10大NASA太空科學項目

科技 03-30

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群星璀璨、萬物有理

【博科園-科學科普】全世界都知道NASA的豐功偉績並引領世界走在未知前沿，雖然不少國家也正在崛起，但也都是小巫見大巫，在NASA成功的背後，無疑是美國政府給予了極大的財力物力的支持！倘若NASA預算經費被砍，可想又有什麼成果會成泡影？2018年3月21日美國國會兩院通過了美國聯合撥款法案，確定了2018財政年度的支出。這一公共支出法案在第2232頁，總預算為1.3萬億美元，儘管總統最初要否決這項法案，但它在3月23日星期五簽署成為法律。

如果代表國會總統，你將支持NASA研究什麼？博科園：如果我可以，NASA這些項目任務將給全部支持，並且只會增加經費，不會削減，更不會砍掉科研探索項目！

圖註：美國國家航空航天局局長羅伯特·萊特福特討論了白宮在美國國家航空航天局(NASA)發表演講時提出的2018年預算草案。圖片信息及版權：NASA / Bill Ingalls

根據特朗普總統早些時候的提議，許多以科學和教育為基礎的組織面臨著巨大的潛在削減，其中包括能源部、教育部、環保署、美國地質調查局、美國國家衛生研究院、國家海洋和大氣管理局以及國家科學基金會等多個部門都面臨小賤經費。

但在前所未有的舉動中，奧巴馬政府提議取消NASA天體物理學在20世紀20年代的旗艦項目：WFIRST以及許多其他削減NASA。謝天謝地，許多這樣的削減並沒有成功。下面讓我們一起看看NASA項目預算有哪些成功和失敗？

TOP1、NASA科學

圖註：美國宇航局不同努力的細分，科學獲得該機構約28％的資金。但這個餅圖還不到美國宇航局1960年代鼎盛時期的十分之一，而且這個餅圖的許多組成部分都受到了本屆政府的「威脅」。圖片信息及版權：NASA, as of 2015

NASA的科學研究佔NASA總預算的28％，主要集中在天體物理學、行星科學、地球科學和太陽物理學，並且是人類從太空了解這些領域的主要貢獻者。最大的削減會是直接的，並影響NASA地球科學，教育辦公室和WFIRST（分別在下面討論）儘管總括支出法案可以完成，但這是美國宇航局科學的勝利。美國宇航局科學總預算實際上增加了4.57億美元（8％），而總統的提議中提出的預算減少了。

TOP2、NASA地球科學

圖註：地球在夜間發出電磁信號，但為了了解氣候在做什麼，需要在長時間周期和許多波長上對地球進行精密的，專門的觀測。取消美國宇航局地球科學的重要任務顯著降低了定量評估我們不斷變化世界的能力（由此可見全球那麼多國家科研機構還是不及NASA）。圖片信息及版權：NASA"s Earth Observatory/NOAA/DOD

在總統最初的提案中，有5個NASA地球科學任務被列入了削減計劃。這些削減是對至關重要的衛星，所有這些都集中在測量地球氣候的各個方面，包括反射和發射光和能量，雲層覆蓋和行為，以及對長期和短期氣候趨勢的探測。如果你想了解地球的氣候如何運作，預測季節和環境趨勢，以及做中長期預測，就需要這些任務。這5個地球科學項目任務中有4個已經恢復了資金：

1、浮游生物、氣溶膠、雲、海洋生態系統（PACE）

2、軌道碳觀測站-3（OCO-3）

3、深空氣候觀測站(DSCOVR)地球觀測儀器

4、氣候絕對輻射和折射觀測台(CLARREO)探路者

第五的輻射預測工具(RBI)仍然被取消，這旨在監測地球氣候的未來大型任務沒有得到官方的支持，威脅到長期生存能力。

TOP3、NASA教育辦公室

圖註：2013年宇航員課程由許多利用NASA提供的教育機會人組成。過去15個月中，許多此類項目都受到了行政提議議的威脅（如被取消或削減等）。圖片信息及版權：NASA

美國國家航空航天局教育辦公室負責負責制定一系列計劃的項目，目的不僅是向公眾傳達美國國家航空航天局的成果，而且還提供贈款、獎學金、實習和教育項目，這些項目貫穿於學校、博物館和科學中心。這些影響從K-12兒童到本科生、研究生和博士後研究人員。撥款法案恢復了1億美元的撥款，但是沒有長期的方法來確保這筆資金在9月30日繼續。時間將證明這種持續的資金是一種權宜之計還是一種真正的勝利。

