按计划,美国航天飞机将于2010年全部退役,美国航空航天局(NASA)目前正在紧锣密鼓地研制新一代载人航天系统(即“星座”研发项目)。不过,在奥巴马当选美国新一任总统后,航天飞机退役的时间有可能再生变数,NASA从来没有像现在这样迷茫过。
1 研制工作困难多
NASA把担负着新一代载人航天器发射任务的火箭命名为阿瑞斯一1。其研制从一开始就是一场没有硝烟的战争。该火箭及其“猎户座”飞船以及阿瑞斯一5火箭是NASA为探索月球以及更遥远天体打造的。
阿瑞斯一1火箭在设计过程中一直受技术难题的困扰,同时,还伴随着延期和成本上升等问题。一些反对者称,阿瑞斯一1火箭设计存在诸多重大缺陷,从而注定了该火箭的前景不妙。还有一些人士则认为,技术难题在任何一个如此规模的航天开发项目中都会出现。这个问题一度成为专理NASA事务的奥巴马总统过渡团队成员的关注焦点,分析人士认为,奥巴马入主白宫后可能对“星座”研发项目做出改动。
在竞选期间,奥巴马表达了对NASA的支持,不过对2010年航天飞机全部退役和新一代载人航天系统2015年首飞前存在的5年“断档期”提出了批评。在这5年期间,美国航天员和设备将依赖于俄罗斯及其“联盟”系列飞船往返于“国际空问站”。按照布什政府的如意算盘,此举可让美国在“星座”项目研发期间节省一大笔开支。
2 嫌“断档期”过长
目前,NASA每年预算为170亿美元,如果把5年的“断档期”缩短,同时研发新项目,那么它将面临更大的资金压力。在金融危机的大环境下,奥巴马政府一定会面临着预算分配的压力,NASA要想获得更多的资金恐怕十分困难。奥巴马过渡团队与NASA及参与“星座”研
发项目的承包商和相关机构的代表曾举行会谈,讨论了是否可以通过增加经费加快新一代载人航天器的开发速度,从而缩短5年的飞行间隔期的问题。
奥巴马的顾问们还让NASA考虑:是否再增加一两次航天飞机飞行,或让航天飞机一直坚持到新一代载人航天系统准备就绪前,而这样做的代价和后果又是什么。他们还想知道“星座”研发项目是否真的陷入了困境,如果确实如此,是否应该对阿瑞斯一1火箭做出改动,或用美国空军发射卫星的火箭或欧洲阿里安一5火箭来代替。
参与研发阿瑞斯一l火箭的人员一直在探讨这个问题的严重性。奥巴马过渡团队发言人沙皮罗表示:“NASA评审团队的作用不是对评审的问题给出建议。他们是在调查实情,从而准备好全面客观的方案来供新一届领导班子考虑。”尽管如此,新一届政府和NASA管理层之间的关系日趋紧张。NASA局长格里芬据理力争,希望留住这个项目。不过,奥巴马决定任
命新的NASA局长,格里芬的任期已于2009年1月20日结束。
史密森学会航天史学家洛格斯顿说,格里芬正在为一个“关系到他一生声誉”的项目据理力争。洛格斯顿表示,新总统需要在这个问题上持审慎的态度,他说:“任何一届政府在做出关系到一代人的选择时,必须由自己去决定是否做出这种选择。”
3 新政府的新方向
2008年年初,NASA官员骄傲地展示了新型“猎户座”飞船的热屏蔽原型——一个直径约为4.57m的“圆盘”。这意味着第一组测试硬件正从电脑设计变成现实。
美国总统布什在2004年1月提出了“太空探索新构想”,那时距哥伦比亚号航天飞机失事大约过去了1年时间。这次悲剧凸显了航天飞机存在的固有风险。2005年,NASA揭开了“星座”研发项目的神秘面纱。按照设计,“猎户座”飞船将由阿瑞斯一l火箭发射升空,可搭载6名航天员。
“阿瑞斯”系列火箭设计十分独特,与航天飞机有很大的不同。阿瑞斯一l的第一级采用类似于航天飞机固体火箭助推器的“加强版”。第二级类似于航天飞机主发动机,可以燃烧液态氢和液态氧。火箭顶部放置“猎户座”飞船。阿瑞斯一1的首次试射可能在2009年夏天。这次试射将使用与最终型阿瑞斯一1截然不同的火箭。它将使用1台与航天飞机固体火箭
助推器相同长度的固体火箭助推器,第二级和飞船则只是模型。按照NASA的计划,在2015年正式服役前阿瑞斯一1至少试射4次。阿瑞斯一5是一种推力更大的火箭,拟用于向月球和更遥远天体运送设备,其第一级由2台固体火箭助推器和6台液态燃料推进火箭发动机组成。
4 遭遇技术难题
在阿瑞斯一1的设计过程中遭遇了许多技术问题。“猎户座”飞船质量远远超过“阿波罗”飞船,因而NASA被要求对飞船和火箭进行重新设计,令其面临的技术问题进一步复杂化。NASA工程师还提出了各种方法,以减轻“阿瑞斯”火箭产生的过度振动。参与“星座”研发项目的内部人士抱怨说,该项目遭遇了“不听我的就走人”的专横态度,遏制了创新和异议。
2008年离开NASA的工程师芬克纳尔在写给同事的信中表达了对这一项目的失望之情。他写道:“在NASA最高层,他们似乎相信自己手中掌握着事实,拒绝接受任何与他们的权威产生冲突的信息。”
