钱到位了可是技术还不到位！NASA在2033年登陆火星的计划注定要难产吗？

这是运输宇航员往返火星的其中一个概念深空宇宙飞船。一项独立研究得出的结论认为，这种航天器面临的技术挑战会使得2033年的载人登陆火星任务无法实现。来源：波音公司

最近，一份独立报告得出结论，美国宇航局在2033年不可能将人类送上火星，而最早的载人火星任务也要在本世纪30年代末才能开始。

这份报告是在副总统迈克·彭斯(Mike Pence)于3月26日发表讲话(彭斯在讲话中指示美国国家航空航天局NASA在2024年前让人类重返月球)之前完成的，它为重返月球计划的估算成本以及重返月球计划在载人登陆火星长期计划之中的位置提供了深入的见解。

这份报告包含在国会指示美国国家航空航天局执行2017年NASA授权法案中，由NASA与科学技术政策研究所(STPI)签订合同所准备。该法案特别要求对“2033年发射的载人火星太空飞行任务”进行技术和财务评估。

在NASA的指导下，STPI使用了NASA在其“Exploration Campaign”报告中提出的战略，该报告预计在本世纪20年代，NASA将继续使用太空发射系统(SLS)和猎户座飞船，并开发月球轨道平台空间站，紧随其后的将是深空运输飞船(DST，这是一艘将从地月空间往返火星的载人飞船)。美国宇航局还将开发月球着陆器相关系统，以支持月球表面的人类任务，同时也为以后的火星表面任务开发系统。

STPI报告的结论认为这项工作需要很长时间才能完成，因此2033年将不能进行任何火星任务。报告指出：“我们发现，根据美国宇航局目前和理论上的计划，即使在没有预算限制的情况下，在2033年进行火星轨道任务也是不切实际的。我们的分析表明，在没有大规模技术进步、计划延迟、成本超支和预算短缺风险的情况下，火星轨道任务最早也要在2037年之后才有可能实现。”

这一进程是按技术风险所制定的，特别是与深空运输(DST)相关的技术风险，其中包括生命支持系统和推进系统，这些技术都需要较长的交付时间。报告总结说，在2033年发射的火星任务必需要在2022年之前就测试关键技术，而目前来说这是不太可能的。报告指出，如果把这些技术先放一边然后继续执行这个计划的话将“显著增加DST的技术和进度风险，如果这些技术中的任何一个在测试时出现问题，这都可能会迫使DST的整体设计进行修改。”

此外，总体DST的初始“阶段A”需要在2020财政年度开始，这也是不太可能的，因为有关DST设计的贸易研究尚未开始。STPI的报告还警告说，试图通过避开NASA现有的项目开发标准实践来缩短开发进程“将导致非常高的技术、进程和成本超支风险。”

“因此，”报告总结道，“从技术发展和日程安排的角度来看，在2033年进行火星轨道任务都是不可行的。下一个火星发射窗口是2035年，但由于技术发展工作的原因，这一窗口也被认为是不可行的，因此火星飞行任务的最早时间只能被推迟到再下一个发射窗口，即2037年。

STPI还估算了2037年首次执行火星任务的成本。报告估计，到2037财政年度，火星任务所需的全部部件，包括SLS、猎户座飞船、月球轨道空间站、DST和其他后勤设施的总成本为1206亿美元，其中，有337亿美元已经用于SLS和猎户座的开发以及相关的地面系统。

总成本中也包括用于DST的292亿美元，报告承认这个数字是一个非常粗略的估计，因为该设计中只有很少细节可以用来预测其开发成本，所以STPI使用开发猎户座飞船的成本作为DST的参照。相比之下，该报告估计，月球轨道空间站各个模块的成本不到60亿美元，这部分是因为其中一些模块将由国际合作伙伴出资，NASA实际上无需承担任何成本。

登月成本要多少?

