特朗普签署NASA授权法明确美国载人火星探测目标

张扬眉 （北京空间科技信息研究所）

特朗普签署NASA授权法明确美国载人火星探测目标

张扬眉 （北京空间科技信息研究所）

NASA Transition Authorization Act Signed by Trump Clarifies US Human Mars Exploration Goals

1 《授权法》主要内容

授权NASA 2017财年预算195亿美元

NASA 2017财年195亿美元的预算中，探索领域43亿美元，空间运行领域50亿美元，科学领域55亿美元，航空领域6.4亿美元，空间技术领域6.9亿美元，教育1.15亿美元，安全、安保和任务服务27.9亿美元，环境建设3.88亿美元（合计约195亿美元）。

最大限度利用“国际空间站”和低地球轨道

15年来，人类保持了在低地球轨道上的持续驻留。“国际空间站”是未来空间探测系统研发的独特测试台，扩大“国际空间站”的合作、科学研究和商业应用，可确保美国及其国际合作活动获得最大回报。通过利用“国际空间站”，有助于低地球轨道商业化和经济发展，“国际空间站”也可作为技术测试地以及进行科学研究的平台，还可作为研究人类在空间健康状况的轨道设施。

经过与国际合作伙伴的协商，将全面利用和运行“国际空间站”至少到2024年；在可行的情况下，利用“国际空间站”为未来低地球轨道以远的载人航天探索能力和技术研发服务；在可行和具有较高成本效益率的情况下，利用“国际空间站”为NASA科学任务部的低地球轨道任务服务。

为延续“国际空间站”的成功，美国必须具备向低地球轨道运送航天员的能力。一旦满足NASA的安全和可靠性要求，美国将主要依赖商业航天乘员运输系统运送美国航天员往返“国际空间站”，并将该系统作为“国际空间站”的乘员救援飞船。美国目前正稳步推进其“商业乘员计划”（CCP）和“商业再补给服务”（CRS）计划，该计划可对“国际空间站”进行及时补给，并将结束2011年航天飞机退役后对俄罗斯的依赖，使美国重新具备向“国际空间站”运送航天员的能力。

美国国会希望“国际空间站”能够从现在严重依赖NASA投资的情况，向低地球轨道载人航天商业化转变。NASA、“国际空间站”的管理实体、“国际空间站”合作伙伴、科学用户团体和商业航天部门，应协同制定一项逐步过渡的计划，使NASA逐步转变为低地球轨道非政府载人航天企业的用户。

2017年12月1日之前，NASA应向参议院商业、科学和运输委员会，以及众议院科学、航天与技术委员会提交一份报告，该报告每两年提交一次，直到2023年。报告内容包括阐述“国际空间站”的进展情况，分析目前低地球轨道商业化面临的问题，评估“国际空间站”延寿到2024、2028、2030年所需的成本和其他问题，等等。

推动载人深空探测

NASA载人航天的长期目标是，扩展人类在低地球轨道以远的持续访问，可与学术界和工业界的国际合作伙伴进行合作；实现整个太阳系的载人探测，发展在另一个星球上实现人类居住的能力。NASA应管理包括“航天发射系统”（SLS）、“猎户座”（Orion）在内的载人航天任务，并在技术和经济可行的前提下，定义一系列可持续的步骤，并进行任务规划、研究和技术开发，以实现载人火星探索。

（1）确保探索的核心能力

NASA应确保探索的核心能力。到达月球、火星及以远空间的最实际的方法，是利用“空间发射系统”和“猎户座”，并与来自私营部门、学术界和国际社团合作来实现。

为实现21世纪30年代载人火星探测的目标，NASA将继续全力研发“空间发射系统”、“猎户座”和相关的探索地面系统。“空间发射系统”和“猎户座”在深空探测任务中的作用应具有持续性，2018年计划实施探索任务－1（EM－1）无人任务，2021年在地月空间实施探索任务－2载人任务，之后实施探索任务－3等后续任务，最终瞄准载人火星探测。总统的年度预算申请应反映“空间发射系统”和“猎户座”研发、测试和运行各个阶段的资源需求。

（2）载人火星探测

将人类的足迹延伸到低地球轨道以远，瞄准21世纪30年代载人火星探测。NASA应制定载人探索路线图，包括由低地球轨道开始，到低地球轨道以远，再到地月空间，到火星附近，最终抵达火星表面的关键决策规划，细化探索目标，并分析可能的中段探测目标，例如地月空间、火星卫星等。分析要完成载人火星探测，“空间发射系统”和“猎户座”飞船应具备的能力，研究需要在“国际空间站”上进行演示验证的技术，制定相关国际合作框架，进行风险评估等。

此外，NASA应在利用“空间发射系统”和“猎户座”核心技术的基础上，也同时利用现有的商业航天技术，鼓励NASA各个任务部之间的合作，包括从火星表面采集样品送回地球。发展机器人先驱任务，演示验证、测试和开发载人火星探测的关键技术和能力，包括低地球轨道以远的长期载人操作，航天服，太阳能电推进，深空居住舱，环境控制生命保障系统，火星着陆器和上升器，再入、下降和着陆（RDL）系统，火星表面运行系统，原位资源利用等。在地月空间验证和测试1个或多个居住舱模块，为载人火星任务做准备。考虑辐射对航天员带来的健康危害以及其他风险等。

