美國宇航局20年後將走向何方？可能取決於中國和私營空間公司

為了預測2038年美國宇航局的未來，我們要回顧了1998年的一些線索。

1998年，美國宇航局啟動了月球探勘任務，在月球上發現了水。這也是15個國家齊聚一堂商定國際空間站框架的一年，隨後將實驗室的第一部分送入軌道。同樣在那一年，美國宇航局的新型X-38航天器首次成功試飛。所有這些事件奠定美國太空飛行引領地位。

回顧過去，有一件事很快就會變得清晰：過去是序幕，歷史會重演。20年前人類太空飛行的成就似乎預示著目前的太空遊戲狀態，因此看到中國嫦娥4號的種子如何開花和枯萎可能會對未來可能發生的事情提供一些有益的看法。

在過去的幾年裡，人類太空飛行出現了重大變化，許多在1998年基本上是無法預見的。今天，有了新的航天公司和他們的億萬富翁支持者，以及國際參與者的崛起，尤其是中國，他們尋求與美國宇航局的成就相匹配或有可能超越美國宇航局的成就。

因此，要考慮美國過去、現在和未來。接下來，我們回顧20年前、今天和20年後的航天事業。

1998年

1月6日，「探月者」號宇宙飛船搭載雅典娜二號火箭向月球發射。這是美國宇航局自1973年以來第二次向月球發射的載人任務。

20世紀60年代末和70年代初在月球表面行走的十幾名宇航員在月球上發現了一個寒冷、死亡、乾燥的世界。最初與尼爾· 阿姆斯特朗並肩登陸的巴茲·奧爾德林將他們所進入的景觀描述為「壯麗的荒涼」。

在為期19個月的任務過程中，勘探者將找到30億噸。月球探測器攜帶的儀器中有一個中子譜儀，可以檢測月球上的氫氣，從而推斷出水的存在。科學家們在執行任務之前估計，他們可能會發現幾十到幾億噸的水冰。突然間，乾燥世界被發現充斥著水。幾年後，在哥倫比亞號太空梭發生災難之後，這一發現成為現實。

回到地球上，1998年1月，美國、俄羅斯、加拿大和十幾個歐洲夥伴正式簽署了一項協議，以開發和運行後來被稱為國際空間站的空間站。那年11月，俄羅斯航天局發射了「扎里亞」空間倉，為空間站提供推進、姿態控制和通信。兩周後，一次太空梭任務將美國宇航局的「統一號」艙送入太空，宇航員們將其與「扎里亞」進行了對接。

從那時起，不斷發展並最終達到420噸的空間站成為美國太空政策的基石，成為人類在太空中努力的關鍵。在過去的20年里，空間站項目促進了國家間有價值的、長期的國際合作，美國宇航局現在希望將這種合作擴展到深空探索領域。近年來，它在商業太空飛行的興起中也越來越起到了意想不到的重要作用。

20年前，美國國家航空航天局開始在太空梭（一種小型有翼飛行器，被稱為X-38航天器）的取得顯著進展。1998年3月，大型B-52飛機在7000米高空降落了一架X-38試驗機。最初，X-38是作為一艘「救生艇」連接到空間站，以便在緊急情況下將多達七名宇航員帶回地球。然而，這種運載工具也可能被升級為一種可重複使用的航天器，由私人火箭發射。但事實並非如此。

2018

美國航空航天局現代人類太空飛行計劃的悲劇事件發生在15年前，哥倫比亞號太空梭在2003年2月重返地球大氣層時，在德克薩斯州和其他南部各州上空解體，全部死亡。在這場悲劇之後，布希政府試圖為美國宇航局的未來找到一條安全而有意義的道路。

布希總統宣布，是時候讓美國宇航局將其影響範圍擴大到深空。由於月球探測器暗示了一個濕潤的月球表面，作為他們進入深空的第一步，宇航員將返回月球表面以確定哪裡有什麼資源。美國宇航局不會只是去觸摸月球，而是學會在陸地上生活。布希政府的目標是在2020年之前登陸。

同時，利用太空梭完成空間站的建設，使老化的飛行器退役。在空間站上，美國航天局及其宇航員將學習在太空中長時間生活，並測試長期太空任務所需的水回收等技術。

太空梭退役後，美國航天局仍需要一種方法在20世紀10年代將其宇航員送上空間站。就在哥倫比亞悲劇發生前幾個月，美國航天局局長肖恩·奧基夫因預算原因取消了X-38項目。（本質上，NASA必須從預算中拿出10億美元）。因此，在後哥倫比亞時代，當航天局在尋找太空梭的替代品時，它剛剛扼殺了可能是一個方便的解決方案。這最終導致了美國宇航局和美國航天局在過去20年中最重要的決定之一。2008年，該機構開始向私營公司提供資金，用於向空間站運送補給，兩年後，該機構擴大了該項目，以涵蓋進入軌道的機組人員飛行。然後，太空梭的替代品將是由SpaceX和波音公司根據商業計劃製造的太空艙。

