特朗普宣布2033年登火星 工程师让你看懂为什么做不到_风闻

序

特朗普领导的美国政府有很多宏大计划，上月底又多一个：

美国国家航空航天局（NASA）局长吉姆·布里登斯廷本月初曾宣称，希望在2033年将宇航员送上火星。如此雄心勃勃的计划是否可行？日前，据太空新闻（SpaceNews）网站报道，NASA曾专门委托美国科技领域权威智库——科技政策研究所（STPI）就此开展研究，得到的结论很残酷：不可行。

白宫急了，工程师说不要浪，稳一波。哪一个可信？

1****特大大连任献礼工程

2019年3月26日，美国副总统彭斯在国家航天委员会第五次会议上，明确拒绝NASA在2028年登月的计划，将重返月球提前到2024年——特朗普第二届任期最后一年。彭斯将21世纪登月工程拔到了前所未有的政治高度：

“50年前（登月）的一小步，成为人类的一大步。现在到了下一次巨大飞跃的时候：让美国宇航员重返月球，在那里建立永久基地；开发技术，将美国宇航员带到火星和更远的地方。”

“62年前，太空竞赛开始了。苏联原本在太空竞赛当中取得领先地位，但天上闪烁的人造卫星，激起美国人民行动。我们绝不将太空的未来交给‘自由之敌’撰写！”

“我们现在需要的是紧迫感。毫无疑问，我们今天处于太空竞赛，正如60年代一样，而且赌注更大。”

“时不我待。在本世纪，美国必须像上世纪一样，在太空领域保持第一。这不仅是为了推动美国的经济和国家安全，最重要的是，如同每个伟大的边疆一样，太空领域的规则和价值观，将由最先占领的勇者来书写。”

“我代表总统，向马歇尔飞行中心和全美人民宣布：根据总统指导方针和本届政府既定政策，未来5年内要让美国宇航员重返月球。”

“总统已经指示美国宇航局和局长吉姆·布里登斯廷，要采取任何必要手段来完成这一目标。”

2019年3月26日，彭斯在阿拉巴马州亨茨维尔的美国太空和火箭中心演讲

副总统的急切，不仅是因为政治任务压力，还有对美国航天界“磨洋工”的不满。

演讲中，彭斯背后摆着四款火箭模型，从左到右分别是：NASA在研的太空发射系统（SLS）、蓝色起源在研的新格伦（New Glenn）、SpaceX已经投入使用的猎鹰系列，以及联合发射联盟（ULA）在研的火神半人马H（Vulcan Centaur H）。

此外，再算上诺斯洛普·格鲁曼公司在研的欧米伽重型火箭（OmegA Heavy），以及SpaceX计划研发的BFR超重型火箭……美国未来可用于深空探索任务的6款火箭中，5款还在PPT上——所以需要“紧迫感”。

彭斯威胁说：

“如果NASA在研的SLS尚未准备就绪，可能会使用商业火箭（重型猎鹰）。”

在彭斯下令2024年登月后，NASA局长吉姆•布里登斯廷（Jim Bridenstine）看透了领导的想法，主动把登火星时间提前到2033年：

“我们希望在2033年实现载人登陆火星。我们可以通过加速载人登月，来加速载人登陆火星的进程。”

登月和登火工程间的关联，暂且按下不表。SLS火箭首飞虽然从2017年连续跳票到2021年，但乍一看似乎也能在特朗普第二届任期内登月。彭斯下指标，局长表忠心，这事儿不和工程师商量就定了？

彭斯催工，是因为特朗普要赶不上登月成果了。

此前NASA将登月排到2028年，是白宫科技政策办公室（OSTP）、国家科学基金会（NSF）下属权威第三方机构，科技政策研究所（STPI）的研究结果，绝不是拍脑袋数字。

2017年8月起，STPI就在为NASA调研、编写《2033年载人火星探测任务评估报告》，从技术、工程架构及财政预算等方面综合分析火星任务的合理排期表。

《报告》历时17个月编成，于2019年2月份提交——就在彭斯“登月演讲”前一个月。按STPI评估分析，具备可行性的载人登月时间是2028年下半年，载人绕飞火星是2037年，载人登陆火星则要等到2040年以后。

2017年6月30日，特朗普签署行政令，重建冷战时期的国家航天委员会（National Space Council）。同年12月11日，特朗普签署“白宫1号太空政策令”，高调宣布美国将重返月球，进击火星。