火星任务是整个人类太空飞行计划的一部分，该计划预计持续到2037年，总成本为2174亿美元，其中包括了火星任务、近地轨道任务的成本，以及未来任务所需的火星表面系统开发的成本。

人类太空飞行计划还包括一系列登月的任务。该报告预计，人类未来首次登月将于2028年进行，这是美国宇航局在彭斯今年3月发表演讲之前预定的日期，到2032年还将有四次任务，每年一次。

该报告使用了NASA去年研究的三段月球着陆器方法，这种三段月球着陆器包括可重复使用的上升级、转移工具和一次性的下降级。要完成这一系列的五次载人登月以及更早的一次非载人测试，单是着陆器和燃料补给系统的开发就会花费将近80亿美元的资金。另外120亿美元的资金则用于支持SLS系统和猎户座飞船的制造成本，以及其他运载着陆器、推进剂和其他货物的发射任务成本，这些总额还不包括其他成本，如SLS、Orion和月球轨道空间站本身的开发成本。

这份日期为2019年2月的报告是在2024年登月目标宣布之前完成的，因此报告并没有考虑这个登月目标变更的影响。该报告估计，第一次登月任务将在发射和硬件成本上花费约24.4亿美元，着陆器的开发成本大约也需要数十亿美元。

国会有什么反应?

美国国会对这份报告的反应相对温和，部分原因是它已被后来的一些事件所取代，即彭斯计划将人类首次登月的时间提前至2024年(这将影响整个探索计划的其他因素)。

在4月2日众议院科学委员会全体成员就NASA预算请求举行的听证会上，众议院太空小组委员会(House space subcommittee)主席、众议员肯德拉·霍恩(Kendra Horn，俄克拉荷马州民主党人)在事先准备好的发言中提到了这一点。

她在发言稿中写道：“根据这份报告，很明显，按照本届政府目前的探索方式，在本世纪30年代到达火星表面是不可能的。此外，该报告也承认了本委员会许多成员在过去的听证会上一直猜测的事情，即NASA没有人类火星任务的实际计划。”

尽管自彭斯发表演讲以来，美国宇航局一直在关注如何为2024年的月球登陆任务开发一个架构，但它并没有完全忽视火星。美国宇航局局长吉姆·布里登斯汀在4月9日于科罗拉多斯普林斯举行的第35届太空研讨会上发表演讲时问道：“我们为什么要去月球?为什么月球这么重要?那是因为我们一直有着远大的目标，月球只是一个试验场，它是我们在另一个世界生活和工作的最好的地方，这样我们才能最终达到火星。”

在演讲中，他提到了正在进行的火星探测任务和未来的火星探测任务，比如火星2020探测器，这些任务正是人类火星探测任务的前序。他还认为，在2024年登上月球将允许人类更快登陆火星。“人们说，‘你们为什么要加快登月计划?’因为它可以加快登陆火星计划，”他说。

他在4月2日的听证会上也提出了类似的观点。他说：“我们想在2033年登陆火星，为了做到这一点，我们必须加快项目的其他部分，而月球计划是其中很大的一部分。”

他在证词中还提到了STPI的报告，他说：“我们可以通过加快登月来加快登上火星。”但该机构没有透露如何实现这一目标的细节，包括深空运输系统的技术发展问题(深空运输系统独立于登月)，STPI的报告认为，这些问题使得火星任务不能在2033年之前完成。

不过，这些言论倒是给了科罗拉多州民主党众议员爱德·珀尔穆特(Ed Perlmutter)一点安慰。珀尔穆特是该委员会的成员，也是2033年登陆火星任务直言不讳的倡导者，他经常在类似这样的听证会上宣传“2033年登陆火星”之类的豪言壮语。

“当我一开始听到这些话的时候我对这份登陆火星的报告感到非常失望，我真的很失望。”珀尔马特在听证会上说，他指的自然是STPI报告的结论，即认为NASA将不能在2033年进行登陆火星任务。

不过，他说布里登斯汀的言论让他重新受到了鼓舞。布里登斯汀说，如果NASA 能在2024年重新登陆月球陆，那么在2033年登陆火星也是可能的了。谈到2024年人类重返月球的目标时，他说：“我对此没有意见，因为我认为这加快了人类登陆火星的步伐，我认为这是一种潜在的驱动力。”