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重返月球,要多少钱?

2018-04-09迟惑

太空探索 2018年4期
关键词:猎户座财年载人

文/ 迟惑

2018年上半年,美国政府要为了自己的各项开销向国会提出2019财年预算案并争取通过,其中自然也包括美国宇航局(NASA)。本年度NASA的预算案有一个重要因素,就是特朗普在2017年底宣布,美国要重新登上月球。当时NASA就表示,要在2019财年预算中开始为这件事要钱。最近,NASA公布了准备提交给特朗普的预算草案。在探索部分的第一页,就是特朗普在2017年10月签署“航天政策一号令”的镜头。那么,他们到底打算要多少钱呢?

在NASA预算中,直接用于超越低轨道载人航天活动的预算编列在“深空探索系统”类目下,包括三个子分类:探索系统开发、先进探索系统、探索研究与发展。其中前两个子分类的型号较为集中,而探索研究与发展囊括了一些基础性的、分散的研究。

在2019财年,NASA打算为这个类目申请45.588亿美元。下面,我们就详细看看NASA为哪些工作要了哪些钱。

探索系统开发

“探索系统开发”申请了36.7亿美元的经费,用于“航天发射系统”(SLS)火箭、猎户座飞船、地面系统和设施建设。其中猎户座飞船分到11.635亿美元,大头是载人飞船的研发,占11.53亿美元;“项目集成与支持”占1050万美元。SLS火箭的经费更多,火箭研发占20.272亿美元,“项目集成与支持”占5090万美元。地面系统同样包括研发和“项目集成与支持”,分别占4.232亿美元和520万美元。设施建设费用全称是“建设与环境兼容的存储”,2019财年比2017财年的880万美元和2018财年的580万美元有较大幅度的增幅,达到2590万美元。

四个项目加起来,2019财年的预算经费居然比2017、2018财年还减少了2亿多美元。这是为什么呢?

▲ 月球轨道平台

省钱的大头是猎户座飞船,比2018财年少了1.8亿美元。主要是研发工作的高峰期即将过去,技术状态基本稳定。2019财年的经费将主要用于第一艘正样船EM-1的电磁兼容性试验、热真空试验、噪声试验等等,并对有关软件、结构进行持续测试,更重要的是为逃逸塔测试做好准备。上述工作完成后,EM-1将进行改造,准备发射。同时,第一艘载人船EM-2的有关工作也将在2019财年铺开,特别是防热大底测试,并开始环控生保系统的安装。按照NASA的算法,到EM-2发射为止,“猎户座”的总经费将比初期的预测节省1.518亿美元,贡献最大的三项开支分别是项目管理、“项目集成与支持”和测试。

SLS火箭的经费比2018财年减少了5210万美元,也为省钱做出了贡献。然而如果从SLS火箭项目启动开始计算,到2019年的预算将超支3750万美元。2019财年的预算将主要用于SLS火箭载人版飞行控制软件的评审与鉴定,为EM-1飞行做好准备。相关设备将陆续送往肯尼迪航天中心总装,包括RS-25发动机、结构段、液氢储箱、液氧储箱,并实施装满燃料的点火试验。SLS火箭的试验将与地面系统研制同步进行,用SLS火箭研制试验中总结出来的经验教训指导地面系统研制。当然还有一个很重要的研发方向,就是设法降低RS-25发动机的成本。

地面系统的经费主要花在三个方面:肯尼迪航天中心39B发射台改造、总装车间改造和履带式转运平台。其中的最大头就是我们非常熟悉的履带式转运平台。多年来,这种有四条履带的庞然大物每次运载着航天飞机前往发射工位,都会出现在新闻画面上。SLS火箭启动之后,NASA打算继续用它来作为火箭从总装车间前往发射工位的转运工具。但是相关的改造费用可不低,仅仅在2019财年就要花掉3.962亿美元。39B发射台和总装车间的改造各自需要花掉7000多万美元。而且到EM-1任务之前,改造工作的费用比2019财年只多不少。

