+ 張雪松

上世紀六七十年代的阿波羅登月計劃大獲成功,但只留下旗幟和腳印,現在美國要以月球為試驗場最終前往火星
12月11日,美國總統特朗普簽署了“國家太空委員會”(NSC)一號指令即太空政策一號指令(SPD-1),其最核心也是最為公眾關注的內容,就是明確提到美國要重返月球,并為登陸火星打下基礎!特朗普此舉兌現了總統競選期間的承諾,但他并沒有給出時間表。坊間議論紛紛,更有人質疑,載人登月耗資巨大,資金從哪里來?伯特·萊特福特等高官,也有“阿波羅計劃”中登上月球的功勛航天員巴茲·奧爾德林和杰克·施密特。
特朗普簽署命令后表示:“這一次我們不僅插上旗幟留下腳印,我們還將為載人登火的最終使命奠定基礎!”。特朗普的決心毋庸置疑,但自1972年“阿波羅計劃”最后一次載人登月成功后,45年時間里美國人再也沒有登上過月球。特朗普上臺之前,美國不乏高調要登月甚至登陸火星的總統,但都以失敗告終,那么特朗普的登月宣言能否實現呢?
從技術上說,載人登月對美國早已不是攔路虎,構成障礙的因素主要是政治決心和預算撥付。特朗普雄心勃勃要登月,決心沒問題,那么最關鍵的因素就是資金了,外界的質疑也多指向這一點。
特朗普并不是第一位大張旗鼓啟動登月計劃的美國總統。
2005年,美國總統小布什在連任成功后推出重返月球的“星座計劃”,當時NASA評


美國政府載人計劃朝秦暮楚,NASA心情七上八下如坐過山車(漫畫:杜仁杰)

小布什提出美國載人航天轉向深空,NASA將地球軌道任務外包給商業航天公司,重點轉向登月并最終登上火星,這就是“星座計劃”。小布什還繼承了父親老布什總統激動人心的口號“向月球,火星和更遠進軍”(To the Moon,Mars and Beyond)。可惜,進展實在不盡人意,最終“星座計劃”被取消。
1972年12月11日阿波羅17號飛船成功著陸月球表面,45年后,特朗普精心選擇在同一天簽署重返月球的指令,在這一具有紀念意義的日子彰顯其要讓美國重返月球的決心。簽署重返月球指令的現場,不僅有美國副總統彭斯和航空航天局(NASA)代理局長羅估認為,整個“星座計劃”要耗資高達2300億美元之巨!2011年,美國新總統奧巴馬取消了進度滯后且經費超支的“星座計劃”。對比成功的“阿波羅計劃”,很多人包括航天專家都刻舟求劍的表示:當年美國為了贏得航天競賽不惜血本登月,美國航天預算占聯邦政府預算比例最高曾達到4.41%,而現在(2017財年)比例只有0.47%,前后差了將近10倍,美國哪有錢登月?
或許正是看到這一點,奧巴馬提出靈活路徑的思路——“把問題交給后代解決”。在奧巴馬八年任期里,美國載人航天沒有明確的目標,宛如無頭蒼蠅。好在無論SLS火箭還是獵戶座飛船都在繼續研制,而小布什時代大力推動的商業航天也開花結果了——太空探索技術公司的獵鷹火箭和龍式飛船已多次承接空間站貨運任務甚至軍方發射訂單,藍色起源公司的新格倫火箭也將在2020年發射。現在,特朗普明確目標要“重返月球”,登月的錢又從哪里來呢?其實,經過仔細分析我們發現,目前美國啟動載人登月居然還真“不差錢”!
從NASA公開的資料中,我們很容易查到“阿波羅計劃”預算表。該計劃累計開銷約194億美元,20世紀60年代的194億美元!如今,雖然NASA的年度預算已經漲到約190億美元,但該預算無論占美國聯邦預算還是美國GDP的比例都大幅下降了。從這個層面分析,當前的預算的確難以支持載人登月。那么難道特朗普是“虛晃一槍”?魔鬼在細節中,我們仔細看看“阿波羅計劃”的預算分配,其中隱藏著當下美國“重返月球”可行性的線索。

