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NASA会回来吗?

去年12月,特朗普总统站在白宫的一群宇航员面前,签署了三项太空政策指令中的第一项,这是自1972年以来首次将美国宇航员送回月球的重要一步。 在他之前的那一年,哈里森“杰克”施密特,踏上了我们的月球邻居。

“这一次,我们不仅会制造我们的旗帜并留下我们的足迹,” 。 “我们将为最终的火星任务奠定基础。或许,某一天,对许多世界以外的任务。”

美国总统再次希望恢复美国的太空霸权,这次是将人类送回月球,随后执行火星及其他任务。 伦敦科学博物馆的空间策展人道格·米勒德说:“1957年苏联开创了人造卫星,然后是太空中的第一个人 - 尤里·加加林 - 1961年开创了人造卫星,这引起了国家的骄傲。”

, 受到苏联人的推动,并且看到美国的太空努力在60年代飙升到人类探索史上最伟大时刻的令人眼花缭乱的高峰,在七十年代转向穿越太阳系。而且,在其发射人类的能力令人尴尬的中断之后,现在又一次试图重新点燃只有当一个人在遥远的太空岩石上种植旗帜时才能产生的骄傲和敬畏。

自从俄罗斯用Sputnik遥测的“哔哔哔哔”发射太空时代以来,它的任务,硬件和宇航员一直是一个坚持不懈的存在,如果你要了解NASA从地球到星星的旅程,这是不容忽视的。

在苏联发射第一颗人造地球卫星后不久,国防部通过批准为Wernher von Braun和他的陆军红石兵工队提供资金,以便在1958年1月31日发射的第一颗美国卫星探测器1上工作。它有一个科学的有效载荷,发现了地球周围的磁辐射带(不知不觉中,它们也被Sputnik 2上的仪器发现,这是第一颗载有活体动物的卫星,Laika the dog)。

1965年7月29日,斯普特尼克还促使总统德怀特·艾森豪威尔签署了美国宇航局的创始立法,即1958年的“国家航空航天法”。“这导致美国太空努力的结合和协调,”米勒德说。 当年10月1日开始营业时,民用航空的空间工作被纳入NASA,特别是长期运行的国家航空咨询委员会(NACA),其拥有3亿美元的设施以及约7,500名员工,包括许多人将在未来的月球登陆中出演,例如Gene Kranz和Neil Armstrong。

大多数人都追溯到阿姆斯特朗的轨迹的起源,导致他在1961年5月25日登上月球的第一步,当宇航员尤里·加加林成为太空第一人后六周,总统约翰·肯尼迪宣布了一项大胆的计划美国国家航空航天局将美国人送上月球,并在十年结束时安全返回地球。

“事实上,”米勒德说,“月球计划的起源早于肯尼迪多年来的演讲。” 1959年11月,在美国宇航局项目规划者会议上首次正式播出了月球任务的想法。次年初,阿贝·西尔弗斯坦在家中阅读了一本神话故事后提出了这个名字。 从NACA来到美国宇航局的工程师认为,“阿波罗骑着战车穿越太阳的形象与规模相当。” 接下来的一个月,NASA收到陆军弹道导弹机构 ,题为“基于土星增强系统的月球探测计划”。

美国宇航局的第一任管理员,在好莱坞不太可能有背景的 ,“为了让NASA保持小规模而奋斗”,并且只是在1970年之后的某个时候设想了一次有人值守的月球之旅。

美国宇航局首席历史学家比尔巴里说:“格伦南当然是由艾森豪威尔总统任命,并反映了政府的做法。” “艾森豪威尔在总统任期结束时曾警告过”军工复合体“的负面影响。美国宇航局就是在这种背景下创建的,政府的动机也各不相同:渴望拥有面向公众的和平科学太空努力(也可以作为当时正在开发的太空侦察计划的掩护),同时减少“军工复合体”倾向于过度响应苏联在太空的第一次。“

在艾森豪威尔政府结束时,格伦南下台。 当肯尼迪政府于1961年接任时,他对于参与坠机计划登月是否有意义的担忧被扫除了。尽管主要推动力当然是地缘政治,但国会和国会的政治支持有多种动机。巴里说,在阿波罗的行政部门。

“闭门造车(大多数情况下)肯尼迪总统对此毫不掩饰 - 其目标是”击败俄罗斯人“,其主要原因是苏联政治制度(内部和外部)的合法性取决于他们明显的领导力在太空竞赛中,“他说。 “随着第二次世界大战后数十个新国家的出现,美国需要反对这样一种印象:苏联对发展中国家的制度比我们更好。”

