錢到位了可是技術還不到位！NASA在2033年登陸火星的計劃註定要難產嗎？

這是運輸宇航員往返火星的其中一個概念深空宇宙飛船。一項獨立研究得出的結論認為，這種航天器面臨的技術挑戰會使得2033年的載人登陸火星任務無法實現。來源：波音公司

最近，一份獨立報告得出結論，美國宇航局在2033年不可能將人類送上火星，而最早的載人火星任務也要在本世紀30年代末才能開始。

這份報告是在副總統邁克·彭斯(Mike Pence)於3月26日發表講話(彭斯在講話中指示美國國家航空航天局NASA在2024年前讓人類重返月球)之前完成的，它為重返月球計劃的估算成本以及重返月球計劃在載人登陸火星長期計劃之中的位置提供了深入的見解。

這份報告包含在國會指示美國國家航空航天局執行2017年NASA授權法案中，由NASA與科學技術政策研究所(STPI)簽訂合同所準備。該法案特別要求對「2033年發射的載人火星太空飛行任務」進行技術和財務評估。

在NASA的指導下，STPI使用了NASA在其「Exploration Campaign」報告中提出的戰略，該報告預計在本世紀20年代，NASA將繼續使用太空發射系統(SLS)和獵戶座飛船，並開發月球軌道平台空間站，緊隨其後的將是深空運輸飛船(DST，這是一艘將從地月空間往返火星的載人飛船)。美國宇航局還將開發月球著陸器相關係統，以支持月球表面的人類任務，同時也為以後的火星表面任務開發系統。

STPI報告的結論認為這項工作需要很長時間才能完成，因此2033年將不能進行任何火星任務。報告指出：「我們發現，根據美國宇航局目前和理論上的計劃，即使在沒有預算限制的情況下，在2033年進行火星軌道任務也是不切實際的。我們的分析表明，在沒有大規模技術進步、計劃延遲、成本超支和預算短缺風險的情況下，火星軌道任務最早也要在2037年之後才有可能實現。」

這一進程是按技術風險所制定的，特別是與深空運輸(DST)相關的技術風險，其中包括生命支持系統和推進系統，這些技術都需要較長的交付時間。報告總結說，在2033年發射的火星任務必需要在2022年之前就測試關鍵技術，而目前來說這是不太可能的。報告指出，如果把這些技術先放一邊然後繼續執行這個計劃的話將「顯著增加DST的技術和進度風險，如果這些技術中的任何一個在測試時出現問題，這都可能會迫使DST的整體設計進行修改。」

此外，總體DST的初始「階段A」需要在2020財政年度開始，這也是不太可能的，因為有關DST設計的貿易研究尚未開始。STPI的報告還警告說，試圖通過避開NASA現有的項目開發標準實踐來縮短開發進程「將導致非常高的技術、進程和成本超支風險。」

「因此，」報告總結道，「從技術發展和日程安排的角度來看，在2033年進行火星軌道任務都是不可行的。下一個火星發射窗口是2035年，但由於技術發展工作的原因，這一窗口也被認為是不可行的，因此火星飛行任務的最早時間只能被推遲到再下一個發射窗口，即2037年。

STPI還估算了2037年首次執行火星任務的成本。報告估計，到2037財政年度，火星任務所需的全部部件，包括SLS、獵戶座飛船、月球軌道空間站、DST和其他後勤設施的總成本為1206億美元，其中，有337億美元已經用於SLS和獵戶座的開發以及相關的地面系統。

總成本中也包括用於DST的292億美元，報告承認這個數字是一個非常粗略的估計，因為該設計中只有很少細節可以用來預測其開發成本，所以STPI使用開發獵戶座飛船的成本作為DST的參照。相比之下，該報告估計，月球軌道空間站各個模塊的成本不到60億美元，這部分是因為其中一些模塊將由國際合作夥伴出資，NASA實際上無需承擔任何成本。

登月成本要多少?