取消“小行星重定向任务”（ARM）。该任务之前估计成本为12.5亿美元（2020年发射，不包括发射和运行），但在之后的评估中，预计成本上升为14亿美元（2021年发射，不包括发射和运行）。美国国会认为“小行星重定向任务”的成本与预期获得的回报不符，且由于探索领域总预算有限，其他重点项目如“空间发射系统”、“猎户座”飞船将消耗大额预算，因此取消该任务，但保留未来可用于载人火星任务的太阳能电推进等技术的研发。

美国国会要求NASA在该《授权法》生效后180天之内，提交一份2033年载人火星飞行任务的研究报告，报告内容应包括“空间发射系统”、“猎户座”飞船和其他系统的技术研发、测试和运行计划，还要给出2033年载人火星任务的年度预算概要。

推动空间科学的发展

NASA应保持空间科学的平衡发展，根据《10年调查报告》来确立空间科学任务的优先级。NASA未来将重点实施的空间科学任务包括：“詹姆斯-韦伯空间望远镜”（JWST）、“宽视场红外巡天望远镜”（WFIRST）、“火星－2020”（Mars－2020）火星车、“快帆”（Clipper）木卫二轨道器等。

在行星科学方面，NASA将通过大、中、小型（旗舰级、新前沿级、发现级）任务的多样化实施，来保持行星探测的平衡发展。机器人行星探测是未来载人探测的先驱任务和关键要素。

航空学

制定稳健的航空学研究战略，保持美国在航空领域的领先地位。

空间技术

研制可使NASA核心任务更可负担、更可靠的技术和能力，维持对早期创新、基础研究的投资。先进推进技术可提高火星之旅的效率，缩短往返火星的时间，降低航天员的健康风险，减少辐射和飞行所需的物资消耗和质量。

2 几点分析

距离特朗普政府发布2018财年NASA预算蓝图仅数日，特朗普就紧锣密鼓地签署了NASA《授权法》。新法案一旦签署，将持续数年有效。上一次NASA《授权法》签署的时间为2010年。

特朗普政府希望维持美国在民用航天领域的领先地位

特朗普签署NASA《授权法》，新法案将授权在2017年10月1日开始的新财年里，为NASA 2017财年分配195亿美元预算。该预算额比奥巴马政府2017财年190亿美元的预算申请提高了2.6%，某种程度上算是兑现了特朗普及其团队一直强调的“使美国再度伟大”，“美国政府应鼓励航天探索领域的创新，鼓励对学术界的研究和发展投资”，“即使需要削减联邦预算，也必须承诺要保证对科学、工程、医疗保健和其他使美国人生活得更好、更安全、更繁荣的领域的投资”等承诺，并表明特朗普政府希望通过对NASA大额投资，维持美国在民用航天领域的领先地位。

继续支持低地球轨道商业化，研究空间站延寿可能

NASA目前急于摆脱航天飞机退役后对俄罗斯的依赖，因此将大力发展以美国太空探索技术公司（SpaceX）、蓝色起源公司（Blue Origin）等为代表的商业航天活动，寻求与私营公司进行商业航天合作的可能性。未来，NASA可能将低地球轨道进入和低地球轨道操作任务都移交给商业部门。

此外，《授权法》要求NASA研究“国际空间站”延寿到2024、2028、2030年所需的成本和面临的问题，意味着“国际空间站”在2024年之后继续运行具有一定的可能性。

载人火星仍然是美国载人探索最终目标

2018财年NASA预算蓝图中并未谈及载人火星探测和重返月球探测，然而在该《授权法》中，明确指出载人火星仍然是美国载人火星探索的最终目标。《授权法》要求NASA制定载人探索路线图，细化载人火星探测的具体步骤和方案。并再次强调将取消“小行星重定向任务”，因为该任务的投资回报率太低。该《授权法》并未提及重返月球，因此尚不明确美国是否会将月球作为火星之旅的中转站。此外，《授权法》还提到实现载人火星探索后的延伸目标，即实现整个太阳系的载人探索。

实施重点项目，维持空间科学的平衡发展

未来，美国将通过“詹姆斯-韦伯空间望远镜”、“宽视场红外巡天望远镜”、“火星－2020”火星车、“快帆”木卫二轨道器等多个重点探测任务，维持空间科学领域的平衡发展。

然而，地球科学的发展不容乐观。NASA的空间科学领域，包括行星科学、天体物理学、太阳物理学、地球科学、“詹姆斯-韦伯空间望远镜”等数个分领域。2018财年NASA预算蓝图中，地球科学的预算被削减10%，NASA的4个地球科学项目或任务仪器也被完全终止。值得注意的是，在NASA《授权法》中，只字未提地球科学，侧面证明了特朗普政府提出的要将NASA的核心任务放到深空探索活动中去的想法。NASA未来地球科学领域的发展可能会受到严重影响。

2017年3月21日，美国总统特朗普签署了一份长达57页的《NASA 2017财年过渡授权法》（以下简称《授权法》）。该《授权法》批准了美国国家航空航天局（NASA）2017财年195亿美元的预算，并提出将最大化地利用“国际空间站”和低地球轨道（LEO）、推动载人深空探测、空间科学、航空、空间技术等领域的发展。本报告将就以上几个方面梳理NASA《授权法》的主要内容，并就特朗普政府航天政策的走向进行分析。