黃志澄：太空科學關乎人類未來

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說起航天，大部分人都會不由自主的想起的「神州」系列與美國登月的「阿波羅」，而就在今年，有關美國宇航局（NASA）太空科學和教育的投入，成為了航天界的一個熱點。

1958年10月1日，根據艾森豪威爾總統簽署的《美國公共法案85-568》，美國宇航局正式成立。在近60年曆程中，NASA完成了許多重大的航天任務，包括阿波羅登月，天空實驗室，以及後來的太空梭和國際空間站等。它既取得了世界領先的輝煌成果，又飽受美國政黨政治的困擾。在歐巴馬總統上台後，就改變了布希總統的「重返月球」計劃，把載人航天的目標瞄準了火星。現在川普總統來了，他是否又會推倒歐巴馬總統的政策？

川普的航天政策

川普總統在3月21日簽署了一項「過渡授權法案」，批准NASA的2017財年195億美元的預算。從「法案」可見，美國航天的總體目標是要繼續與其國際、學術及行業夥伴一道，「把人類觸角拓展至深空，包括月地空間、月球、火星表面與其衛星以及更遠的地方」，承諾繼續發展獵戶座飛船、大推力火箭SLS以及計劃中的許多太空探測項目。在近地軌道方面，該法案確認將支持國際空間站工作到至少2024年。同時，該法案也保留了美國重返月球的設想。上述法案還強調，美國政府將繼續鼓勵私營公司進軍航天領域。這不僅可以降低美國政府進行太空探索的開支，而且還可使美國航天工業在全球市場更具競爭力。

美國白宮在3月16日公布了2018財年聯邦政府預算綱要報告。其中NASA的2018財年預算總額為191億美元，比2017年下降0.8%。報告提議除繼續支持火星探索等深空任務外，建議取消「小行星重定向任務」以及一些地球科學任務和撤消NASA的教育辦公室。5月初，美國參眾兩院通過的「2017財年科研投入法案」，卻並沒有採納川普的意見。NASA的預算在去年基礎上將增加1.9%，總額接近197億美元，並繼續支持地球科學研究，NASA的教育辦公室也獲得同2016年持平的1億美元經費。

NASA與商業航天

事實上，航天領域包括公共航天、商業航天和軍事航天三個部分。NASA的主要任務是發展面向社會每一個成員的公共航天，它的發展也將為商業航天和軍事航天提供技術支持。

由幾位航天企業家組成的川普政府在NASA的過渡團隊，要求NASA開發可用於商業化應用的能力，並要求NASA制定月球勘探計劃，以獲得有用的原材料，並評估挖掘開採的可能性。NASA在回復中提出：NASA的技術開發，既用於支持國家創新系統，也支持特定的NASA任務需求。NASA的太空技術任務部(STMD)，其任務目標是從早期階段開始研發，直至完成NASA未來載人和機器人太空探索任務所必需的先進技術，通過新型的革命性技術能力來促進國內航天工業的發展，建立並擴大市場、產品、服務，並通過與大學、小企業、新興商業部門，以及其他工業界和政府機構的合作，來推動創新和創業。NASA表明，未來的低地軌道的大多任務將成為商業活動領域，NASA則主要從事深空載人和機器人的探索。NASA已發展了商業化的地月空間居住艙概念，未來的商業化項目還包括從小行星或月球上開採具有潛在價值的原材料。

事實上，NASA支持商業航天所取得的成績已有目共睹。從2008年開始，通過「商業軌道運輸服務（COTS）」和「商業乘員開發（CCDev）」項目，資助了多家商業航天公司如太空探索技術公司、軌道科學公司、內華達山脈公司、波音公司等，開發運載火箭和運貨和載人的天地往返運輸系統，並通過預付合同款來支持這些公司的運營。通過支持畢格羅公司的擴展式活動模塊連接在國際空間站上進行試驗，鼓勵商業空間站的開發。在這過程中，NASA加速其成果向商業航天公司轉化。例如，太空探索技術公司的「獵鷹」火箭，使用的「灰背隼」（Merlin）火箭發動機的針栓式噴注器，就源於NASA在20世紀60年代開發的登月軌道艙的煤油液氧燃料火箭發動機，經過該公司多次改進，最新版的「灰背隼」發動機已達到了很高的工作效率。畢格羅公司的可擴性膨脹居住艙技術，也曾是NASA試驗了多年的技術。內華達山脈公司的「追夢者」小型太空梭採用的構型，就是NASA在多年積累的升力體技術上研發出的HL－20升力體構型。