在神秘的“首席设计师”(1966年去世后被揭露为谢尔盖·科罗廖夫)之后,60年代的上半部将看到美国在他们的伟大竞争对手中一次又一次地在太空中遭到殴打。 除了加加林之外,苏联还发射了第一个到达月球表面的太空船(Luna 2),第一个太空女子(Valentina Tereshkova),第一个多人(Voskhod 1 并进行了第一次太空行走(Alexei Leonov,尽管是他的气球太空服,缓慢的泄漏和自动引导故障导致事故多发的任务受损。

然而,在科罗廖夫去世后,美国宇航局最伟大的竞争对手的势头停滞不前。 米勒德说:“苏联的太空努力将不得不上升装备以获得月球,而科罗廖夫可能是唯一一个可以将其拉下来的人。”

走向月球

与此同时,美国宇航局在1961年从艾伦·谢泼德(Alan Shepard)开始,学习如何将一名宇航员放入环绕地球的轨道进行水星计划,然后开始用两个宇航员双子座飞行器设计以超越苏联的方式和方法。完美的技术,如长时间的人类太空飞行,交会对接和太空行走,所有这些都是完成月球任务所必需的。 还有许多其他成就。 在1966年11月的最后一次双子座12任务期间,新秀宇航员埃德温“巴兹”奥尔德林在太空行走期间在太空中拍摄了第一张自拍照。

后续的阿波罗计划几乎从未实现过。 在1967年阿波罗1号的发射前测试期间,Gus Grissom,Ed White和Roger Chaffee正在测试位于太空船顶部的指挥舱。 在下午6:30之后,由高压,纯氧环境中的火花引起电压闪烁。 Chaffee喊道:“我们遭遇了一场大火!让我们出去!我们正在燃烧!我们着火了!让我们离开这里!” 可以在电视监视器上看到白色到达舱口释放手柄。 几秒钟之后,传输以尖叫声结束。 三人都死了。

尽管遭受了这次打击,阿尔德林与阿姆斯特朗将击败莱昂诺夫,后者正在训练将一个宇航员着陆器飞向粉状的月球表面。 他们使用脆弱的阿波罗11月球游览模块Eagle着陆并非没有戏剧性:阿姆斯特朗和奥尔德林在任务控制的帮助下,不得不处理通信问题,不稳定的雷达数据,各种错误代码和警告以及令人担忧的燃料供应减少。 但他们成功了。

全世界有五亿人观看了阿姆斯特朗的电视转播形象,并听他描述了他如何在1969年7月20日采取“......为人类迈出一小步,为人类迈出一大步”。在阿姆斯特朗的带领下,奥尔德林在月球上度过了21个小时。表面同队员迈克尔柯林斯在头顶上空盘旋。

最后的阿波罗登月任务于1972年启动,总共有27名宇航员访问了我们的邻居,其中12人降落。 阿波罗任务的许多显着成就之一是历史上最具影响力的图像之一 - “地球升起”,1968年阿波罗8号任务期间宇航员比尔安德斯从月球轨道拍摄的地球和部分月球表面照片 - 有史以来最引人注目的太空救援,由于特派团控制和宇航员的即兴表演,非常命运的阿波罗13号机组安全返回,这些机组因地球200,000英里的爆炸而瘫痪。

但即使鹰在1969年倒闭,其他优先事项也在严厉打压美国政府:冲突,贫困,种族动荡和经济通胀上升。 国会,总统理查德尼克松和美国公众越来越多地背弃了月球,越南战争的不断增加以及不断增加的预算赤字使得雄心勃勃的月球探测计划越来越难以防御。

总之,伟大的阿波罗冒险花费了20世纪60年代的250亿美元。 但它的成就无法衡量。 每当我走过阿波罗10号指挥舱 - “查理布朗” - 我在科学博物馆工作的地方时,我觉得去2018年的月亮感觉比1969年更难。

太空任务降档

在具有里程碑意义的阿波罗计划之后,美国的太空计划仍然很重要,但缩减了规模。 投资约为联邦预算的1%(或更少)被认为是足够的。 美国宇航局的计划最终是为了适应这种限制而量身定做的,与社会保障,防御或美国宇航局在阿波罗时代收到的金钱注入相比,这笔费用微不足道。

20世纪70年代,NASA将在60年代的梦幻月球计划与80年代的航天飞机计划之间进行转换。 里程碑包括1973年的Skylab计划,在土星五号火箭的第三阶段内为宇航员举办的研讨会; 双子维京登陆器发回了对锈色土壤的第一次分析,这种土壤给这颗红色星球起了绰号; 1975年的阿波罗 - 联盟号航班上,宇航员和宇航员首次在轨道上握手,这是今天支持国际空间站的第一线关系。

