特朗普宣佈2033年登火星 工程師讓你看懂為什麼做不到_風聞

序

特朗普領導的美國政府有很多宏大計劃，上月底又多一個：

美國國家航空航天局（NASA）局長吉姆·布里登斯廷本月初曾宣稱，希望在2033年將宇航員送上火星。如此雄心勃勃的計劃是否可行？日前，據太空新聞（SpaceNews）網站報道，NASA曾專門委託美國科技領域權威智庫——科技政策研究所（STPI）就此開展研究，得到的結論很殘酷：不可行。

白宮急了，工程師説不要浪，穩一波。哪一個可信？

1****特大大連任獻禮工程

2019年3月26日，美國副總統彭斯在國家航天委員會第五次會議上，明確拒絕NASA在2028年登月的計劃，將重返月球提前到2024年——特朗普第二屆任期最後一年。彭斯將21世紀登月工程拔到了前所未有的政治高度：

“50年前（登月）的一小步，成為人類的一大步。現在到了下一次巨大飛躍的時候：讓美國宇航員重返月球，在那裏建立永久基地；開發技術，將美國宇航員帶到火星和更遠的地方。”

“62年前，太空競賽開始了。蘇聯原本在太空競賽當中取得領先地位，但天上閃爍的人造衞星，激起美國人民行動。我們絕不將太空的未來交給‘自由之敵’撰寫！”

“我們現在需要的是緊迫感。毫無疑問，我們今天處於太空競賽，正如60年代一樣，而且賭注更大。”

“時不我待。在本世紀，美國必須像上世紀一樣，在太空領域保持第一。這不僅是為了推動美國的經濟和國家安全，最重要的是，如同每個偉大的邊疆一樣，太空領域的規則和價值觀，將由最先佔領的勇者來書寫。”

“我代表總統，向馬歇爾飛行中心和全美人民宣佈：根據總統指導方針和本屆政府既定政策，未來5年內要讓美國宇航員重返月球。”

“總統已經指示美國宇航局和局長吉姆·布里登斯廷，要採取任何必要手段來完成這一目標。”

2019年3月26日，彭斯在阿拉巴馬州亨茨維爾的美國太空和火箭中心演講

副總統的急切，不僅是因為政治任務壓力，還有對美國航天界“磨洋工”的不滿。

演講中，彭斯背後擺着四款火箭模型，從左到右分別是：NASA在研的太空發射系統（SLS）、藍色起源在研的新格倫（New Glenn）、SpaceX已經投入使用的獵鷹系列，以及聯合發射聯盟（ULA）在研的火神半人馬H（Vulcan Centaur H）。

此外，再算上諾斯洛普·格魯曼公司在研的歐米伽重型火箭（OmegA Heavy），以及SpaceX計劃研發的BFR超重型火箭……美國未來可用於深空探索任務的6款火箭中，5款還在PPT上——所以需要“緊迫感”。

彭斯威脅説：

“如果NASA在研的SLS尚未準備就緒，可能會使用商業火箭（重型獵鷹）。”

在彭斯下令2024年登月後，NASA局長吉姆•布里登斯廷（Jim Bridenstine）看透了領導的想法，主動把登火星時間提前到2033年：

“我們希望在2033年實現載人登陸火星。我們可以通過加速載人登月，來加速載人登陸火星的進程。”

登月和登火工程間的關聯，暫且按下不表。SLS火箭首飛雖然從2017年連續跳票到2021年，但乍一看似乎也能在特朗普第二屆任期內登月。彭斯下指標，局長表忠心，這事兒不和工程師商量就定了？

彭斯催工，是因為特朗普要趕不上登月成果了。

此前NASA將登月排到2028年，是白宮科技政策辦公室（OSTP）、國家科學基金會（NSF）下屬權威第三方機構，科技政策研究所（STPI）的研究結果，絕不是拍腦袋數字。

2017年8月起，STPI就在為NASA調研、編寫《2033年載人火星探測任務評估報告》，從技術、工程架構及財政預算等方面綜合分析火星任務的合理排期表。

《報告》歷時17個月編成，於2019年2月份提交——就在彭斯“登月演講”前一個月。按STPI評估分析，具備可行性的載人登月時間是2028年下半年，載人繞飛火星是2037年，載人登陸火星則要等到2040年以後。

2017年6月30日，特朗普簽署行政令，重建冷戰時期的國家航天委員會（National Space Council）。同年12月11日，特朗普簽署“白宮1號太空政策令”，高調宣佈美國將重返月球，進擊火星。

