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195亿美元:NASA2017年度预算怎么花?

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  作者 | 太空精酿(知乎”航天、卫星方向知名答主,代尔夫特理工大学航天工程博士

  本文刊登于《卫星与网络》杂志2017年4月号

  2017年3月16日,美国新任总统唐纳德·特朗普在白宫正式签署了联邦政府2017年预算报告。新政府大幅削减预算,将环保部、国务院的预算大砍近三成,农业、劳工、卫生、商务等政府部门预算砍掉了两成,就连基础科研领域也一片哀鸿。

  然而,值得关注的是美国航空航天局(NASA)最终获得的预算却不降反升,比奥巴马政府提交国会的预算案反而多出两亿美元,达到了195亿。而根据特朗普政府提交国会的2018财年联邦政府预算案,尽管NASA的预算可能比2017略降4亿美元,但随着NASA一些重磅项目的开展,两年后预算又会向200亿美元大关挺近。由此也可看出特朗普政府对航天业的特殊重视与青睐。

NASA预算历年占比图

  目前NASA的年度预算仅占到联邦政府预算的0.47%,处于 1960年NASA正式开始运转后的历史低位。在历史最高点的1966年,也就是阿波罗登月计划进展最为关键的时期,NASA拿走了整个联邦政府4.4%的预算,这个占比是全美2017年所有教育和交通上的开支占比之和。

  尽管2017年NASA的预算在联邦政府预算中的占比仍然处于历史低位,但即便如此,这个预算的绝对金额还是整个欧空局(欧洲26个国家正式拨款)61亿美元预算的3倍多,更是俄罗斯联邦航天局一直维持在10亿美元级别预算的20倍之多,保守估计也是全球其他国家航天预算总和的两倍以上。因此,从全球范围来看,NASA在经费上的领先优势依然非常巨大。这还只是单纯从NASA角度而言,并没有把美国空军、海岸警卫队等军方项目算进去,他们每年在航天方面的投入也不低于百亿美元级别,甚至某些军方项目的卫星水平还大幅领先NASA。

  在巨额经费的支持下,NASA在2017年将迎来丰收的一年。相比2016年NASA仅仅11次的航天发射任务,2017年将增加近一倍,达到20次,是包括过去10年以及未来5年的15年中航天发射任务最多的一年。

  那么,手握重金的NASA在预算经费的使用上,有哪些值得关注的地方呢?NASA经费的投放,在一定程度也可以为我们勾勒出航天业的发展方向。

  

空间发射系统(SLS)(上) 猎户座飞船(下)

  一、空间发射系统和猎户座飞船继续成为吸金大户

  已经耗资高达180亿美元的美国下一代重型火箭——空间发射系统(Space Launch System)和下一代猎户座多用途飞船将在2017年继续上演烧钱大戏,预计NASA至少会将37亿美元投资于上述两个项目。在2018年9月首次试射前,这两个项目极有可能在两年内还要烧掉88亿美元的巨量投资,到2025年的总花费或将突破350亿美元,成为航天飞机退役以来的NASA花费最大的项目。

  NASA的目标是将空间发射系统发展成为土星五号之后的新一代超重型火箭发射系统,预计首次试射的版本即可达到70吨级别的近地轨道载荷量,长远目标是达到土星五号的150吨级别。发射成本维持在5亿美元左右,相比土星五号的对等美元价格便宜一半以上。目前主发动机和助推器等都已测试完毕,2018年首飞已在日程安排中。

  而能够容纳6名宇航员的猎户座飞船将是NASA下一代载人航天飞船,直接目标是实现载人登陆火星。经过2014年首飞测试之后,将在2018年首次试射空间发射系统时一并升空。在航天飞机2011年退役之后,空间发射系统和猎户座飞船将继续使美国保持在空间领域的绝对领先地位。

  二、空间科学研究获重点支持

  目前,NASA共有60个正在正常运转的航天项目,另有35个项目在准备发射过程中。而2017年预算占比最大的一部分,将是重点支持各个空间科学领域的研究。

  其中,地球科学项目依然是核心,将拿走其中20亿美元预算,包括继续支持世界上持续时间最长的对地观测卫星项目Landsat(已有43年历史),并投入大量资金研发这一系列的第九颗卫星,预计于2021年发射。NASA的第二代地球重力场探测编队卫星GRACE-FO也将在2017年底或2018年初择机发射。此外还包括其他10余个项目的研发。

