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從一份報告看NASA困境

2024-11-10 19:43:11

防走失,電梯直達

來源:風雲之聲

作者:陳經

當地時間9月6日,波音公司和美國航天局團隊在美國新墨西哥州白沙太空港地區的“星際客機”飛船附近工作

近日,美國航空航天專家委員會撰寫了一份《十字路口的NASA(美國國家航空航天局)》的報告,該報告由美國國家科學、工程和醫學學院釋出。報告指出,NASA面臨諸多挑戰。

歷史上,NASA憑藉發展高風險、長週期的科學技術能力,領導完成了載人登月、火星探測等一系列人類探索太空領域的歷史成就。不過,近年來,由於種種原因,NASA面臨諸多問題挑戰,如技術開發能力無法滿足一些新任務的要求;NASA的各類基礎設施,包括實驗室和測試設施,由於資金不足而狀況不佳;NASA需要與私營企業競爭人才,等等。

靠政府經費支撐

每年3月,美國總統會提出下一財年的預算案,其中包括NASA的開支。2023年3月,NASA就公佈了其2024財年(2023年10月1日至2024年9月30日)預算請求,金額為272億美元,比上個財年開支增加7%。

但2024年3月9日,NASA的2024財年預算被確定為248.75億美元,比請求的少了8.5%。2023年5月,美國國會兩黨為避免政府關門,同意暫停債務上限至2025年1月1日,但條件是政府兩年內的支出要有限度。這導致NASA最終獲批的預算開支明顯縮減,甚至比2023財年還降了2%,如考慮通脹水平則下降更多。

兩天後的3月11日,NASA又提出了253.837億美元的2025財年預算請求,直到現在還在與國會討價還價,尚未確定。有趣的是,這個數字與NASA在2023財年的實際開支253.837億美元一模一樣。NASA原本計劃提出的是273.3億美元,但既然國會不太可能批准,就乾脆照抄最近的執行數字。在報表中,NASA甚至將2024財年的預計支出也精確地湊成了253.837億美元,似乎想表達什麼情緒。

在普通人看來,每年約250億美元的經費不是一個小數字。但是細看NASA的每項開支,就能明白為何要這麼多錢。

以NASA的2025財年預算請求資料為例,開支最大的一項是“深空探索”,為76.18億美元。深空控索兩大目標一個是月球,代表性任務是載人重返月球的“阿爾忒彌斯計劃”;另一個目標是火星,代表性任務是火星取樣返回。

第二大開支是“科學”,為75.66億美元,包括地球科學23.79億、行星科學27.32億、天體物理學15.78億、太陽物理學7.87億、生物和物理學0.9億。一般人可能不太注意,NASA每年都出資支援與太空相關的科學研究。其實這項支出很重要,因為NASA進行深空探索或者其他太空裝置的發射運維,都需要各學科研究給出目標、背景、應用前景,裝置獲得的資訊與實物資源也需要進行各領域的分析。

第三大開支是“空間專案”,為43.9億美元,包括國際空間站12.7億美元,太空運輸18.62億美元,服務支援(空間與飛行任務的地面、通訊、著陸等支援)10.88億美元,太空低軌道商業開發1.7億美元。這是圍繞地球進行的太空任務,許多是載人任務。

第四大開支是安全、安保和任務服務,為30.44億美元,這是指NASA任務的安全與任務保證、資訊科技與網路安全、基礎設施管理、環境合規恢復、健康醫療支援、安全安保培訓、任務後勤等等。

以上這四項就涵蓋了NASA的主要任務與開支,佔了預算的89.1%。其他開支中,最大的是“航空學”9.66億美元,是指與民航運營相關的管理,和太空關係不大。另外還有一些開支不多的小項。

NASA多年執行下來,這些任務都有了成型的管理辦法,各類工作分門別類很細緻。裝置需要維護,研究需要支援,任務要安排資金,“一個蘿蔔一個坑”,開支“彈性”不大。例如國際空間站維持,多年來每年得花12億~13億美元。一項項算下來,每年250億美元左右這個規模是合理的。

例如載人重返月球的“阿爾忒彌斯計劃”,2022財年花了20億美元,2023財年花了26億美元。在2024財年預算請求中,“阿爾忒彌斯計劃”的開支增至32.34億美元。預算請求按慣例還會列出後面4年預計的開支,逐年上漲。到2028年財年,“阿爾忒彌斯計劃”預計開支將增至48.8億美元。

