從“阿爾忒彌斯計劃”看美航天為何一直狂飆突進_風聞
太空精酿-航天学博士-2019-08-07 17:59
央視網21日消息,7月20號是人類首次載人登陸月球50週年紀念日,美國公佈了“阿爾忒彌斯計劃”的官方標誌圖案,正式宣告將在月球建立永久存在基地。根據計劃,美國將在2024年之前安排一名男性和一名女性登陸月球南極;在2028年之前建立月球基地。這一計劃極具雄心,就是迴歸月球,在月球定居,學習,把它作為前往火星或進行其他星際探索的中轉站。據估算,“阿爾忒彌斯計劃”或將花費200到300億美元。
有沒有想過:是什麼能保證美國航天從60年代開始後一直狂飆突進?最終在太空競賽中實現阿波羅登月並超過蘇聯?
答案是:瘋狂投資!
(圖自本人電子書:離開地球表面:一小時讀懂人類航天史)
投資到什麼地步呢?阿波羅登月前期佔了美國聯邦總預算的4.5%左右。
這是個什麼概念呢?如今的NASA預算已經降到僅佔聯邦總預算的0.44%左右,但總量依然遠超世界所有其他國家的總和。
(圖自歐洲諮詢公司Euroconsult的2019世界航天投資報告)
那麼問題來了,為什麼他們要保持這麼大的資金投入?
一個很重要的原因當然是嘗過甜頭。
比如,當年阿波羅登月時代是海量的投資,換算成今天的美元差不多是2000億美元,要知道今天的一艘最新型美國航母才80多億美元造價。但是,它換來了無數回報,尤其是在當時看來特別新且有很大風險的集成電路、芯片設計、電子計算機、遠程通訊等技術,航天的強烈對減輕質量、提高性能、不差錢特點導致一系列公司賺得盆滿缽滿,也獲得了最初的發展資金,後來大家都知道了。
NASA的三大核心機構:噴氣推進實驗室、艾姆斯空間中心、阿姆斯特朗飛行研究中心都坐落在加州,它們帶來的資金和項目是非常恐怖的,説它們帶起了整個硅谷早期的需求並不為過。比如噴氣推進實驗室JPL,至今還是全世界唯一一個探訪過太陽系所有星體的航天研究機構,需要的新技術太多了。
但是太空競賽勝利之後,面臨着這麼一個問題:這些機構還要不要養下去?這可需要海量的錢。
事後證明當然是接着養了,而且沒有項目創造項目也要養着這些人,甚至還要額外留下鉅額資金挖蘇聯、德國和其他歐洲國家的專家。很多在當年看起來沒啥用但特別花錢的項目,比如水手系列和先鋒系列每個都是十幾個太陽系探測任務、維京計劃花了幾十億美元、各種太空望遠鏡都上去了,很大程度上就為了養活這些科學家,讓他們保持狀態。
這也很正常:任何一個運動員,最大的成本明顯是平時保持狀態不斷堅持高水平訓練,關鍵時刻才能爆發。真突然到了比賽場,如果缺乏平時的訓練,就算當時一次性花再多錢再多精力,狀態都不可能因為大家的情懷和歡呼而出現奇蹟。
説到這兒,咱們看看現在美國的國家隊航天NASA在幹啥?
根據政府一系列法案,這些年很重要的幾大塊,已經完全放給商業航天和高校航天:運載火箭領域,SpaceX、Orbital ATK(諾格)、藍色起源在阻擊傳統且無比昂貴的ULA;載人航天領域,SpaceX的載人/貨運飛船、Orbital ATK(諾格)的天鵝座飛船、波音的Starliner飛船、內華達山脈的追夢者航天飛機,已經逐漸接班,阻擊俄羅斯的壟斷;空間科學和深空探測領域,諾格和各個高校慢慢崛起,比如價值100億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡交給諾格、行星獵手TESS交給麻省理工、帕克太陽探測器和蜻蜓土衞六探測器交給約翰霍普金斯、火星2020交給JPL/加州理工,等等。
這些都是歷史上參與深空探測比較多、或者新崛起的新秀,要給他們足夠的資源養活他們。
否則,頂級的人才是屬於全世界的,你不要他們當然會有地方去。
那麼問題來了,最核心的洛馬、波音、洛克達因這幾個超級大佬好像突然閒下來了,這可咋辦?