与边境墙、贸易战、美国制造及朝核谈判一样，重返月球也成了与特朗普高度绑定的政绩项目。

2033-2019=14，14年内特朗普能逼出科幻工程吗？

2****十四年能做什么

载人登陆火星是科幻片经久不衰的题材，但载人登陆火星的预计时间，平均每隔十年就要延后十几年，硬生生让科幻市场把“载人登火”的冷饭，反复翻炒到今天，成了馊饭。

50年前和现在，火星看起来都是一样的科幻，原因是冷战后人类空间技术整体陷入停滞。

人们对深空探索进展的预期下调，是近一代人内的事。对于00年前后出生的一代来说，十几年来航天大项目没有任何突破性进展。他们从出生就看到国际空间站在天上挂着；而载人航天技术进步最快的中国，也只是从无人飞船发展到有人。现在美国突然说14年内既要登月又要上火星，确实“激进”了点。

但历史上的各个“14年”并不是这样。

从1930年12月德国陆军部召开火箭武器研制会议算起，到1944年9月英国首次遭到V-2（A-4）火箭袭击，恰好14年。佩内明德市在此期间建成了近百座大型建筑和复杂设施组成的高科技火箭制造中心，包括欧洲当时最大的风洞、大型液氧制取工厂，以及精密实验室等。到1944年1月，米特尔维克地下火箭工厂集中了来自通用、西门子、克虏伯、诺贝尔等多家公司9千名熟练工及3万多集中营囚犯从事V-2火箭量产，日产量高达30枚。人类用了14年，就从炮兵时代发展出弹道导弹。

V-2火箭的射程超过300km，虽然制导精度差，但弹道最高点96公里，已经突破了大气层，无法拦截。因此，虽然V-2性价比极差（在英国平均1枚炸不死2人），却是纳粹德国“黑科技”的招牌。在二战最后一年，英国共遭受1402枚V-2火箭袭击，比利时挨了1664枚。从1942年首飞成功到1944年下饺子生产，纳粹德国只用了2年时间。如果战争再拖延2年，以希特勒对“末日武器”的偏好，A9/A10这样的洲际弹道导弹可能也会出现——虽然杀伤力并不能改变二战胜负。

纳粹德国导弹系列

从1945年美苏瓜分德国火箭工业资源起，到1959年1月苏联成功发射人类首枚星际探测器“月球1号”，又是一个14年。而苏联发射的人类首颗人造卫星“斯普特尼克1号”还是要更早，是1957年10月发射的。从首颗近地卫星到首颗掠月卫星、人造行星，苏联仅用了不到15个月。这个14年，人类从无到有进入了宇航时代。

从1959年3月美国首次成功发射月球飞掠探测器“先驱者4号”，到1973年阿波罗17号登月任务结束，还是14年。其中，从1961年阿波罗计划启动，到1967年第一枚土星5号火箭升空只用了6年；到1969年载人登月，只用了8年。即载人航天从零开始，到登月计划结束，也只需14年。

1957~1975年间，美苏太空竞赛进度表

从1974年罗克韦尔开始建造人类第一架航天飞机，到1989年和平号空间站进入第二次扩展阶段，又是14年。这14年中，美苏太空竞赛投资均有大幅下滑，项目转向实用，但和21世纪比，依然进步神速。

航天飞机方面，这期间美国先后制造了企业号（试飞）、哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号等5架航天飞机，总计执行37次飞行任务，第14年结束时正在制造第6架——奋进号。受美国航天飞机拖放卫星画面刺激，苏联于1988年首次发射暴风雪号航天飞机，并开始着手建设小鸟号。

空间站方面，苏联成为这一时期的主角。“礼炮”系列空间站前后发射了7个，执行了6次载人任务。1986年起，和平号空间站各舱段开始陆续升空，成为20世纪人类最大在轨人造物。

全球定位系统方面，美国于1978年发射了GPS首颗实验卫星Block-1，于1985年发射第10颗实验星，完成GPS第一代组网。1989年2月，第二代GPS首颗卫星升空，并将在次年的海湾战争中大放异彩。