虽然苏联人专注于长期载人 任务,20世纪70年代标志着美国宇航局行星科学的黄金时代。 Pioneer和Voyager宇宙飞船在佛罗里达海岸的强大助推器上骑行,开始穿越太阳系的惊险旅程。 10号和11号先锋成为第一个穿越火星和木星之间的小行星带的旅行者,而旅行者号航天器于1975年开始进行外太阳系的盛大巡回演出。 当旅行者1成为第一个到达星际空间的太空船时,它将通过一个历史性的里程碑。

20世纪80年代将看到最终但部分实现1969年的航天飞机计划,这是世界上第一个将人类送入轨道的可重复使用的航天器。 “最初的想法是将人类从航天飞机提供的地球轨道空间站送到火星,”米勒德说。 “班车是这个计划的唯一幸存者。”

尼克松向国家宣布该计划九年后,哥伦比亚号航天飞机在加加林首次航天飞行20周年之际播出。 在1981年4月12日的首次发射和2011年7月21日的最后一次发射之间,美国宇航局的航天飞机机队 - 哥伦比亚号,挑战者号,发现号,亚特兰蒂斯号和奋进号 - 共执行了135次任务。

航天飞机的记录将受到两次灾难的影响。 挑战者及其七名宇航员于1986年1月28日失踪,当时其中一个助推器的密封失效,热气体燃烧通过外部油箱,点燃推进剂并导致航天飞机爆炸性地在一分钟内爆炸进入飞行。 然后哥伦比亚及其七名宇航员于2003年2月1日在第28次任务重新进入时失败。 这场灾难可以追溯到发射时,一块泡沫绝缘材料从外部油箱中脱落并损坏了轨道飞行器的左翼。 当哥伦比亚重新进入地球大气层时,这种损害使热的大气气体撕裂了隔热罩并破坏了内部机翼结构。

全球对这些失败的宣传是实现航天飞机计划的巨大瑕疵,也是对太空探索无情的本质的提醒。 整体统计数据看起来令人印象深刻:总共有852名机组人员,在地球轨道上运行21,152次,在太空中运行时间超过1,334天。 它们提供了发射,恢复和修复卫星的手段,尤其是哈勃太空望远镜,进行了前沿研究,并帮助建造了最大的空间结构 - 国际空间站。 然而,总体而言,航天飞机计划从未达到其最初的承诺,即可重复使用的航天飞机不仅可以定期到太空旅行,还可以降低通行费用。

私营公司接管

美国航天飞机计划的结束将使俄罗斯的角色重新抬头。 当亚特兰蒂斯于2011年7月21日凌晨5点56分在肯尼迪航天中心停靠时,30年的航天飞机计划正式结束时,俄罗斯古老的没有装饰的联盟号宇宙飞船留下来填补空缺空间站。 当时,美国宇航局对人类太空飞行的抱负将依赖于猎户座的机组人员 - 阿波罗的类固醇 - 这是2014年首次测试并注定要用于NASA勘探组合的深空部分。

像任何政府机构一样,美国宇航局是规避风险的,因此倾向于昂贵的官僚主义任务。 今天,它面临激烈的竞争。 除了政府支持的竞争对手,如欧洲航天局,中国国家航天局和印度空间研究组织,还有几家私人公司,尤其是由亚马逊亿万富翁杰夫贝索斯经营的Blue Origin和由埃隆马斯克创立的SpaceX。 后者可能是最着名的,它在2月初从美国宇航局位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的历史性发射综合体39A升级其猎鹰重型火箭,将特斯拉汽车放入天堂并几乎成功将其所有三枚发射火箭回到地球省钱(一个人在离无人机登陆垫几米远的地方坠毁)。

私人太空企业的兴起将意味着自2011年航天飞机计划结束以来,美国人类太空飞行的首次回归,当时波音和太空X将宇航员送往低地球轨道的国际空间站。 政府问责办公室表明,私人航天器的认证可能会延迟至2019年12月的SpaceX和2020年2月的波音。

今年4月底,经过一年多的拖延和争吵,NASA的第13位管理员终于被任命领导该组织的18,000名员工。 Jim Bridenstine是第一位获得这份工作的政治家,他是一名前军事飞行员,曾在伊拉克和阿富汗执行任务,并对将政策更多地转向使用商业卫星技术非常感兴趣,这种方法可能会引导他进入NASA。 在他宣誓就职时,他在国际空间站的工作人员的现场链接中受到欢迎,Bridenstine :“美国宇航局代表了美利坚合众国的最佳状态。”

5月24日,特朗普签署了第二份太空政策指令,旨在改革和简化美国商业空间监管框架,这是工业界的一个受欢迎的举措。 下个月,第三个太空政策指令通过寻求减少轨道太空垃圾日益增长的威胁,通过共享相关数据更有效地管理太空交通,以及任命国防部专注于保护美国太空资产和利益。 总统还参谋长联席会议主席约瑟夫·邓福德将军“立即开始建立空间部队作为武装部队第六分支所必需的进程”。