要知道,這可是美國航天的核心國家隊,不可能不養。
結論是當然不能讓他們閒着,而且要給他們投入巨資啃硬骨頭。
這就是太空發射系統和獵户座載人飛船。前者是超級液氫液氧燃料的重型火箭,可以比肩甚至超過史上第一土星五號,可以叫做新的史上第一。後者是史上最先進的載人飛船,可以執行地球、月球、小行星和火星載人探測任務。
這兩個項目研發難度極大,是美國都需要舉國之力才能弄的,也必須和只能依靠這幾個傳統軍工大佬投入大量人力物力資源。過去這些年,這兩個(事實上是一個)項目已經花掉了400多億美元,是阿波羅登月、航天飛機、國際空間站之後美國最大的項目了。
那麼出了一個新問題?
幾個大佬把這東西馬上搞出來了,但是太貴,例如太空發射系統預計發射費用一次在10-15億美元之間,怎麼用?誰用得起?尤其是商業航天崛起之後,現役世界第一火箭都被SpaceX拿走了,太空發射系統面臨的形勢更嚴峻。更何況,洛馬和波音家聯合的ULA還要有火神Vulcan火箭,更是直接面臨胎死腹中的危機。
但是,沒有市場,當然要給他們創造市場啊!這幾個巨佬這麼可能沒飯吃。
現在國際空間站已經完全交給商業航天,而且需要的技術已經非常成熟,用太空發射系統和獵户座性價比太低,完全大材小用。所以就需要創造一個新的項目,這就是環繞月球的空間站月球門户,和永久的月球基地。在這兩個項目裏,NASA明確説了會邀請商業航天參加,但主力還是洛馬波音ULA這些。
而需要的技術嘛,美國早在上世紀阿波羅登月後就全部論證過了,只要火箭和飛船設計完畢,並不存在大的難度,就一直在等待時機通過而已。儘管月球到底有沒有科研價值阿波羅登月早就證明了:有一定價值,但對不起花的這麼多錢。可現在還是要上馬。
綜上,這個月球基地,更大意義是提供下一步的資源,讓太空發射系統和獵户座飛船成型後能有一定發揮空間。這個月球空間站和基地預算200-300億美元,甚至都不夠養活它們。但從另一方面講,這也是重要的練兵場,就好比阿波羅登月之前有雙子座計劃、月球勘探者計劃、遊騎兵計劃共計幾十次任務做鋪墊。
這次的月球空間站和月球基地,也是在為未來更燒錢的火星探測做技術儲備。
在這個過程中,毫無疑問又會進一步帶起一堆行業,同時保持美國在航天領域的絕對優勢,相當於一直在高強度備戰。儘管目前表面看起來一直在燒錢非常瘋狂,但這就跟奧運會比賽一樣,現在不扎本,未來可出不了成績比不過別人。
搞航天,需要一直持續的養着這些高水平人才,給他們投入資源不斷提高水平。否則人才流失了、斷代了,都是很難甚至不可能彌補的。小時後欠下的讀書和學習成績,長大後挽回成本有多高大家都懂。
所以我覺得,NASA這個項目不是開玩笑,是一定會搞的。不過NASA也無奈,被幾個大佬綁架到這個地步了,不搞也得搞,要不然這些人才咋辦?
為什麼我通篇沒有談人類再次登月、甚至月球基地的科研價值?因為比起成本來講,科研價值太低了,根本對不起這麼多錢,不談也罷。。