《麻省理工学院研究报告_载人航天的未来_上》由会员分享，可在线阅读，更多相关《麻省理工学院研究报告_载人航天的未来_上（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、April 2009 Aerospace China执行概要美国正站在通往载人航天一个新的时代的十字路口 。 新政府将在其首个任期内就这项事业做出一代人的时间里最重要的决策 。 那些决策是什么 ， 如何制订才最符合美国的利益 ？誗美国应在何时让航天飞机退役 ？誗这个国家应如何利用国际空间站 ？誗美国是否应该重返月球 ？如果是 ， 应如何及按照怎样的时间表重返 ？誗未来的规划应如何均衡安排月球 、 火星和其它潜在目的地的探测工作 ？这些决策说到底都源自一个更大的问题 ： 为什么要送人上天 ？为了回答这些问题 ， 我们重新思考了由政府出钱开展载人航天的理由 ， 然后鉴于那些理由 ，阐述了现行政策问
2、题 。我们把主要目标定义为那些只能通过派人亲临才能实现 、 效益高于机会成本以及值得冒很高的人员生命安全风险的目标 。 这类目标包括探测 、 民族自豪感以及国际威望和领先地位 。 载人航天只有在能扩展人类经验的情况下才能实现其目标 ， 并吸引最广大的民众 。次要目标则是指那些能因为派人亲临太空而产生效益但本身并不足以证明所花经费或所冒风险的合理性的目标 。 这类目标包括科学 、 经济发展 、 新技术和教育 。我们认为 ， 美国新的载人航天政策应利用这些目标来实现经费 、 期望值和可接受的人员生命安全风险之间的均衡一致 。 国会和白宫应减轻导致了以往灾难并反映出 NASA 今天的困境的 “钱少活
3、多 ” 的压力 。所有这些问题都会在即将于2009 年初由美国艺术与科学院发表的一份报告中加以更深入和更详细的阐述 。奥巴马政府和国会应制订一项载人航天政策 ， 明确地表述以下内容 ：誗载人航天的主要和次要目标誗关于空间探测中可接受的人员生命安全风险的道德准则誗预想投资水平与人员生命安全风险之间的关系誗国际合作的意义和工作重点誗国际空间站的利用誗澄清月球 /火星探测战略此外 ， 我们建议 ：誗NASA 应让航天飞机继续飞行 ， 执行完现行的飞行清单 ，然后让其退役 。誗美国应制订一项广泛的 、经费有保证的规划 ， 使国际空间站能利用到 2020 年 ， 由此支持探测的主要目标 。誗新政策应要求
4、均衡地考虑月球 、 火星和未来探测活动感兴趣的其它地点 。誗NASA 应重新启动基础研究工作 ， 研究将使这些探测活动得以实现的新技术 。誗美国应重申其要在载人航天领域占据领先地位的长期政策 ， 继续致力于与其现有国际伙麻省理工学院航天 、 政策与社会研究组 2008 年 12 月 15 日发表题为 载人航天的未来 的白皮书 。 这份报告号称是多年来对美国载人航天计划进行的一项最全面的独立评审 。 报告建议美国设定更高远的载人航天目标 ，集中开展更明确地针对这些目标的研究 ， 并加强与他国和私营工业界的合作 。 研究小组称 ， 在向有关方面做了初步介绍后 ， 该报告已得到了政界领袖 、 国家研
5、究委员会一个小组 、 奥巴马过渡班子和其它方面的积极认同 。 在阐述开展载人航天活动的理由时 ，报告提出将载人航天的目标分为主要目标和次要目标 ， 令人耳目一新 。 “主要目标 ” 包括探测 、民族自豪感以及国际威望和领先地位 ， 而科学 、 经济发展 、 技术发展 、 教育和激励作用都属于“次要目标 ”。 作为主要结论之一 ， 报告认为美国应在载人航天领域与包括中国在内的其它国家及私营火箭公司等商业企业开展更多的合作 。 现将该报告分期刊出 ， 以供参考 。 编者麻省理工学院研究报告载 人 航 天 的 未 来（上）17 中 国航天 2009 年第 4 期伴的合作 。誗美国应继续保持国际空间站