与此同时,美国宇航局正在开发自己的超级火箭, ,SLS,这将是有史以来最强大的。 到目前为止,该机构已经花费了大约100亿美元用于开发SLS,这将有多种口味 - 第1座,第1B座和第2座 - 优化用于携带宇航员,货物或两者,以及更强大的版本用于深空探测的火箭上段。

第一个SLS--一个载有无人猎户座宇宙飞船的Block 1和13个名为“CubeSats”的小型四四方方卫星 - 计划于明年年底或2020年初从Kennedy的Launch Complex 39B起飞。 这款先锋火箭的升力推力为880万磅,将进行测试,以确定它是否可以比任何先前任务更进一步,这是一种灵活,可进化的运载火箭,能够满足最具挑战性的深空作战人员和货物需求。 第一个有人驾驶的猎户座飞行预计到2023年。

虽然Falcon Heavy的发射成本约为1亿美元,但SLS的发射超过10亿美元,因为它必须足够安全,能够携带宇航员并进入距离低地球轨道1000倍远的深空。

Falcon Heavy和其他发射器意味着NASA有私人公司可以与之竞争。 “实际上,美国现在在私人和公共运载火箭部门之间进行内部太空竞赛,或许只是美国计划需要的推动,”米勒德说。 同样,NASA现在可以比以往更便宜地购买进入太空的通道。

私营公司也更愿意承担风险。 当一名飞行员在维珍银河的原型太空旅游火箭试飞中丧生时,这是一场悲剧。 但是,例如,如果美国宇航局宇航员在政府支持的国际空间站的太空行走中发生致命事故,那将是全国性的哀悼。

即使是英国天文学家皇家里斯(Royal Lord Rees)等昂贵的人类太空飞行的着名反对者也认为,只有私人公司才能承担的低价,高风险,高回报的任务才是前进的方向。 他们不会依赖传统的“正确的东西”,但太空冒险者更多的是奥地利跳伞运动员和daredevil Felix Baumgartner。 正如里斯所说,“埃隆马斯克希望死在火星上,但不会受到影响,我认为他可能会成功。”

美国国家航空航天局正在继续进行准备,以前所未有的方式大胆进入太空。 该机构一直在研究轨道前哨概念 - 网关 - 位于月球附近的美国工业界和国际空间站合作伙伴。 美国宇航局已经计划采购动力和推进装置,并作为2019财政年度预算提案的一部分,并计划在2020年建造月球轨道平台 - 门户。

前阿波罗指挥模块飞行员艾尔·沃登(已经飞到月球的24人之一)是什么让特朗普宣布回归? “我认为现在是时候让我们的总统挑战该机构再做一些伟大的事情并提供资金来实现它,”他说。 “但是,我不确定回到月球是答案。我们一直在那里,所以回去并不是什么大不了的事情。当然,除非我们的想法是在那里生活很长时间才能理解挑战我们将在火星上。“

虽然他认为美国宇航局“拥有人力和智慧”来实现总统的愿景,但他并不确定资金是否存在。 他也不认为私营公司提供答案。 “他们受利润驱动,远程项目将变得昂贵。......我不知道私营公司如何能够在需要的情况下伸出援手并安全地完成工作。”

尽管冷战对抗将第一个人送上了月球,但沃登认为,如果我们打算前往火星,它将会在世界航天国家之间进行合作。 “我们要去火星并取得成功的唯一方法就是与其他国家合作开展这项工作。成本将是惊人的,没有一个国家可以独自完成。我认为有必要汇集资源“。

沃登并不是唯一一个以这种方式思考的人。 当我有机会与他的同伴阿波罗宇航员交谈时,他们说未来在于合作,而不是竞争。 这是阿波罗13号指挥官吉姆·洛弗尔和奥尔德林的判决,后者告诉我,竞争“会让它变得非常非常混乱......我们必须走到一起。”

美国宇航局发言人表示,所有选择仍未解决。

“为了实现扩大人类在太阳系中的存在的目标,需要美国私营部门和国际合作伙伴提供最好的研究,技术,能力和贡献。各种火箭将有机会在我们的太阳能系统中发挥作用。我们正在开发一种灵活的深空基础设施,以支持日益复杂的任务的稳定节奏,从而加强美国在太空领域的领导地位。“

总统希望看到一个人在另一个世界上种下的旗帜,毫无疑问这将是一个全球性的事件。 但从长远来看,在月球以外的冒险中,这面旗帜是否代表地球上的每个人,政府联盟,一个国家甚至是一个海盗?

Roger Highfield是一位科学作家,伦敦科学博物馆馆长,牛津大学和伦敦大学学院的客座教授。