NASA计划2024年登陆小行星 为人类登火星做准备

《环球科学》2012年第1期 2009年10月，一群以摆弄机器人为乐，从事空间探索的“极客”聚在一起，决定要做点出格的事：设想各种方案，把人而非机器人送入太空。

我们这样做并非闲极无聊，而是受到奥古斯丁委员会的“召唤”。该委员会是美国总统奥巴马在2009年初设立的，由很多一流科学家组成，他们的任务是对航天飞机及后续飞行器项目进行评估。结果，委员会提交的报告称：美国的载人航天计划似乎难以为继。而与此同时，我们在机器人探测上却取得了很多令人兴奋的成果，探测范围从水星延伸到太阳系边缘。于是我们就想，能不能从技术上为美国航空航天局（NASA）遇到的政策和经费难题寻找一些解决方案。

我们提出了很多想法：用离子引擎运送各种组件，建设月球基地；用无线电给火卫一（Phobos）上的机器人漫游车输送能量；给国际空间站（ISS）装上大功率霍尔效应推进器（Hall effect thruster，离子引擎的一种），把它送到环火星轨道上去；事先在行星际轨道沿途设置化学燃料火箭，以便宇航员路过时使用；用如同《2001：太空漫游》中的探索艇取代宇航服；捕获很小的小行星，把它们送到空间站，供宇航员研究，这样就不用将宇航员送上小行星了。挤干“水分”后，我们发现，利用离子引擎之类的电推进方式，能显著降低针对小行星和火星的载人探索任务所需的发射负载。

讨论现场就像穿越回了上世纪60年代的NASA，只不过不像当年那样，吸烟者众，烟雾缭绕。我们不停地交换意见，确定哪些可行，哪些是要尽量远离的泥沼。初步分析之后，我们和NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Lab, JPL）的同行举行了一次“午餐研讨会”，将散乱的想法和计算过程梳理了一番。接下来的几个月，不断有工程师和科学家对电推进方案表现出浓厚兴趣，并提出了一些建议，帮助我们完善方案。我们还了解了一些科学家正在开展的实验：从测试大功率电推进器，到设计轻质高效的太阳能电池板，不一而足。这些讨论引起了更大范围的思考，整个航天业界都参与进来。

现在，我们已经在检验一些最有希望的方案，以便能制定出一个可行计划，最早在2024年，把宇航员送上编号为2008 EV5的近地小行星，为人类最终登陆火星做好准备。我们在制定方案时，是以NASA当前的经费预算为上限，并把整个任务分解成一系列“阶梯式”的小项目，让NASA有充分的自由度，根据经费多少来控制任务进程。一言以蔽之，我们的目的，就是要借机器人探测项目之力，来革新载人探测计划。

从一大步转为一小步

奥古斯丁委员会的报告引发了一场激烈的争论，尤其在是否将大部分载人发射任务交由私人公司完成这个问题上，争执达到了顶峰（参见《环球科学》2011年2月《启动太空经济》）。NASA在转型后得以专注于技术革新，以便不断拓宽人类的探索边界。但问题是，如果没有了在阿波罗登月时期所拥有的政策支持和相关资源，辉煌不再的NASA将如何前行？

机器人探测项目采用的是循序渐进的方式：开发一个技术组合，逐步实现这个庞大的探测计划。与朝着单个目标、非成即败的发展方式不同，机器人探测项目会联合使用多种技术，实现多个目标。当然，这个项目也曾遭遇失败和挫折，世上没有完美无缺的东西。但至少，当面对风云变幻的政治局面，或者技术革新停滞不前时，机器人探测不会因此流产。载人探索项目完全可以借鉴这种方式，它不需要像“阿波罗计划”那样，一下子踏出人类的“一大步”，而是走好每一小步，逐步前进。

也有人认为，机器人探测项目带给我们的真正教益是“根本就不应该开展载人探索”。如果NASA的目标仅限于科学发现，用机器人探测器明显比宇航员更划算更安全。但NASA的任务不仅仅是科学，科学只是吸引人类探索未知疆域的众多因素之一。空间探索之所以广受关注，原因之一在于，普通人也梦想着有朝一日能身临太空，机器人不过是为我们进入太阳系打头阵的“先锋”而已——政府发起的载人航天任务是第二步计划，终极目标是要实现普通人也能坐上飞船，去太空闯荡他的未来。NASA以前开发的技术，促成了今天的商业化“太空竞赛”，一些私人公司争相研制将宇航员送入空间站的载人舱，在莫哈韦沙漠（Mojave desert，位于美国加利福尼亚州南部）上试飞空天飞机（space plane）。现在，NASA可以腾出手来，考虑开发什么样的技术，能将我们带向更深远的太空。