6、计划下现有的伙伴关系 ， 包括与俄罗斯的可持续伙伴关系 ， 并开始在载人航天领域同中国 、 印度和其它有抱负的航天国家进行接触 。通往新时代的十字路口2008 年是 NASA 创建 50 周年 ， 载人航天的一系列初期重要事件也在这一年迎来了 50 周年纪念日 。 我们离 “阿波罗 ” 11号首次登月 40 周年也只有数月之遥 。 这次登月无疑是 20 世纪分水岭式的事件之一 。 人类进入太空或到其它星球去探险一度被当作未来世界之本 ， 如今已写入历史 。 可是 ， 它的未来又将如何 ？尽管已取得了一些振奋人心的成就 ， 但有关载人航天的一些问题仍然存在 。 我们为什么要搞一项由政府出资的计划
7、来送人上天 ？ 这样做的效益何在 ？ 在经济危机 、 预算吃紧 、 工作重点众口难调的一个时期 ， 拿什么作为理由来开展一项需耗费巨资的计划 ？ 类似的问题从载人航天活动开始之日起 ， 就一直挥之不去 。最初 ， 冷战争霸为开展载人航天提供了一个充足的理由 ； 之后 ，目标变成了发展经常性地进入太空所需的技术 ， 指望着由此能带来商业利益 。 而到了近期 ， 则似乎只有更高远的探测目标才能成为冒险和花钱把人送入恶劣的太空环境中去的理由 。过去 6 年里发生的一系列事件已促使 NASA 和美国进行一次重大的转变 。 这一转变已经开始 ， 但今后如何演变仍未确定 。面对各种严峻的财政压力 ， 新政
8、府在其首个任期之初 ， 将就美国的载人航天计划做出一代人的时间里最重要的决策 。 这些决策将涉 及 航 天 飞 机 、 国 际 空 间 站（ISS） 以及未来的探测计划和探测系统 。 那么 ， 这些决策该如何做出才最符合国家利益呢 ？作为过去 30 年里美国载人航天的主要工具 ， 虽然已有人提出延长其使用寿命 ， 让其再执行几次任务乃至再飞几年 ， 但航天飞机按计划将在 2010 年退役 。NASA 正在研制一系列新型火箭（“战神 ” 1 和 5） 和航天器 （“奥利安 ” 飞船和 “牵牛星 ” 登月舱 ）， 统称 “星座 ”， 以用于把人员送入轨道和送上月球 。 国际空间站定于 2010 年
9、建成 ， 但仍存在着如何才能最好地支持和利用这座耗资 1000 亿美元的设施的问题 （其某些舱段的服役寿命到2013 年就将到期 ）。 布什 2004年宣布的 “空间探测展望 ” （以下简称为 “布什展望 ”） 给出了关于航天飞机退役和建设 “星座 ” 系统的计划 ， 但迄今仍未得到充足的经费支持 。 从航天飞机最后一次飞行到 “星座 ” 初步投入使用 ， 少说也有几年的空白时段 ， 其间美国将不得不依赖其它手段才能造访国际空间站 ， 包括采用俄罗斯的火箭和飞船 。同时 ， 远程和机器人科学探测任务也带来了有关我们的太阳系及更深远的宇宙的惊人的新发现 。 这些探测器提供了火星上有水冰存在的证据
10、 ， 探测到土星的一颗卫星有有机物质放出 ， 并使人类得以在我们的太阳系之外发现了 “系外行星 ”。 不管它们所用的技术如何 ， 但这些探测器没有一个是 “自动化的 ” 都要由地球上的人类来控制 ， 并要把数据发给人类 。考虑到通胀因素 ， NASA 的预算基本上没有什么变化 （2005年到 2008 年年均只增加了 2.1%多 一 点 ， 2008 年 为 173 亿 美元 ）。 该局正在争取通过重新平衡其工作重点来支持其各项新计划 ， 在如何在载人航天和科学 、航空 、 远程探测任务及对地观测项目之间合理地分配资源方面引起了激烈的辩论 。俄罗斯和中国都有今后 20年内送人登月的目标 。 欧
11、洲空间局 （ESA） 已开始进行国际空间站货运飞行 ， 并正在探讨研制载人飞船的各种方案 。 印度拥有能携带其正在设计的一种载人飞船的火箭 ； 日本也有同样的打算 。2007 年底 ， 一位马来西亚人首度飞进了太空 ； 6 个月后 ， 韩国首位火 星 生 物 服18 April 2009 Aerospace China!宇航员也飞上了天 。 两人所乘坐的都是俄罗斯的 “联盟号 ” 飞船 。航天依然能引起公众广泛的兴趣 ， 不过要在日益庞杂 、 过热和多变的媒体环境下得到关注并非易事 。 美国的年轻人越来越多地觉得远程和虚拟临境 （pres-ence） 与身临其境没什么两样 。他们可能不会接受有