TOP4、空間技術

圖註：Restore-L服務商擴展其機器人手臂，以抓住並在軌道上為一顆客戶衛星提供燃料的概念圖。圖片信息及版權：NASA

NASA的Restore-L衛星以1.3億美元的授權形式獲得了意外資金，最大限度地發展這項使命。雖然其目標被列為「自主交會和抓握遙控機器人加燃料和移動」，但該衛星將重點恢復和維修現有衛星，使其達到其原有的設計能力。這些系統將包括五項獨立的維修技術，包括自動導航系統，服務於控制其交會和機器人任務的航空電子設備，執行維修任務的兩個靈巧機器人手臂，推進工具和工具驅動以執行每項維修任務，以及推進劑傳輸系統以適當的溫度，壓力和速率輸送測量的燃料量。這是對現有天基基礎設施的巨大積極投資。

TOP5、WFIRST

圖註：WFIRST的視野將使我們能夠探測海王星以外的行星，像開普勒這樣的以過境為基礎的行星發現者天生（固然的）會錯過。另外最接近的恆星將允能直接對它周圍的世界進行成像，這是WFIRST將達到的其他天文台尚未取得的成就。圖片信息及版權：NASA / Goddard / WFIRS

作為該領域最高優先順序任務，WFIRST在本世紀20年代的旗艦天體物理學任務中，面臨著完全沒有資金資助的危險。美國國家航空航天局科學任務理事會副署長Thomas Zurbuchen今年早些時候說：從這些旗艦任務中知道到的就是為什麼我們要研究宇宙，這是高級文明的科學...如果不這樣做，我們就不是美國宇航局！在綜合預算下，WFIRST的全額資金已經恢復（1.5億美元）用於當前周期，其早期運營將按計劃繼續進行。然而這絕不會消除2019年項目被徹底取消的風險，奧巴馬總統沒有發出任何信號，表示他計劃在主要建設行動開始後，繼續為WFIRST提供資金。

TOP6、詹姆斯·韋伯太空望遠

圖註：隨著人類對宇宙的探索越來越多，教育和拓展變得比以往任何時候都更加重要，如果我們的社會想要了解科學的「前沿」是什麼和在地方。不僅如此，如果期望項目能夠成功地啟動和部署，那麼項目的持續資金是必要的。圖片信息及版權：NASA / JWST and HST team

詹姆斯·韋伯太空望遠項目收到了主管部門要求的確切金額，需要注意的是：如果這台望遠鏡的總成本超過了$ 8B（80億美元），它會觸發管理員通知和審核。鑒於望遠鏡處於最後階段，工程師和科學家正在致力於在部署之前完善最終系統，這就設定了一個雙贏的方案：要麼做正確的工作，確保任務成功，沒有任何障礙，但風險超過分配給項目的時間和金錢，或者按時按預算完成最好的工作，並冒著潛在的癱瘓風險。如果詹姆斯韋伯太空望遠鏡發射失敗，因為外部壓力，這可能是NASA天體物理學的終結……！

到目前為止，美國航空航天局已花費了73億美元的開發費用，而各種要素的最終整合至少需要在原始發射時間之外再增加6個月，現在將目標鎖定為2020年5月份的發布日期。這個額外的時間（以及獲得這項權利所需的資源）可能意味著超過政府規定的$ 8B限制，這將觸發外部獨立審查委員會（IRB），由NASA資深人士Thomas Young擔任主席。

TOP7、行星科學

圖註：歐羅巴是太陽系最大的衛星之一，環繞木星運行。在冰凍的冰面下面的海洋液態水被來自木星的潮汐力加熱。圖片信息及版權：NASA, JPL-Caltech, SETI Institute, Cynthia Phillips, Marty Valenti

這可能是最大的成功項目，獲得了超過22億美元的資金，比最初預算的增加了近15%。$ 5.95億被指定用於軌道飛行器和著陸器，以滿足木星歐羅巴Clipper任務的科學目標。這將達到行星科學十年研究所制定的目標，尋找在太陽系中最有可能候選者之一的生命跡象。軌道飛行器應該計劃在2022年之前發射，而著陸器不遲於2024年，所以這對這些任務來說是一個巨大的勝利，這是一個重要的問題：在地球之外的太陽系是否存在生命?