對於該機構來說，今天既是充滿希望又令人擔憂的時刻。自從布希2004年宣布重返月球以來，美國宇航局一直在努力實現這一目標。該機構似乎正在將人類送回深空，並將其送回月球，火星或兩個目的地。在過去的14年里，美國宇航局及其承包商一直在建造一艘航天器，獵戶座和一種大型火箭，即太空發射系統，以實現這些目標。這種堅定不移的目標令人欣慰。

引起關注的原因正是因為美國宇航局花了14年的時間來實現布希在2004年1月提出的深空探索願景。勘探計劃隨著新的政府而改變，但即便是今天，在月球上採集水資源也是美國宇航局宣稱的可持續重返月球的核心目標。問題在於，儘管自2004年以來美國宇航局已經在「勘探系統」上花費了數十億美元，但令人沮喪的是，它仍然離月球表面至少10年或更長的距離。

十四年是很長的一段時間。這一時期比人造衛星（空間上第一顆衛星）和人類登月之間的時間跨度要長兩年。美國宇航局可能正朝著深空前進，但似乎沒有什麼緊迫感。

2038

除了行星運動和短期天氣預報外，幾乎不可能預測未來。我們可以在今天的太空飛行發展中找到一些關於未來的線索。

一個明確的信號是美國宇航局（以及國會雙方）首次將自從阿波羅號以來首次將宇航員送往低地球軌道。布希總統指示美國宇航局進入月球表面，奧巴馬總統規定了一顆小行星，然後是火星，而特朗普總統則設置了一個月球站（網站）作為月球和火星的前兆。

我們是否真的能做到這一點仍然是未來最大的問題。事實是，由於美國國家航空航天局花了這麼多時間和數百億美元開發獵戶座和SLS火箭，它沒有資金生產任何這些目的地真正需要的基礎設施，包括登陸器、電力系統、棲息地等等。在這樣做時，需要做出艱難的決定，設計昂貴的系統以及風險。要到2038年到達月球，火衛一或火星的表面，美國宇航局必須大膽。

美國宇航局將把它的大型火箭送離地面（SLS的首次發射可能會在2021年的某個時候）。這將允許該機構將部分資金投入到一個真正的勘探計劃中。

有一些變化可以推動美國宇航局脫離這個慣性路徑。一個是該機構幫助促進的私人空間革命，包括商業人員和貨物計劃，以及其他贈款和合同。如果美國航天局完全接受與SpaceX、Blue Origin、Bigelow Aerospace和其他公司的公私合作關係，它可以獲得新的能源、成本效益和想法。

從歷史上看，美國國家航空航天局從未真正關心過開發以價格為重點的發射系統。（例如，美國宇航局每年花費20億美元用於SLS火箭的研發。按照這個價格，它可以購買20艘獵鷹重型發射船。）該機構已經得到白宮和國會的授權。

還有另一種思維方式，它被SpaceX所追求，但也被許多新的航天公司所分享，也就是說，進入太空的成本越低，人們在那裡能做的事情就越有趣。這種方法已經看到了SpaceX和BlueOrigin都開發了可重複使用的火箭。至關重要的是，兩家公司都得到了致力於實現其願景的億萬富翁的支持。這在1998年不是任何人想像的，但是現在，通過利用這些私人發射服務，美國宇航局很可能更快地達到它想進入深空的目的，而且要少得多。

如果私營公司在軌道上發現真正有利可圖的事情，商業空間也可能擾亂NASA的計劃。目前，太空只是一個通過通訊和遙感衛星賺錢的地方。除這些領域外，目前，大多數航天公司靠履行政府合同生存。

在未來的幾十年里，小行星開發可能會變得有利可圖，但在這一點上，這似乎也相當遙遠。然而，一個更為近期的突破可能出現在諸如微重力下組織的3D列印等領域，這在早期的測試中顯示了一些前景。這並不確定，但人們可以想像，將健康的心臟、肺、腎臟或其他器官從太空帶回太空的醫學和商業意義。如果公司能夠在太空中發現短期利潤，由此產生的淘金熱可能會建造一條通往太空的「如橫貫大陸的鐵路」，並迅速使進入太空的途徑民主化。

中國還可能迫使美國政府加快美國航天局的計劃。如果中國願意的話，它可能會走得更快，但現在中國打算在2030年左右在月球表面登陸宇航員。中國的持續成就很可能會把美國宇航局目前的一些國際合作夥伴拉走，以支持這一努力。當然，這將促使美國宇航局做出某種更為緊急的反應。

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