12、关 “身临那里 ” 有多重要的那些老论调 。 在当今的数字化世界里 ， 关于怎样对派人亲临和远程临境进行组合才更适当 ， 工程师 、 科学家和政策制订人员有着不同的见解 ， 所以对其它领域 、 特别是深海的探测也面临着类似的一系列问题 。我们首先要回顾一下导致这一决策时刻到来的历史和背景 。随后 ， 我们将清晰地给出一套新的开展载人航天的理由 ， 分为主要和次要目标 。 在此之后 ， 我们将探讨类似的理由是如何激励其它国家 （主要是俄罗斯 、 中国和印度 ） 开展载人航天计划的 。 最后 ， 鉴于这些理由 ， 本报告研究了美国即将进行的政策决策问题 。载人航天 50年本报告针对的是载人航天的未
13、来发展 。 所谓载人航天 ， 也就是派人亲身进入太空或登上其它行星类天体 。 这只是美国航天政策的一个方面 ： NASA 的预算占美国政府总的航天开支的刚好不足一半 ， 而在这一预算额中 ， 载人航天预算只有 NASA 封顶预算的大约 60%。 与商业卫星产业 、国家安全 、 气候监测 、 出口政策和众多其它问题相关的美国航天政策的其它方面虽然也构成了必要的背景情况 ， 与下面的问题息息相关 ， 但并不是本报告的重点所在 。 所以 ， 我们这里将只探讨载人航天所特有的那些问题 。首先来简要地回顾一下某些历史 ， 看看美国是如何走到今天这一步的 。 我们可以把载人航天分成三个历史阶段 。 第一个
14、阶段是 20 世纪 60 年代的 “试验 ” 阶段 。 在该阶段之初 ， 人类用火箭把首批人员送入太空 。 也是在60 年代 ， 人类登上了月球 。 在冷战争霸和公众强烈关注的那个时代里 ， 美国实施了 “水星 ”、“双子星座 ” 和 “阿波罗 ” 计划 ，以惊人的速度取得了技术上的进步 。 NASA 的预算于 1966 年达到高峰 ， 占到联邦预算的 4%以上 。 开展登月计划是为了通过一项重大的民用工程成就来展示美国的国家实力和威望 。试 验 阶 段 于 1972 年 随 着“阿波罗 ” 17 号最后一次登月的完成而告终 。 作为下一步 ， 尼克松总统选择了由 NASA 呈报给他的耗资最少
15、的一项方案 ： 他决定研制航天飞机 ， 以迎来能 “经常性地 ” 造访太空 、 每周都可进行低成本飞行的一个时代 。 载人航天的第二个阶段 ， 即 70 年代的过渡阶段 ， 见证了 “阿波罗 -联盟号 ” 试验计划和 “天空实验室 ”， 也出现了将近 6 年的 “空白 ” （1975 年 7 月到 1981 年 4月 ）。 在这 6 年里 ， 美国没有进行任何载人航天飞行 。第三个阶段即航天飞机时代 ， 开始于 1981 年 。 这种飞行器根本就达不到其低成本 、 频繁和可靠地进入太空的设计目标 。不过 ， 人们还是给它冠以轨道实验室 、 轨道拖船和卫星飞行维护站等美誉 。 80 年代 ， 航
16、天飞机执行了一系列维护和抢救任务 ，展示了宇航员身背喷气式背包飞行的壮观场面 ， 部署了军事有效载荷 ， 并把卫星抓入航天飞机有效载荷舱 ， 以便进行修理或送回地面 。 在这些飞行任务中上演了大量的舱外活动 （“太空行走 ”），有效而直观地展现了人在太空中的能力 。 在航天飞机的初期飞行中 ， 科学研究只是次要的主题 ，在最初 25 次飞行中只占了 4 次 。1986 年 “挑战者号 ” 失事 ， 造成 7 名宇航员丧生 ， 其中包括一名教师 。 这次飞行的任务是部署一颗跟踪与数据中继卫星 。“挑战者号 ” 失事提出了这样一个问题 ， 那就是是否值得让航天员冒着生命危险去部署和修理卫星 。 国防部开始重新评估其航天飞机使用计划 。NASA 对航天飞机的用途作出了限制 ， 即只用于研究和科学以及最终的空间站组装和维护工作 ， 而不是用于发射商业和军事卫星 （这类工作被认为不值得让人员去冒生命安全危险 ， 最好由一次性火箭来做 ）