火星任務是整個人類太空飛行計劃的一部分，該計劃預計持續到2037年，總成本為2174億美元，其中包括了火星任務、近地軌道任務的成本，以及未來任務所需的火星表面系統開發的成本。

人類太空飛行計劃還包括一系列登月的任務。該報告預計，人類未來首次登月將於2028年進行，這是美國宇航局在彭斯今年3月發表演講之前預定的日期，到2032年還將有四次任務，每年一次。

該報告使用了NASA去年研究的三段月球著陸器方法，這種三段月球著陸器包括可重複使用的上升級、轉移工具和一次性的下降級。要完成這一系列的五次載人登月以及更早的一次非載人測試，單是著陸器和燃料補給系統的開發就會花費將近80億美元的資金。另外120億美元的資金則用於支持SLS系統和獵戶座飛船的製造成本，以及其他運載著陸器、推進劑和其他貨物的發射任務成本，這些總額還不包括其他成本，如SLS、Orion和月球軌道空間站本身的開發成本。

這份日期為2019年2月的報告是在2024年登月目標宣布之前完成的，因此報告並沒有考慮這個登月目標變更的影響。該報告估計，第一次登月任務將在發射和硬體成本上花費約24.4億美元，著陸器的開發成本大約也需要數十億美元。

國會有什麼反應?

美國國會對這份報告的反應相對溫和，部分原因是它已被後來的一些事件所取代，即彭斯計劃將人類首次登月的時間提前至2024年(這將影響整個探索計劃的其他因素)。

在4月2日眾議院科學委員會全體成員就NASA預算請求舉行的聽證會上，眾議院太空小組委員會(House space subcommittee)主席、眾議員肯德拉·霍恩(Kendra Horn，俄克拉荷馬州民主黨人)在事先準備好的發言中提到了這一點。

她在發言稿中寫道：「根據這份報告，很明顯，按照本屆政府目前的探索方式，在本世紀30年代到達火星表面是不可能的。此外，該報告也承認了本委員會許多成員在過去的聽證會上一直猜測的事情，即NASA沒有人類火星任務的實際計劃。」

儘管自彭斯發表演講以來，美國宇航局一直在關注如何為2024年的月球登陸任務開發一個架構，但它並沒有完全忽視火星。美國宇航局局長吉姆·布里登斯汀在4月9日於科羅拉多斯普林斯舉行的第35屆太空研討會上發表演講時問道：「我們為什麼要去月球?為什麼月球這麼重要?那是因為我們一直有著遠大的目標，月球只是一個試驗場，它是我們在另一個世界生活和工作的最好的地方，這樣我們才能最終達到火星。」

在演講中，他提到了正在進行的火星探測任務和未來的火星探測任務，比如火星2020探測器，這些任務正是人類火星探測任務的前序。他還認為，在2024年登上月球將允許人類更快登陸火星。「人們說，『你們為什麼要加快登月計劃?』因為它可以加快登陸火星計劃，」他說。

他在4月2日的聽證會上也提出了類似的觀點。他說：「我們想在2033年登陸火星，為了做到這一點，我們必須加快項目的其他部分，而月球計劃是其中很大的一部分。」

他在證詞中還提到了STPI的報告，他說：「我們可以通過加快登月來加快登上火星。」但該機構沒有透露如何實現這一目標的細節，包括深空運輸系統的技術發展問題(深空運輸系統獨立於登月)，STPI的報告認為，這些問題使得火星任務不能在2033年之前完成。

不過，這些言論倒是給了科羅拉多州民主黨眾議員愛德·珀爾穆特(Ed Perlmutter)一點安慰。珀爾穆特是該委員會的成員，也是2033年登陸火星任務直言不諱的倡導者，他經常在類似這樣的聽證會上宣傳「2033年登陸火星」之類的豪言壯語。

「當我一開始聽到這些話的時候我對這份登陸火星的報告感到非常失望，我真的很失望。」珀爾馬特在聽證會上說，他指的自然是STPI報告的結論，即認為NASA將不能在2033年進行登陸火星任務。

不過，他說布里登斯汀的言論讓他重新受到了鼓舞。布里登斯汀說，如果NASA 能在2024年重新登陸月球陸，那麼在2033年登陸火星也是可能的了。談到2024年人類重返月球的目標時，他說：「我對此沒有意見，因為我認為這加快了人類登陸火星的步伐，我認為這是一種潛在的驅動力。」

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