距離更換高管層還剩一個月,NASA最新公布一項未來20年火星探索計劃,提出探索紅色星球的重大方式轉變。
問題來了:新計劃究竟有哪些重大方式轉變?能否被NASA新高管層尤其是新局長全盤接受?與馬斯克火星計劃是否匹配?
●新計劃簡介
美東時間12月11日,NASA官網發布這份新計劃鏈接網址https://science.nasa.gov/resource/the-mars-future-plan/?
這份新計劃長達154頁。全稱:The Mars Future Plan。
發布背景:NASA火星探索計劃是一項以科學為驅動、以機器人為重點的探火任務,旨在研究和了解火星,包括環境、氣候、地質歷史及潛在生命,同時為人類探索火星做好準備。在過去20年里,火星探索計劃通過一系列軌道器、著陸器、探測車以及直升機等機器人任務,取得許多科學和技術突破,這些成就都建立在整個火星探索史基礎之上。
涵蓋范圍:該計劃為2024—2044年未來20年的MEP科學任務與機器人探測任務提供指導。聚焦于科學探索,涉及任務優先級、技術發展及合作關系,不包括火星樣本返回任務(Mars Sample Return,MSR),但支持毅力號樣本收集和未來樣本接收項目(SRP)。因為在NASA組織結構中與火星機器人科學計劃分屬不同的管理體系。
新計劃與之前發布的NASA戰略計劃(2022年版)、NASA科學任務理事會(SMD)科學戰略(2023年版)、NASA月球到火星戰略與目標發展(2023)、當前行星科學與天體生物學十年調查報告(2023–2032)、2021年批準的火星探索計劃及多個火星科學報告保持一致。
●新計劃有哪些重大方式轉變?
①向低成本任務轉變
新計劃強調向低成本、小型任務的轉型,從而提高任務發射頻率與響應能力,讓更多機構和個人參與,推動有效載荷創新,對先前發現做出積極反饋,并且增設能覆蓋火星表面的系統科學網絡。NASA需要一個穩定、可持續的火星探索計劃,避免過去由于大型且復雜的旗艦任務所帶來的資金波動,不利于長期規劃。
②擴大商業合作
與商業界合作被視為未來的關鍵,這將降低任務成本,借力行業創新能力。NASA可以借鑒在國際空間站商業貨運(COTS)項目和月球商業有效載荷服務(CLPS)的成功經驗,借助商業能力與規模經濟,推進低成本火星探索任務。對此,商業界的反響相當積極,但商業合作的關鍵在于如何構建成功的商業案例,這需要NASA進行前期投資,隨后再購買服務,而非單純購買運營數據。
③迎接載人登火的新變革
NASA預計2040年代人類將抵達火星,這將帶來革命性變化。載人登陸火星任務的規劃進入議程,科學目標將隨著人類踏足火星而發生變化,為人類在火星時代的探索目標做好定義。
④加強國際合作
越來越多的國家表現出對火星探索的興趣,許多國家通過多邊合作實現目標變得更為經濟可行。NASA現階段目標是在火星與地球每26個月的發射窗口實現至少一次任務,這需要通過小型、低成本任務以及商業與國際合作伙伴來實現。
●新計劃能否被新局長全盤接受?
大概率會部分接受,而非全盤接受。特朗普提名的NASA新局長賈里德·艾薩克曼很可能會支持NASA的新火星探索計劃,因為該計劃與他一貫強調的人類太空探索和商業航天合作理念高度契合。
艾薩克曼作為商業太空企業家,曾指揮純商業全私人載人航天Inspiration4任務以及進行中的北極星系列任務,并且與馬斯克關系密切。他本人也強調「構建繁榮的太空經濟」和「讓人類成為真正的太空文明」的愿景,這與NASA新火星計劃中通過商業合作、國際協作,并為2040年代人類前往火星奠定基礎的目標相一致。
艾薩克曼還一貫支持商業太空企業的創新,尤其是降低太空任務成本并增加任務頻率,這也符合NASA計劃中強調的小型、低成本任務和公私合作模式。艾薩克曼憑借其商業航天經驗以及與馬斯克火星計劃的契合性,可能會大力支持NASA的新火星計劃,特別是在商業合作和成本控制方面。
然而,艾薩克曼很可能不會全盤接受新火星探索計劃,包括2040年代載人登陸火星的時間表,以及科學目標與載人任務的優先級。這位新局長大概率會將載人登火時間表大幅提前,尤其星艦一旦趨于成熟之際,很可能積極助推SpaceX先行探火任務,樂觀預計2030年前實現載人登陸,保守估計2030年代實現。
另外,商界出身的艾薩克曼在選擇「科學目標」與「載人任務」哪個更優先方面,很可能偏愛后者,優先支持載人登火任務,而不是NASA現任高層更愿意支持前者。畢竟一旦載人登火成功,目前設定的所有「科學目標」都不再是目標。新計劃已經表態:科學目標將隨著人類踏足火星而發生變化,為人類在火星時代的探索目標做好定義。
●NASA新計劃與馬斯克火星計劃是否相容?
整體而言,兩者不僅相容而且雙方相當契合,主要體現在技術能力、目標設定和資源互補方面。
○技術能力的契合
馬斯克的SpaceX正在通過星艦項目大幅降低太空運輸成本。星艦是完全可重復使用的巨型運載系統,能夠攜帶100噸級貨物或上百名乘客前往火星。NASA新火星計劃強調低成本和高頻率的火星任務,這與星艦能夠提供的規模化、經濟化運輸能力完美匹配。
NASA計劃未來每26個月利用地球與火星的最佳窗口期發射探測器,而星艦的低成本發射可以支持NASA實現這一目標。星艦的超大運力能夠攜帶大量科學設備、載人系統和生活補給,幫助NASA逐步推進火星的機器人和載人探測任務。
○共同的目標設定
馬斯克的火星移民計劃:要在20年內實現火星上百萬人的自給自足文明,并將單程火星票價降低到約20萬美元,以吸引志愿者移居火星。NASA的長期目標「2040年代人類登火星計劃」,明確提出將機器人探測作為基礎,逐步過渡到人類和機器人協作的火星持續存在。兩者均強調可持續性和人類太空文明的延續,這些共同愿景形成了互補的戰略框架。
○資源與任務的互補性
NASA作為國家機構,擅長基礎科學研究、技術驗證、航天安全標準的制定,而SpaceX通過商業模式加速技術迭代,降低成本。兩者可以通過公私合作的形式實現資源整合:NASA可以利用SpaceX的星艦運力運送設備和科學任務載荷,而SpaceX則通過NASA的技術和任務支持加速火星移民進程。SpaceX需要NASA的科學數據來支持火星環境改造(如建造大氣層、融化冰礦)以及人類生存條件的評估。
○雙方合作基礎牢固
NASA已與SpaceX在多個項目上成功合作,如國際空間站貨運補給和載人任務。NASA新計劃強調與商業公司的合作,這為SpaceX提供了進入火星任務的契機。
綜上所述,SpaceX的星艦計劃提供了NASA實現低成本高效火星探索所需的核心運輸能力,而NASA的科學研究和資源部署將為SpaceX的火星移民提供基礎支持。這種技術互補、目標一致的合作關系,將推動人類在火星的持續探索與存在。不妨大膽預期,如果雙方目標與節奏高度契合,樂觀估計2030年前有望實現首批載人登火這一創世之舉。
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