  行星科学将拿走15亿美元,其中既有正在运转的火星项目机遇号和奥德赛号探测器、木星探测器朱诺号、土星探测器卡西尼号、太阳系探测器新视野号等,还有正在计划中的木卫二——欧罗巴探测器、新一代新疆界计划(飞出太阳系)。

  

NASA近年来卫星项目计划图

  两个计划发射的大型空间望远镜——詹姆斯·韦伯空间望远镜和广域红外巡天望远镜,作为哈勃望远镜的接班人,也将合力拿下14亿美元的年度预算。算上研究太阳和空间大气的新任务研发经费,这些预算将达到近20亿美元。

  既有的大型项目也将继续维持。由于美国和俄罗斯签署了延长国际空间站服役时间到2024年的协议,NASA每年依然要为其支付近15亿美元的运营费用。

  在新一届政府预算报告中明确写到:“这些预算将继续支持超过10000名来自高校和科研院所的美国科学家,支持他们从事世界顶级的科学研究,不断用他们的成果将《Nature》、《Science》和各大媒体的封面点亮”!

  这个计划可谓雄心勃勃,但也可以清楚看到,空间科学研究是一项极其昂贵的投入,要想出成果没有巨量投入显然是很困难的。

  三、继续投巨资支持商业航天公司发展

  近年来世界范围内商业航天公司的兴起与NASA对他们的支持密不可分,典型的私营航天公司如SpaceX、Bigelow(毕格罗)、Orbital ATK(轨道科学公司),几乎所有研发经费乃至技术研发人才都来自NASA。这也使NASA尝到了甜头:通过既有成熟技术下放给商业航天企业提高效率效益,从而进一步提高美国在航天领域的领先水平。

  在2017年的预算中,NASA将拿出27.6亿美元投入商业航天。报告中明确写到:“要确保美国在国际空间站货运和载人方面的领导地位,减少对俄罗斯飞船的依赖”。

  事实上,自从美国航天飞机2011年退役以来,美国长期依赖俄罗斯的联盟号和进步号飞船向国际空间站运送人员和货物补给。而俄罗斯也在没有竞争的情况下坐地起价,很快将所有费用提高了一倍以上,导致美国心有不甘却无可奈何。

  在此情况下,NASA大力支持SpaceX和轨道科学公司的火箭和货运飞船研究。单SpaceX一家公司就在2008年获得了16亿美元的货运飞船合同,2014年再次拿到26亿美元的载人飞船合同。在NASA倾力支持的商业载人航天项目(Commercial Crew Program)中,从2010年起,先后有包括波音公司、SpaceX、轨道科学公司、内华达山脉集团、蓝色起源等8家美国主流私营航天公司参与,共享这顿超过80亿美元的饕餮盛宴。

  2017年,由波音和SpaceX主导的国际空间站载人飞船将进行首次发射测试,2018年将首次执行前往国际空间站的载人航天任务。此外,SpaceX和轨道科学公司在2016年执行了6次国际空间站货运任务后,将在2017年、2018年分别执行5次货运任务。

  目前国际空间站的货物运输,已经大部分由SpaceX的龙飞船和轨道科学公司的天鹅座飞船承担。NASA在这一场空间站狙击战中可谓先苦后甜,进一步压缩了俄罗斯航天的生存空间。

  除上述三大方向外,NASA还将投入28亿美元运转拥有17000多名正式员工的十大空间研究中心,投入7.4亿美元进行航天技术预研,7亿美元进行航空技术研究以及4.1亿美元进行基础建等方面。

  值得一提的是,虽然较往年有所减少,NASA在2017年依然获得了1亿美元的预算进行航天的公众教育和科普活动,包括组织开放日、媒体宣传、博物馆运营等等。

  在NASA看来,最终决定政府预算的还是公众对待NASA乃至航天的态度,对他们的宣传无论怎么多也不为过。

  

NASA2017年年度预算分配比例表

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