太空科學將影響人類未來

正如NASA在上述回復中所言，NASA的主要任務不是商業，而是科學。NASA解釋說，NASA的科學部，主要任務是解決地球、太陽系和宇宙的基礎問題，以及研究它們與人類未來的關係，例如要回答「我們的太陽系如何形成和演變？」以及「生命如何形成？人類是孤獨的存在嗎？」等問題。即使研究這類基礎問題不能贏利，但回答這些問題，將對科學發現和我們人類的未來，產生變革性的影響。

事實上，NASA在深空探測和太空科學方面，已經取得了一系列重大成就，大大加深了對太陽系的認識，並在探索地外文明方面也取得了初步成果。例如2012年8月，NASA在繼「勇氣號」以及「機遇號」火星探測器成功登陸火星之後，「好奇號」探測器再次登陸火星。有了這些探測器，人類對火星已經有了相當了解，獲得了火星上有水的信息，這將有望幫助人類在未來登陸火星。NASA通過1997年發射的卡西尼號探測器對土星及其衛星的探測，已經對這個巨大的氣態行星進行了多年研究，不僅獲得了許多太陽系內最驚人的照片，還獲得了大量有關土星及其衛星的數據。NASA發射的朱諾號探測器，在2016年7月進入了土星軌道，其首批探測結果顯示，木星有地球大小的極地氣旋，一個比我們想象中要強的磁場，還有突降的風暴系統。冥王星是太陽系內距離太陽最遠的行星，總是顯得十分神秘，而新地平線號探測器用了9年時間，終於在2015年7月到達冥王星軌道，提供了大量與其有關的數據。

2017年2月23日，NASA宣布了通過斯皮策太空望遠鏡的觀測，在距離地球約40光年的地方，發現了7個地球大小的行星圍繞一顆恆星運行的行星系統，其中3顆處於宜居帶，也就是說可能存在液態水。NASA於1977年發射了2個旅行者號探測器。到2012年，旅行者一號傳回的數據表明，它已經離開太陽系，進入了星際空間。它也是首個人類製造的物體進入了星際空間。

雖然，上述結果，離上述回答NASA提出的太空科學的基礎問題，還相差甚遠，但確實已經有了良好的開端，相信繼續努力，一定會日益接近科學事實。目前受到川普團隊較多批評的NASA的地球科學研究，實際上，它對保護地球來說，顯然都是不可或缺的。顯然，它與太空科學關聯在一起，決定人類對未來命運的選擇，是苦守地球家園，還是讓自己成為跨星球的物種。至於NASA的科普教育，它肯定是動員大眾理解與支持航天、培育大眾的航天創新能力的重要舉措。

1970年，尚比亞修女瑪麗·龍肯達給NASA寫了一封信，信中，瑪麗修女問道：「目前地球上還有這麼多小孩子吃不上飯，美國NASA怎麼能捨得為遠在火星的項目花費數十億美元？」

隨後，NASA的科研人員斯特·施圖林格回復了這封信件，他在信中寫道：「太空探索不僅僅給人類提供一面審視自己的鏡子，它還能給人民帶來全新的技術、全新的挑戰和進取精神，以及面對嚴峻現實問題時依然樂觀自信的心態。」

無疑，在航天領域，有關贏利重要還是科學更重要的爭論，還將繼續下去。

一位知名科學家指出：一個只注重技術而忽視科學的大國，是沒有未來的。其實，一個只注重賺錢而忽視文化創新的民族，也是走不遠的。我們相信，人類在對無垠太空的奮力探索中，也會不斷審視自己，從而創造和豐富人類命運共同體賴於生存和發展的現代文明。

作者丨黃志澄

轉自丨學習日報