NASA“阿波羅計劃”預算表
首先,“阿波羅計劃”預算占美國航空航天局預算比例的最高峰是1967年,這一年比例高達70%,其次是1966年的66%;1966年和1967年,美國航天預算占聯邦預算的比例也達到峰值,分別是4.41%和3.45%。需要注意,著名的土星五號火箭是在1967年11月9日才首次發射的,至于1969年開始載人登月飛行后,尤其是各進行了兩次載人登月任務的1971年和1972年,“阿波羅計劃”占航天局預算的比例卻分別只有36%和24%。簡單地說,無論是總體預算還是標志性的重型火箭,“阿波羅計劃”的資金壓力主要來自研費用開銷之大,會有更直觀的認識:從1969年開始的載人登月行動只花了15.9億美元,其中1969年最多,為5.46億美元;1970年開銷不過是4.2億美元,各有兩次登月任務的1971年和1972年更是只有3.15和3.07億美元。換句話說,后期的每次登月任務只花了約1.5億美元,對比194億美元的登月計劃總預算,實在是不值一提。
特朗普簽署重返月球指令的底氣也正在這里。
從小布什的“星座計劃”開始,NASA就向航天發射場、航天測控網、重型運載火箭和載人飛船投入巨資,12年來累計投資數百億美元。特朗普當選上臺后,這些投資已經逐漸開花結果:SLS重型火箭正在制造首飛火箭,獵戶座飛船的研制也已經接近尾聲——對比“阿波羅計劃”,載人登月需要投資最多的兩個“大頭”都即將完工。因此,我們顯然不能生搬硬套“阿波羅計劃”的情況,制階段,實際登月飛行階段開銷相對來說不大。
研制階段開銷大,那么到底什么項目花了大錢?細看預算表詳情可以發現,“阿波羅計劃”研制過程中花錢的大頭是土星五號火箭(64億)、阿波羅飛船(37億)、登月艙(22億)、土星一號(13億),阿波羅任務支持花了10億美元,至于導航制導只花了5.8億美元。
對比飛行任務的預算,我們對研制階段認為今時今日與美國總統肯尼迪發表登月宣言時一樣,仍然要為火箭和飛船投入巨資。
展望未來,前景也很樂觀:美國的載人登月并非阿波羅時代的單打獨斗,而是由美國牽頭,歐空局、日本和俄羅斯等共同參與的國際聯合模式。


SLS火箭和獵戶座飛船(發射效果圖),對應土星五號火箭和阿波羅飛船。2020年SLS火箭首飛發射獵戶座飛船。
美國負責提供SLS火箭和獵戶座飛船,并且這兩個項目都即將完工;“阿波羅計劃”中曾花掉22億美元研制經費的登月艙,現在成了歐洲和日本的工作:登月艙下降段由日本研制,重復使用的上升段由歐空局研制;月球車是歐空局和加拿大聯合研制。作為登月中轉的深空門戶站(DSG)也是如此,美國只提供服務艙,通信艙由歐空局負責,居住艙是歐空局和日本聯合研制,加拿大提供機械臂,俄羅斯提供氣閘艙。
眾人拾柴火焰高,這樣看來,美國重返月球計劃仍需追加的投資并不多了,甚至未必需要額外增加預算。
話說回來,同樣以“阿波羅計劃”為例,載人登月飛行任務開始后,整個項目占NASA預算比例雖低但也需要不少錢,NASA將來能負擔起維持登月的資金么?空口無憑,我們來看看NASA2017財年和2018財年的預算就可略知一二:

NASA2017財年預算表

日本參與載人登月計劃。國際聯合登月項目下日本、歐洲負責研制登月艙
2017財年載人航天探索部分預算高達84.13億美元,占了195.6億美元年度預算的42.8%;2018財年則是86.7億美元,占190.9億總預算的45.4%。美國載人航天預算主要用于SLS火箭和獵戶座飛船的研制,以及維持國際空間站的運營。2020年SLS火箭首飛將發射獵戶座飛船,宣告火箭飛船研制的基本完成,到2024年國際空間站退役后,連空間站運營預算都能騰出來用于支持載人登月。考慮到SLS重型火箭成本為10-15億美元一枚,獵戶座飛船指令艙還是重復使用的,NASA以現有預算規模維持載人登月飛行任務并無問題。
綜上所述,美國載人登陸火星仍然是困難多多,但載人登月其實并不差錢。今時今日,重返月球是水到渠成的結果。精明商人出身的特朗普,自然要利用這樣有利的形勢,高調而隆重地簽署指令。一旦重返月球取得成功,將是特朗普“讓美國再次偉大”這一口號最好的里程碑!