NASA经费占联邦总预算百分比

所以，在生活在冷战时期的阿瑟·克拉克等人看来，2001年人类不仅应有月面永久居住地，乘飞船飞往土星也不算多困难的事情。

《2001太空漫游》的创作时间是1972年，那年人类最后一次登月。克拉克描绘人类在2001年已经把登月变成寻常事，甚至有能力派人前往太阳系外围。

2019年是登月50周年，对比之下，冷战期间的美国可能更符合特朗普的喜好。彭斯无奈地说：

“50年前，我们（从阿波罗计划启动）花了8年时间登月，而且那还是头一次干。重返月球不该花11年。”

3****让工程师说话

但工程上的事情不能这么简单类比，我们还是看报告书说了什么：

STPI编写的《2033年载人火星探测任务评估报告》对美国“探索运动”进行了详细评估。在美国计划中，新一代火箭SLS、猎户座飞船、国际月球空间站、月球基地，以及深空（超出地月系）运输飞船与火星探索，同属一个整体工程框架，每一步都要考虑前置工程的完成度，以及对后续工程的影响。

SLS与猎户座飞船

月球空间站与深空运输飞船

对美国而言，仅仅是二刷登月成就是没意义的烧钱。美国人这次重新登月，就没打算离开。也就是说，重返月球首先是一项可持续的探索活动，并且要对其它深空探索起到平台支撑作用。这个平台，就是国际月球空间站——深空门。

建造深空门，需要SLS等新一代大推力火箭。载人登月，需要猎户组等新一代飞船。有了月球空间站，登月、探火就有了中继“驿站”，未来的任务灵活性大大增加。

SLS火箭提供运力，深空门提供平台，猎户座登月，深空运输船探火。工程主线结构看似简洁，但具体每个分项展开还有多个阶段，每个阶段还有不同的技术问题。SLS火箭的研发要分为Block1、Block1B、Block2三个阶段型号，深空门需要一点点搭建，猎户座飞船需要多次测试，深空运输飞船还有很多系统没有开发出来。

SLS各型号及基本参数

国际月球空间站

国际月球空间站

就算前置问题都解决了，载人探火星往返需要两年多，人类还没有过构建过一个全封闭三年的载人航天器，空气、水循环、温度管理、食品、能源、医疗等等都是问题。考虑到往返火星的距离，往返途中中遭遇突发事故，宇航员只能自救，电影《火星救援》眼下还是神话中的神话。

所以，深空探测飞船为保障可靠性，必须先在深空做可靠性测试。近月轨道空间的环境已经接近深空，月球空间站正好可以为深空运输船的多轮测试，提供管理平台。

简单理解，SLS进度是深空门空间站的瓶颈，深空门进度是了登月和火星任务的瓶颈。但在运筹层面上，各环节要穿插并行才能提高投资效率，避免开销大起大落。综合成本预算、技术风险，STPI最后制定的排期总表，以及成本估算如下：

STPI为NASA提供的“探索运动”工程排期

STPI为NASA提供的“探索运动”成本估算

按STPI综合风险、成本等多方面因素的最优化排期里，载人火星任务，即便只是绕飞不登陆，也要等2037年才能出发。现在彭斯和NASA局长都在努力抢工期，为特朗普第二任期“献礼”，但讽刺的是，彭斯的2024登月和NASA局长的2033火星任务不可兼得。按STPI计算，如果将火星任务提前到2033年，成本方面必须放弃全部登月计划：

执行2033年火星绕飞任务的载人航天成本、预算比较

另一种方案是缩水月球空间站，提前研发深空运输飞船，勉强能将火星任务提前到2035年：

执行2035年火星绕飞任务的载人航天成本、预算比较

归根结底还是钱的问题。把2019~2037年美国所有太空活动投资、“探索运动”投资，与1960~1973年间的阿波罗计划投资相比，一目了然：

彭斯如果用航天成就向特朗普“政治献礼”，还是要回到钱从哪儿来的问题。只要钱够，就算深空飞船技术不成熟，只需不计成本增加冗余备份，就能“一波流”载人登陆火星。

好了，工程师已经给出了精确计算，特朗普想实现2024登月，2033年去火星，选择只有三个：

**1.**大幅加钱，加到冷战期间和苏联抢登月的水平。

**2.**放弃任务的可持续性，不再追求登陆月球-火星的同时建设深空交通起点，就是要登上去插个旗。

**3.**同时做以上两件事。

为了给特大大献礼，猜猜副统帅彭斯会怎么选？