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NASA 机构阿尔忒弥斯太空计划的成本达到 1000 亿美元大关

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照片: Nasa - John M. Chase/ Shutterstock.com

北美航天局正在推进其近几十年来最雄心勃勃的项目,重点是在地球轨道之外建立可持续的人类存在。使这项事业可行的财务努力已达到历史水平,预测表明运营和开发费用将累积一千亿美元。这一数额反映了使用新的推进和导航技术从头开始重建发射和生命支持基础设施的复杂性。

主要焦点是围绕地球天然卫星运行的载人飞行任务的发射,标志着宇航员在离开该地区五十多年后重返该地区。该操作需要对所有关键部件进行严格测试,从主要的固体和液体燃料推进器到在深空之旅中为宇航员提供居住空间的居住舱。工程师每天都致力于集成生命支持系统,这些系统需要在没有故障的情况下正常运行。

美国宇航局
NASA – Victor Maschek / Shutterstock.com

技术准备工作的重点是验证通信和热控制系统,这些系统需要在计划的十天内完美运行。为下一个年度周期第二季度初设立的启动窗口是整个项目架构验证的决定性里程碑。这一阶段的成功是后续任务获得飞行授权的绝对前提。

亿万富翁预算和机构财务预测

政府审计报告表明,旨在开发新型超重型火箭和乘员舱的投资已经消耗了分配的联邦资源的很大一部分。到上一财年结束时,直接支出突破了 530 亿美元大关。详细估算表明,加上间接成本、软件升级以及发射中心地面设施的现代化改造,短期内为航天经济注入的总价值将超过930亿美元。如此巨额的资金引发了有关公共行政部门为深空探索所采用的融资模式的效率的技术争论。

成本电子表格中最受关注的点之一是主系统每次启动的单独价值。目前的架构不允许核心级助推器和 RS-25 发动机完全重复使用,导致每次飞行的费用约为 40 亿美元。这种处置方式与航空航天业的现代趋势形成鲜明对比,后者优先考虑可回收飞行器,以降低进入轨道的成本。需要维持庞大而复杂的供应链,分布在多个州并依赖于多个传统供应商,这直接导致这些运营成本维持在高水平。

与阿波罗时代任务的历史比较

结合六十年代末七十年代初将第一批人类带到月球土壤的计划,对当前勘探工作的财务分析变得更加清晰。当时政府拨款约两千亿名义美元,以确保在最初的太空竞赛中的霸权。当根据通货膨胀进行调整并转换为当代经济价值时,这一历史性投资将相当于一点半到一点七万亿美元。预算的巨大差异表明,尽管当前成本受到批评,但该机构的运作购买力仅为过去的一小部分,消耗的联邦预算比例也小得多。此外,现代结构安全要求、材料法规和飞行软件的复杂性增加了模拟计算机时代不存在的开发层次,使当代工程成为优化有限资源的持续挑战。

私营部门参与新基建

为了克服预算限制并加速技术发展,政府战略开始与私营航空航天技术公司建立牢固的合作伙伴关系。这种范式转变将部分工程风险转移给私营部门,改变了传统的承包动态。

签署了价值数十亿美元的合同,用于创建着陆模块,该着陆模块将在轨道和地面之间进行最终运输。其中一家被选中的公司获得了近 30 亿美元的拨款,用于改造其最初为行星际任务设计的超重型运载火箭,以适应这一特定的着陆任务。

另一家科技集团获得了一份价值三点四十亿美元的合同,用于开发第二个着陆器选项。项目经理认为,这种车辆冗余至关重要,可以确保一个系统的故障不会导致整个勘探计划陷入瘫痪。

向购买服务模式的转变,而不是政府完全拥有车辆的模式,旨在刺激竞争并降低长期价格。私营公司保留知识产权,并可以使用开发的技术在未来向其他客户提供商业服务。

地缘政治争端与亚洲太空计划的进展

国际形势给硬件发布和测试日程增添了紧迫感。亚洲太空计划公开设定了一个目标,即在本十年末将自己的宇航员送上月球表面,从而加剧了全球对声望和科学主导地位的技术竞争。

这一新的领土和科学争端的主要焦点是天然卫星的南极。该地区有永久阴影的陨石坑,里面蕴藏着大量的水冰,这是一种可以加工生产火箭燃料和现场生命支持的关键资源。

在这一战略区域的持续存在被视为控制月地空间运输路线的重要一步。特定矿物的提取和稀有同位素的研究也促使政府有兴趣在竞争国家之前获得特权地位。

轨道站和支持基础设施的建设

这一长期架构的核心组成部分是建造一个围绕天然卫星运行的模块化空间站。与目前绕地球运行的结构不同,这个新设施不会永久居住,而是作为停靠点、临时实验室和补给转运中心。

组装这个轨道基地将需要在未来十年内进行多次商业和政府发射。初始外壳模块和推进元件正处于工业组装的后期阶段,系统集成测试计划在未来几个学期在真空室中进行。

该基础设施将使船员能够停靠运输船、转移到着陆模块并下降到地面,并具有更高的安全性和操作灵活性。该站还将充当漫游车和地面上运行的机器人设备的通信中心。

旅游业和星际旅行的商业可行性

尽管政府合同推动了技术进步,但民用进入深空仍然是一个现实,距离大规模商业可行性还很远。发射重型有效载荷、新一代宇航服的开发和极端的安全要求相关的成本使任何商业座椅的价格都在数千万美元,将市场限制在极其独特的利基市场,并阻止了这些旅游线路的立即普及。

开发固定基地和前往其他行星的任务

整个软硬件架构建设的最终目标远远超出了局部探索。其战略意图是利用低重力、高辐射环境作为长期居住技术、紧凑型裂变核发电和自主风化层采矿的实际试验场。

这些经过测试的系统被认为是未来探索这颗红色星球的基本组成部分。在长途补给物流和减轻微重力对人体的物理影响方面获得的经验将决定派遣机组人员进行持续数年的星际旅行的技术和生物学可行性。