與邊境牆、貿易戰、美國製造及朝核談判一樣，重返月球也成了與特朗普高度綁定的政績項目。

2033-2019=14，14年內特朗普能逼出科幻工程嗎？

2****十四年能做什麼

載人登陸火星是科幻片經久不衰的題材，但載人登陸火星的預計時間，平均每隔十年就要延後十幾年，硬生生讓科幻市場把“載人登火”的冷飯，反覆翻炒到今天，成了餿飯。

50年前和現在，火星看起來都是一樣的科幻，原因是冷戰後人類空間技術整體陷入停滯。

人們對深空探索進展的預期下調，是近一代人內的事。對於00年前後出生的一代來説，十幾年來航天大項目沒有任何突破性進展。他們從出生就看到國際空間站在天上掛着；而載人航天技術進步最快的中國，也只是從無人飛船發展到有人。現在美國突然説14年內既要登月又要上火星，確實“激進”了點。

但歷史上的各個“14年”並不是這樣。

從1930年12月德國陸軍部召開火箭武器研製會議算起，到1944年9月英國首次遭到V-2（A-4）火箭襲擊，恰好14年。佩內明德市在此期間建成了近百座大型建築和複雜設施組成的高科技火箭製造中心，包括歐洲當時最大的風洞、大型液氧製取工廠，以及精密實驗室等。到1944年1月，米特爾維克地下火箭工廠集中了來自通用、西門子、克虜伯、諾貝爾等多家公司9千名熟練工及3萬多集中營囚犯從事V-2火箭量產，日產量高達30枚。人類用了14年，就從炮兵時代發展出彈道導彈。

V-2火箭的射程超過300km，雖然制導精度差，但彈道最高點96公里，已經突破了大氣層，無法攔截。因此，雖然V-2性價比極差（在英國平均1枚炸不死2人），卻是納粹德國“黑科技”的招牌。在二戰最後一年，英國共遭受1402枚V-2火箭襲擊，比利時捱了1664枚。從1942年首飛成功到1944年下餃子生產，納粹德國只用了2年時間。如果戰爭再拖延2年，以希特勒對“末日武器”的偏好，A9/A10這樣的洲際彈道導彈可能也會出現——雖然殺傷力並不能改變二戰勝負。

納粹德國導彈系列

從1945年美蘇瓜分德國火箭工業資源起，到1959年1月蘇聯成功發射人類首枚星際探測器“月球1號”，又是一個14年。而蘇聯發射的人類首顆人造衞星“斯普特尼克1號”還是要更早，是1957年10月發射的。從首顆近地衞星到首顆掠月衞星、人造行星，蘇聯僅用了不到15個月。這個14年，人類從無到有進入了宇航時代。

從1959年3月美國首次成功發射月球飛掠探測器“先驅者4號”，到1973年阿波羅17號登月任務結束，還是14年。其中，從1961年阿波羅計劃啓動，到1967年第一枚土星5號火箭升空只用了6年；到1969年載人登月，只用了8年。即載人航天從零開始，到登月計劃結束，也只需14年。

1957~1975年間，美蘇太空競賽進度表

從1974年羅克韋爾開始建造人類第一架航天飛機，到1989年和平號空間站進入第二次擴展階段，又是14年。這14年中，美蘇太空競賽投資均有大幅下滑，項目轉向實用，但和21世紀比，依然進步神速。

航天飛機方面，這期間美國先後製造了企業號（試飛）、哥倫比亞號、挑戰者號、發現號、亞特蘭蒂斯號等5架航天飛機，總計執行37次飛行任務，第14年結束時正在製造第6架——奮進號。受美國航天飛機拖放衞星畫面刺激，蘇聯於1988年首次發射暴風雪號航天飛機，並開始着手建設小鳥號。

空間站方面，蘇聯成為這一時期的主角。“禮炮”系列空間站前後發射了7個，執行了6次載人任務。1986年起，和平號空間站各艙段開始陸續升空，成為20世紀人類最大在軌人造物。

全球定位系統方面，美國於1978年發射了GPS首顆實驗衞星Block-1，於1985年發射第10顆實驗星，完成GPS第一代組網。1989年2月，第二代GPS首顆衞星升空，並將在次年的海灣戰爭中大放異彩。