TOP8、NASA探索

圖註：太空發射系統(SLS)的概念圖，最初設想為一種能夠將人類帶到火星的設計。與其為其他更小的目標重新設計這些系統，為什麼不簡單地努力實現我們的真正夢想呢？為什麼不去火星，用一個更合適，更便宜的火箭去太陽系的其他地方？圖片信息及版權：NASA

歐羅巴(Europa)的快船著陸器和軌道飛行器都必須在SLS上發射，獲得了2.15億美元資金，而獵戶座系統在此基礎上額外增加了13.5億美元。該法案還包括另外3.5億美元用於第二個移動發射平台，NASA甚至沒有在2019年提出申請。這代表著NASA對最初的預算請求的凈增加了1.06億美元，比眾議院或參議院的要求增加了數億美元。探索可能是最大的贏家，但太空迷們強烈批評了SLS和獵戶座計劃，許多人可能會對他們的錢的去處感到失望。

TOP9、和平

圖註：阿波羅11號於1969年首次將人類帶到月球表面。這裡展示的是巴茲·奧爾德林安裝太陽風試驗設備，是阿波羅11號的一部分，尼爾·阿姆斯特朗拍攝了照片。圖片信息及版權：NASA / Apollo 11

美國航空航天局長期以來一直致力於和平探索太空，科學精神始終關乎數據和信息的公開分享。你看過的每一張美國宇航局的照片都是公共領域的，這與我們分享了解宇宙和我們在宇宙中的地位的任務是一致的，這是為了全人類的利益。總統的最新太空戰略聲明對此反對。美國第一次國家太空戰略」明確指出：

特朗普總統的國家空間戰略認識到競爭對手和對手已經將空間轉變為戰鬥領域。雖然美國寧願太空領域仍然沒有衝突，但我們將準備迎接和克服出現的任何挑戰。根據總統的新戰略，美國將設法阻止，反擊和擊敗敵視美國和盟國國家利益的空間威脅。在整個太空時代，從來沒有一個更清晰的信息表明全人類的利益不再是這裡的重中之重。

TOP10、空間操作

安全和使命服務，監察長辦公室，美國航天局的這些主要部門的資金水平與先前的提議保持一致，並且沒有太大的爭議。

TOP11、長期穩定

圖註：大約5光年高的創造之柱正在形成一些星系的最新恆星。如果沒有科學家和科學教育者的傑出教育和公眾宣傳工作，以及哈勃太空望遠鏡的持續投資，公眾將永遠不會看到這樣的景象。圖片信息及版權：NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

作為爭取通過這項法案的大鬥爭，總統推翻削減的削減提議將於今年9月30日到期。所有這些「鬥爭」都可能需要在短期內再次進行。WFIRST，詹姆斯韋伯，教育辦公室和美國國家航空航天局地球科學很可能會看到更多的嘗試來限制，削減或完全消除砍掉項目。在過去的管理當局中，很少看到已經獲得資助和同意的任務被取消。如果今年有任何跡象表明將會出現什麼情況，那麼可能需要更多的「鬥爭」來確保這些任務中的許多都能夠實現看到成果。

圖註：人類第一次看到地球在月球地平面升起，這可能是美國宇航局（NASA）在第一次登月之前進行教育/公眾宣傳的最大時刻。圖片版權：NASA / Apollo 8

如果剛剛通過的omnibus預算是美國國家航空航天局(NASA)的一個指標，那麼當中的科學家將會對這個國家的科學方向感到非常滿意和滿意。然而支持科學的人士必須注意，綜合撥款法案不會成為一場得不償失的勝利：暫時的資金投入，隨之而來的可能是毀滅性的失敗。如果是這樣的話，這將是一個短暫的成功，而這只是許多人最擔心的一個前兆。美國國家航空航天局(NASA)作為世界上最傑出的科學探索和發現地球、太陽、行星系統和太空的時代將終結？

知識：科學無國界，博科園-科學科普

作者：Ethan Siegel（天體物理學家）

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Forbes Science

編譯：卿君側

審校：博科園

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