先进探索系统

“先进探索系统”也有三个子分类:月球轨道平台(也就是此前所说的深空探索关口站)、“先进环月和月面能力”,以及“探索先进系统”。

月球轨道平台当然是最大头,在2019财年申请了5.042亿美元。这是一个全新的项目,也是第一年正式申请经费。根据NASA的计划,到2022年将发射月球轨道平台的第一个舱段——电力与推进舱——进入预定轨道,这就决定了它的经费申请强度相当大。在2020财年,NASA计划为它申请更多经费,达到6.6亿美元。它的研制进度也相当紧张,2019财年中期必须完成电力与推进舱的第一阶段设计,2020财年完成第二阶段设计,2022年8月要做好发射准备。电力与推进舱的牵头单位是格林飞行中心。至于其他舱段,包括居住舱、后勤舱和气闸舱,还没来得及确定由哪个飞行中心牵头研制。

▲ SLS火箭发动机转运

“先进环月和月面能力”可以简单阐述为近、绕、落。但是这其中并不包括载人登月,而是强调用无人飞行器把设备和物资送到月球表面上。这个子分类着重强调了商业企业的参与。几年前,NASA就开始资助商业企业,开发向月球发射无人飞行器的技术。2019财年将为之申请1.165亿美元的经费,重点推进月球软着陆技术的开发与成熟,研制出实用化的月球着陆器,并宣布中标企业名单。

所谓“探索先进系统”,重点关注的是如何保证航天员在空间长期居住和工作、生活,实际上是对月球轨道平台的支撑。其中的很多工作要在国际空间站上开展,特别是水和空气的循环处理和应用。有关技术成熟后,将用在月球轨道平台的居住舱上。2019财年,NASA打算为它申请2.682亿美元的经费。这个项目不但要为重返月球服务,最终也将服务于火星探测。因此NASA总部亲自来抓这个项目,由马歇尔飞行中心、喷气推进实验室和约翰逊飞行中心分头负责不同部分。同时,NASA也引入商业企业来分担研制经费,其中头一家就是比格罗航天公司,而且明确指出,由这家公司提供充气式太空舱。波音、洛·马、轨道科学·ATK等传统企业和两家创业公司分别负责其他研发。

账是怎么算的?

199亿美元这个数字,与近10年来NASA的年度预算相比,虽然有所增加,但增幅绝对不算大,比军费开支要差的远了。但是NASA却在《2019财年预算评估》的简要版文件中说,这其中有105亿是用在重返月球上的。这个账是怎么算的呢?实际上,NASA把深空探索的全部、探索研究与技术的全部、低轨道和载人航天运行的全部、探索活动管理的全部和科学项目中的一部分全都算进了重返月球的工作内容当中。NASA把这些工作的合集称之为“探索会战”。

▲ 猎户座飞船海上溅落试验

从科学技术的角度来看,这种算法倒也可以自圆其说,国际空间站的运行也可以认为是地月空间轨道长期居住的一种探索和准备。如此,NASA在2017财年到2023财年间,每年都投入超过100亿美元用于重返月球,总量达到730亿美元以上。之所以强调2023财年,是因为从这一年起,月球轨道空间站——也就是此前称之为深空关口站的那个设施——基本完成,有航天员进驻,可以用来支持载人月球探索任务了。从2024财年开始,NASA要派人再次登月了。而特朗普如果能够连任,他将在2023年底离开白宫退休。所以,这个计划表完全是给特朗普量身打造的。

那么,2024财年以后NASA会申请多少钱来支持月球计划呢?这恐怕要看下一个总统的政策。如果真如某些人鼓吹的那样,由伊万卡·特朗普接任总统,NASA还将得到来自白宫的大力支持,所申请的经费幅度可能有一个大幅度的跃升。

但如果真的如此,会面临一个新的问题。美国只打算支持国际空间站到2024年,此后可能不再拨款了。那么相关每年14.5亿美元直接运行费和18亿美元的空间运输费(2019财年略多一些,安排了21亿美元的空间运输费)是不是就要取消了呢?NASA必然要以其他名目,把这笔钱继续申请下来,否则重返月球就会钱紧。

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