NASA經費佔聯邦總預算百分比

所以，在生活在冷戰時期的阿瑟·克拉克等人看來，2001年人類不僅應有月面永久居住地，乘飛船飛往土星也不算多困難的事情。

《2001太空漫遊》的創作時間是1972年，那年人類最後一次登月。克拉克描繪人類在2001年已經把登月變成尋常事，甚至有能力派人前往太陽系外圍。

2019年是登月50週年，對比之下，冷戰期間的美國可能更符合特朗普的喜好。彭斯無奈地説：

“50年前，我們（從阿波羅計劃啓動）花了8年時間登月，而且那還是頭一次幹。重返月球不該花11年。”

3****讓工程師説話

但工程上的事情不能這麼簡單類比，我們還是看報告書説了什麼：

STPI編寫的《2033年載人火星探測任務評估報告》對美國“探索運動”進行了詳細評估。在美國計劃中，新一代火箭SLS、獵户座飛船、國際月球空間站、月球基地，以及深空（超出地月系）運輸飛船與火星探索，同屬一個整體工程框架，每一步都要考慮前置工程的完成度，以及對後續工程的影響。

SLS與獵户座飛船

月球空間站與深空運輸飛船

對美國而言，僅僅是二刷登月成就是沒意義的燒錢。美國人這次重新登月，就沒打算離開。也就是説，重返月球首先是一項可持續的探索活動，並且要對其它深空探索起到平台支撐作用。這個平台，就是國際月球空間站——深空門。

建造深空門，需要SLS等新一代大推力火箭。載人登月，需要獵户組等新一代飛船。有了月球空間站，登月、探火就有了中繼“驛站”，未來的任務靈活性大大增加。

SLS火箭提供運力，深空門提供平台，獵户座登月，深空運輸船探火。工程主線結構看似簡潔，但具體每個分項展開還有多個階段，每個階段還有不同的技術問題。SLS火箭的研發要分為Block1、Block1B、Block2三個階段型號，深空門需要一點點搭建，獵户座飛船需要多次測試，深空運輸飛船還有很多系統沒有開發出來。

SLS各型號及基本參數

國際月球空間站

國際月球空間站

就算前置問題都解決了，載人探火星往返需要兩年多，人類還沒有過構建過一個全封閉三年的載人航天器，空氣、水循環、温度管理、食品、能源、醫療等等都是問題。考慮到往返火星的距離，往返途中中遭遇突發事故，宇航員只能自救，電影《火星救援》眼下還是神話中的神話。

所以，深空探測飛船為保障可靠性，必須先在深空做可靠性測試。近月軌道空間的環境已經接近深空，月球空間站正好可以為深空運輸船的多輪測試，提供管理平台。

簡單理解，SLS進度是深空門空間站的瓶頸，深空門進度是了登月和火星任務的瓶頸。但在運籌層面上，各環節要穿插並行才能提高投資效率，避免開銷大起大落。綜合成本預算、技術風險，STPI最後制定的排期總表，以及成本估算如下：

STPI為NASA提供的“探索運動”工程排期

STPI為NASA提供的“探索運動”成本估算

按STPI綜合風險、成本等多方面因素的最優化排期裏，載人火星任務，即便只是繞飛不登陸，也要等2037年才能出發。現在彭斯和NASA局長都在努力搶工期，為特朗普第二任期“獻禮”，但諷刺的是，彭斯的2024登月和NASA局長的2033火星任務不可兼得。按STPI計算，如果將火星任務提前到2033年，成本方面必須放棄全部登月計劃：

執行2033年火星繞飛任務的載人航天成本、預算比較

另一種方案是縮水月球空間站，提前研發深空運輸飛船，勉強能將火星任務提前到2035年：

執行2035年火星繞飛任務的載人航天成本、預算比較

歸根結底還是錢的問題。把2019~2037年美國所有太空活動投資、“探索運動”投資，與1960~1973年間的阿波羅計劃投資相比，一目瞭然：

彭斯如果用航天成就向特朗普“政治獻禮”，還是要回到錢從哪兒來的問題。只要錢夠，就算深空飛船技術不成熟，只需不計成本增加冗餘備份，就能“一波流”載人登陸火星。

好了，工程師已經給出了精確計算，特朗普想實現2024登月，2033年去火星，選擇只有三個：

**1.**大幅加錢，加到冷戰期間和蘇聯搶登月的水平。

**2.**放棄任務的可持續性，不再追求登陸月球-火星的同時建設深空交通起點，就是要登上去插個旗。

**3.**同時做以上兩件事。

為了給特大大獻禮，猜猜副統帥彭斯會怎麼選？