退役华裔航天员焦立中曾参加过多次航天飞机飞行任务,并曾长期驻留“国际空间站”。他说,2004年布什总统宣布的“太空探索新构想”曾经让NASA“对未来十分乐观”。焦立中没有参与“星座”研发项目,但他说,根据内部透露的消息,“该项目并没有如我和绝大多数人所希望的那样进展顺利”。
5 NASA高层辩解
NASA官员称,“星座”研发项目其实进展得很顺利。格里芬2008年11月在接受采访时表示:“有人认为我们将要开发一种新型太空运输系统,且不会遭遇任何挑战,我难以想象竟然会有人抱有这种想法。”他说,“NASA遭遇的挑战都是很常见的”。NASA负责“星座”研发项目的官员库克2008年12月对记者表示:超重和振动问题正在得到有效解决。
“星座”研发项目火箭发射首席工程师奥特说,解决复杂问题是工程师“赖以谋生”的手段。奥特表示,当遇到极为困难的挑战时工程师的态度是;“嗨,现在开始享受乐趣吧。我们又有机会赚钱了”。尽管如此,互联网甚至NASA内部都出现了反对的声音,这往往是因为他们心中已经有了更好的选择。他们提出采用发射卫星的“宇宙神”和“德尔他”火箭来发射飞船。支持者称,经过快速改装,这2种火箭同样适用于发射“猎户座”飞船。
格里芬过去曾提议通过卫星发射系统来发射载人航天器,这一过程称为“人为评级”(human rating),涉及对载人航天系统安全性和可靠性的改进。2008年,格里芬在会见法国议员时说,这可能是阿里安一5火箭向“欧洲掌握独立载人航天能力”迈出的“一小步”。阿里安一5火箭现阶段用于向“国际空间站”发射货运飞船。不过,格里芬反对使用军用火箭的计划,称这种变化一方面会导致延期和成本增加,另一方面会冒安全风险。
6 “Direct 2.0”计划
奥特表示,把太空舱置于现有军用火箭顶部进行发射很复杂,因为用发射卫星的火箭发射载人飞船需要大幅改动。还有一组工程师在业余时间提出一个称为“Direct 2.0”的后续系统,该计划很大程度上是在一系列遭废弃的NASA计划基础上建立的。支持“Direct 2.0”计划的工程师小组发言人蒂尔内说:“让我们进行独立评审,然后再作决定。”
不过,“Direct 2.0”计划的追随者寥寥无几。2008年4月,当时负责探索系统开发的NASA副局长吉尔·布莱奇在美国众议院航空航天小组委员会作证时说,“按照物理学定律,我们无法证明‘Direct2.0’计划支持者所称性能的有效性”。
美国麻省理工学院航空航天学教授克劳利表示,阿瑞斯一1火箭并不完美,不过,鉴于这种火箭采用航天飞机项目、军用系统以及可能用于阿瑞斯一5火箭的零部件,选择它确实是明智之举。克劳利博士说:“我没有任何理由相信存在阻碍其成功的重大技术问题。”
克劳利解释说,建造新型火箭十分困难,最初的试飞有可能导致灾难性结局,因为一套复杂系统的各个组成部分需要进行一系列测试才能趋于完善。他说:“如果你每天将项目进展放在显微镜下看,你总会找到许多不满意的地方,这叫吹毛求疵。”奥巴马在确定新一届政府的未来太空探索计划时,可能还会决定缩短NASA目前计划的载人飞行“断档期”,让航天飞机服役时间超过布什政府提出的2010年最后期限。美国国内要求延长航天飞机服役期的呼声也越来越强烈。
7 投入少回报大
2008年7月,美国俄亥俄州前参议员格伦在众议院科学与技术委员会作证时表示,他赞成航天飞机一直服役至新一代载人航天器做好飞行准备前。格伦是首个绕地球轨道飞行的美国人。他说:“我从来没有想到自己有一天竟然会看到世界上最富有、最强大、太空探索成就最多的国家,须从俄罗斯购买飞船赶赴‘国际空间站’。”
“新民主党项目”(New DemocracyProject)组织同样赞成航天飞机继续飞行。这是一个同奥巴马过渡团队联合主席波德斯塔联系紧密的组织。尽管如此,这种提议可能不利于“星座”研发项目,因为它会使原本作为这个航天项目的数十亿美元经费流向他处。格里芬还认为,由于航天飞机的风险相当大,让其继续飞行显然是不安全的。
2008年11月在接受采访时,格里芬对这个由他推出的计划进行了辩解。他说:“在尼克松政府以后,美国民用航天政策的目标就朝着错误的方向发展。今天,整个国家应聚焦于重返月球,探索近地小行星,甚至登陆火星,这是我们应该去投资的正确道路。”
克劳利教授表示,他希望奥巴马政府建立一个由“不偏不倚的智者”组成的专家小组,对NASA反对其他计划的理由进行评估,同时牢记预算、劳力和技术等问题的限度。他说:“坦率地说,我本人也不清楚具体答案,但我知道这是一个远比媒体和博客抛出的论调更接近现实、同时更为复杂的答案。”克劳利说,下一步就是如何破解这个答案。与美国其他部门的年度预算相比,NASA每年170亿美元的预算简直是微不足道的,但回报却非其他部门可比。克劳利最后表示,倘若新总统寻求以提供“稳定的高科技工作岗位”来刺激国内经济发展,“太空无疑是一个不错的投资选择”。 (转载自《国际太空》2009.3)
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