三大挑戰

美國航空航天專家委員會這份報告還提出了一些綜合性、管理性的問題,如發展策略、管理最佳化等,但主要問題聚焦於技術、基礎設施、員工隊伍三個方面。

在技術方面,報告討論了多項前沿航天技術。如火星著陸技術與火星車;輻射安全保護宇航員,包括輻射遮蔽材料、輻射監測裝置;可用於太空探索的新型推進與動力,如熱核推進、太陽能電力推進;重型舉升發射車,這是新型太空發射系統;行星上升推進,如火星上升車輛開發,是火星取樣返回必需的;棲息地技術,為宇航員在國際空間站、月球、火星上提供生活與工作空間;艙外活動服,包括月球與火星地表活動的新型宇航服;可重用技術,這可以降低太空探索成本,等等。

這些技術非常前沿,有些對於NASA的重大專案非常關鍵,而且難度極高。瞭解這些前沿技術就能明白,NASA有相當多的技術積累與開發經驗,許多關鍵技術在全球處於明顯領先地位。但是,對這些技術進行開發管理,仍然存在許多挑戰。

比如,要進行關鍵的“技術對齊”,NASA的技術開發需要與未來的任務需求相匹配,需要準確評估技術的準備情況。如果出現問題,重大任務就會出現延期甚至失敗。

此外,NASA的基礎設施也面臨挑戰。NASA有多類基礎設施,如肯尼迪航天中心的發射設施;支援技術和科學任務的基礎設施,包括真空室、淨化裝置、測試架、電力供應、IT計算機資產;空間通訊設施,如深空網路。這些資產有多年曆史,發揮了極大的作用。

以深空網路為例,因負責關鍵的通訊,它對月球與火星的深空探索極為重要。報告指出,深空網路的通訊容量不足以支援當前和近期的任務需求。正如噴氣推進實驗室星際網路理事會主任蘇珊娜·多德2023年8月說的,“當阿爾忒彌斯任務上線時,其他所有人都會讓開,這對所有的科學任務都是一種影響。”任務越來越多,舊的要維持,新的通訊需求更多,深空網路確實需要升級。

深空網路的問題不只是容量不足,設施老化有可能導致更大問題。天體物理學部副主任桑德拉·考夫曼說“我們已經達到了深空網路老化基礎設施的真正臨界點,這讓我們非常害怕。”

NASA需要從有限的預算中,拿出一些來維持、升級極為重要的基礎設施。但是NASA家大業大,需要用錢的基礎設施很多。儘管知道預算很難增加,報告仍然明言基礎設施需要更多預算。

相比於前兩項,員工隊伍方面的挑戰更嚴重。老齡化挑戰尤其突出。NASA已經有66年的歷史,科學家與工程師隊伍中有40%在55歲以上,不少接近退休。18000名員工中,每年有6%的員工流失,主要是因為退休。

報告還提出要“進一步提高女性和少數族裔在員工隊伍和領導層中的代表性”,這種多樣性和包容性的要求在美國政府與企業報告中成為標準套路。

此外,NASA員工隊伍面臨商業航天公司的競爭,有技術能力的被高薪挖走。更大的問題是任務外包,由於將任務交給商業公司完成,NASA內部的技術專長和經驗逐漸流失。

增加預算不能解決所有問題

報告對於NASA吸引與留住人才,提出了許多建議。最大的建議仍然是增加預算,其他如新的人力資源戰略、員工發展與領導力計劃、工作靈活性,都較為常規。但是,美國政府的財政危機與國會內部鬥爭,導致NASA很難得到報告中要求的足夠資金,NASA將不得不面臨任務取捨。

這種情況下,這份報告顯得有些“就事論事”,它從一個“幫助訴苦”的角度,解釋了NASA為何需要越來越多的資金。但是以美國高效企業的標準,NASA對於資金與人員運用的效率,顯然還有待提高,其自身存在的一些弊端,也不是幾個報告能解決的。更重要的是,冷戰結束後,NASA在技術上已經不能居高臨下看待競爭對手,如果它在載人登月、月球基地、火星取樣返回、載人登火等重大競爭中輸給更有衝擊力的新興國家或者民營公司,那麼它就必須回答,為什麼每年還需要那麼多的經費支援。

作者簡介:陳經,中國科學技術大學計算機科學學士,香港科技大學計算機科學碩士,科技與戰略風雲學會會員,《中國的官辦經濟》作者。本文2024年10月14日發表於《環球》雜誌(從一份報告看NASA困境,https://xhpfmapi.xinhuaxmt.com/vh512/share/12232812),風雲之聲獲授權轉載。

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