中国宇航学会深空探测技术专业委员会会刊

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为什么在阿波罗登月工程结束43年后,人类的足迹还依旧被限制在近地轨道?

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富有智慧的“灵活路线”(Flexible-Path)战略

1. 背景

冷战结束以后,即便有历届总统的倡议,业内始终如一地推动,美国载人深空探测却一直没有实质性进展。原因多方面,其中重要原因有:经费保障的不足,本身经费就有限,还要分给国际空间站一部分;目标不统一,业内争论不休,不能形成合力,等等。但笔者认为,归根结底,还是发展战略跟现实不相匹配。


2009年,奥巴马政府指定的奥古斯丁委员会(Augustine Commission or Augustine Committee)在报告《Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation》中提出“灵活路线”(Flexible-Path)战略:基于能力驱动。该战略区别于之前一直奉行的“踏脚石”(Stepping-Stone)战略:基于工程驱动。2010年,奥巴马政府终止了小布什政府重返月球的“星座计划”,至目前为止,NASA的载人深空探测领域执行的就是奥古斯丁委员会报告中提出的“灵活路线”战略。从近年来的发展情况来看,某种程度上改变了以前停滞不前的状况。

 


奥古斯丁委员会主席Norman R. Augustine Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation

2. 现状—“灵活路线”战略的执行

关于当前美国载人深空探测领域的规划,NASA官方的说法是:NASA正在开发能在2025年将人类发送到小行星,2030年发送到火星的能力。


当前,美国不但在进行能用于深空探测的载人飞船(Orion)和重型运载(SLS)的研制;也在进行一系列的重大关键技术的攻关:比如低温推进剂在轨贮存与管理技术等。另外,NASA也正在进行小行星任务ARM论证,但几乎在同时,也在进行月球任务的相关工作(月球催化剂计划Lunar CATALYST,类似COTS的商业化项目),以及火星任务相关工作(JPL方案、着陆地址选择讨论等)。

美国载人载人深空探测的“灵活路线”战略示意图


但实际上,至目前,除了载人飞船(Orion)和重型运载(SLS)的研制,以及重大关键技术的攻关有经费保障外,其他相关工作都没有实质性投入,而这种状况至少在奥巴马执政期间不会改变。我们不但要看NASA怎么说,还要看他们怎么做啊!笔者认为,确切地说,美国载人深空探测的目的地是没有百分百确定的。


3.分析—“灵活路线”战略的影响

“灵活路线”战略特点分析与现实考虑:1.经费的限制。一方面,由于美国的“减赤”计划,在未来很长时间内NASA总经费的增加必然受限;另一方面,由于国际空间站的延寿,在未来十年左右的时间内(甚至可能更长)国际空间站会占据一部分经费。这就必然要求NASA在载人深空探测上收缩战线,这样至少使得NASA的项目更具备经济可行性;2.思路的变化。以前是基于工程驱动,现在是基于能力驱动,不过早地确定工程目标,行业内求同存异,搁置争议,形成合力,研制飞行器和共通性技术,这样可以最大限度地避免因比如政府换届等而带来的政策不确定性;3.商业部门的参与。NASA在国际空间站的运输、月球轨道至月面运输,以及关键技术攻关上,引导商业部门参与,这符合商业化的大潮流,也符合技术的发展规律,形势比人强。


“灵活路线”战略未来的可能效果:1.在SLS Orion研制成功,及共通性技术取得重大进展的基础上,未来不管是小行星任务、月球任务,还是火星任务,都会变得更加容易,比如届时要重返月球,只要专门研制月面着陆器就行;2.商业部门的参与,通过PPP的模式,提供了比传统模式更多可能的途径,且有助于技术的产业化,这些途径不但可以潜在地降低工程的成本,而且还可以充分发挥企业家精神。


其实,不管是怎么样的路线,只要是能够推动载人深空探测不断往前发展,就是成功的战略。(不管白猫黑猫,能抓老鼠的就是好猫!)至今,SLS和Orion的研制进展正按计划(回顾冷战后NASA载人航天项目,这个很难得),相关技术攻关也在有条不紊地进行中。这几年NASA所取得的成绩表明,“灵活路线”战略是符合美国实际的,这将会对美国的载人深空领域的发展产生深远的影响。


4.启发

回顾我国载人航天发展的历史,在上世纪80年代末90年代初,921工程确定了“三步走”发展战略,历经20余年,我国的载人航天技术从无到有,正向着从弱到强转变!现在,921工程三期正如火如荼地开展,三期之后怎么走?在新的起点上,我国的载人航天发展如何服务于“航天强国梦”?


我国载人航天的发展正处于抉择时刻,当前的状况跟美国上世纪90年代中旬很相似:1、都存在空间站的研制任务,占据大量的人力和财力资源;2、都在论证载人深空探测的任务;3、大环境追求实用主义。美国当时进入后冷战时代,我国当前进入“新常态”。在这种情况下,美国的经历表明,如果不改变战略,不创新模式,只是一味地通过要求政府增加财政拨款来实现载人深空探测工程的目标是痴人说梦!


应该说,美国在找到“灵活路线”战略前,是走了很多弯路的。当前,如何结合我国实际(政治、经济、技术发展水平等),汲取国外教训,借鉴国外经验,少走弯路,充分发挥后发优势,找到一条适合我国国情的发展战略,是业内值得研究的、很有意义的课题。


作者简介:黄鹏,江西万年人,工学博士,研究方向为:载人航天发展战略,复杂航天器系统总体设计与优化,空间物流学。


发布日期: 2015-07-15 浏览次数:
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