASA計(jì)劃中強(qiáng)調(diào)的小型、低成本任務(wù)和公私合作模式。艾薩克曼憑借其商業(yè)航天經(jīng)驗(yàn)以及與馬斯克火星計(jì)劃的契合性,可能會(huì)大力支持NASA的新火星計(jì)劃,特別是在商業(yè)合作和成本控制方面。
然而,艾薩克曼很可能不會(huì)全盤(pán)接受新火星探索計(jì)劃,包括2040年代載人登陸火星的時(shí)間表,以及科學(xué)目標(biāo)與載人任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。這位新局長(zhǎng)大概率會(huì)將載人登火時(shí)間表大幅提前,尤其星艦一旦趨于成熟之際,很可能積極助推SpaceX先行探火任務(wù),樂(lè)觀(guān)預(yù)計(jì)2030年前實(shí)現(xiàn)載人登陸,保守估計(jì)2030年代實(shí)現(xiàn)。
另外,商界出身的艾薩克曼在選擇「科學(xué)目標(biāo)」與「載人任務(wù)」哪個(gè)更優(yōu)先方面,很可能偏愛(ài)后者,優(yōu)先支持載人登火任務(wù),而不是NASA現(xiàn)任高層更愿意支持前者。畢竟一旦載人登火成功,目前設(shè)定的所有「科學(xué)目標(biāo)」都不再是目標(biāo)。新計(jì)劃已經(jīng)表態(tài):科學(xué)目標(biāo)將隨著人類(lèi)踏足火星而發(fā)生變化,為人類(lèi)在火星時(shí)代的探索目標(biāo)做好定義。
●NASA新計(jì)劃與馬斯克火星計(jì)劃是否相容?
整體而言,兩者不僅相容而且雙方相當(dāng)契合,主要體現(xiàn)在技術(shù)能力、目標(biāo)設(shè)定和資源互補(bǔ)方面。
○技術(shù)能力的契合
馬斯克的SpaceX正在通過(guò)星艦項(xiàng)目大幅降低太空運(yùn)輸成本。星艦是完全可重復(fù)使用的巨型運(yùn)載系統(tǒng),能夠攜帶100噸級(jí)貨物或上百名乘客前往火星。NASA新火星劃強(qiáng)調(diào)低成本和高頻率的火星任務(wù),這與星艦?zāi)軌蛱峁┑囊?guī);、經(jīng)濟(jì)化運(yùn)輸能力完美匹配。
NASA計(jì)劃未來(lái)每26個(gè)月利用地球與火星的最佳窗口期發(fā)射探測(cè)器,而星艦的低成本發(fā)射可以支持NASA實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。星艦的超大運(yùn)力能夠攜帶大量科學(xué)設(shè)備、載人系統(tǒng)和生活補(bǔ)給,幫助NASA逐步推進(jìn)火星的機(jī)器人和載人探測(cè)任務(wù)。
○共同的目標(biāo)設(shè)定
馬斯克的火星移民計(jì)劃:要在20年內(nèi)實(shí)現(xiàn)火星上百萬(wàn)人的自給自足文明,并將單程火星票價(jià)降低到約20萬(wàn)美元,以吸引志愿者移居火星。NASA的長(zhǎng)期目標(biāo)「2040年代人類(lèi)登火星計(jì)劃」,明確提出將機(jī)器人探測(cè)作為基礎(chǔ),逐步過(guò)渡到人類(lèi)和機(jī)器人協(xié)作的火星持續(xù)存在。兩者均強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性和人類(lèi)太空文明的延續(xù),這些共同愿景形成了互補(bǔ)的戰(zhàn)略框架。
○資源與任務(wù)的互補(bǔ)性
NASA作為國(guó)家機(jī)構(gòu),擅長(zhǎng)基礎(chǔ)科學(xué)研究、技術(shù)驗(yàn)證、航天安全標(biāo)準(zhǔn)的制定,而SpaceX通過(guò)商業(yè)模式加速技術(shù)迭代,降低成本。兩者可以通過(guò)公私合作的形式實(shí)現(xiàn)資源整合:NASA可以利用SpaceX的星艦運(yùn)力運(yùn)送設(shè)備和科學(xué)任務(wù)載荷,而SpaceX則通過(guò)NASA的技術(shù)和任務(wù)支持加速火星移民進(jìn)程。SpaceX需要NASA的科學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)支持火星環(huán)境改造(如建造大氣層、融化冰礦)以及人類(lèi)生存條件的評(píng)估。
○雙方合作基礎(chǔ)牢固
NASA已與SpaceX在多個(gè)項(xiàng)目上成功合作,如國(guó)際空間站貨運(yùn)補(bǔ)給和載人任務(wù)。NASA新計(jì)劃強(qiáng)調(diào)與商業(yè)公司的合作,這為SpaceX提供了進(jìn)入火星任務(wù)的契機(jī)。
綜上所述,SpaceX的星艦計(jì)劃提供了NASA實(shí)現(xiàn)低成本高效火星探索所需的核心運(yùn)輸能力,而NASA的科學(xué)研究和資源部署將為SpaceX的火星移民提供基礎(chǔ)支持。這種技術(shù)互補(bǔ)、目標(biāo)一致的合作關(guān)系,將推動(dòng)人類(lèi)在火星的持續(xù)探索與存在。不妨大膽預(yù)期,如果雙方目標(biāo)與節(jié)奏高度契合,樂(lè)觀(guān)估計(jì)2030年前有望實(shí)現(xiàn)首批載人登火這一創(chuàng)世之舉。