探測(cè)火星的元老奧德賽號(hào)即將結(jié)束其使命?
新預(yù)算申請(qǐng)包括對(duì)火星奧德賽號(hào)的大幅度砍減,這將會(huì)有效地終止其任務(wù)。
藝術(shù)家繪制的火星概念圖片:NASA的火星奧德賽號(hào)空間飛船在火星南極上空經(jīng)過。這艘太空飛船從2001年10月24日開始環(huán)繞火星飛行;它對(duì)于2012年8月5日在火星著路的NASA火星車“好奇者號(hào)”而言,還是一個(gè)至關(guān)重要的通訊中繼站。(圖源: NASA-美國(guó)國(guó)家航空與航天局/JPL-加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)所)
NASA運(yùn)轉(zhuǎn)最久的火星任務(wù)或許已經(jīng)躺在“案板”之上
當(dāng)特朗普總統(tǒng)2021財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)清楚地威脅著NASA的一些諸如噴氣望遠(yuǎn)鏡SOFIA的任務(wù)時(shí),另一個(gè)潛在被關(guān)閉的項(xiàng)目也夾雜在其中。對(duì)火星奧德賽2021計(jì)劃的消減提案可以將預(yù)算控制到一年不足百萬美元,進(jìn)而實(shí)際中斷其任務(wù)。預(yù)算申請(qǐng)只是一個(gè)申請(qǐng),國(guó)會(huì)將對(duì)預(yù)算做出最后的決定,它可選擇繼續(xù)資助火星的任務(wù)。然而,這種威脅已經(jīng)引起火星科學(xué)家對(duì)火星任務(wù)的未來充滿焦慮。
星球科學(xué)家Tanya Harrison(譚雅.哈里森)一直研究火星,非常依賴于奧德賽號(hào)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。她認(rèn)為,“我無法想象出那種說關(guān)就關(guān)的情形。如果一直跟蹤這些任務(wù),你從來無法預(yù)測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)什么,但總會(huì)有所發(fā)現(xiàn)。”
奧德賽號(hào)于2001年4月發(fā)射,六個(gè)月后到達(dá)紅色星球的環(huán)繞軌道;發(fā)射后的第一年內(nèi),飛船就發(fā)現(xiàn)這個(gè)紅色星球地表下的水冰,第一次探測(cè)到火星存在表面水的直接證據(jù)。之后,這艘太空飛船還有許多次的重要發(fā)現(xiàn)及觀測(cè),包括對(duì)火星氣候進(jìn)行時(shí)間最長(zhǎng)的連續(xù)觀察。
奧德賽號(hào)不僅僅從事科學(xué)研究,現(xiàn)在,它也是火星車“好奇者號(hào)”通訊的主要中繼站?!皧W德賽號(hào)任勞任怨地將火星車傳來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回地球。”奧德賽號(hào)團(tuán)隊(duì)成員Phil Christensen(菲兒.克里斯坦森)對(duì)美國(guó)太空網(wǎng)站space這樣解釋。Christensen是亞利桑那州立大學(xué)的星球科學(xué)家,負(fù)責(zé)火星奧德賽號(hào)的熱輻射成像系統(tǒng)(THEMIS)的設(shè)備。NASA的下一輛火星車“毅力號(hào)”(以前也被稱作火星2020號(hào))計(jì)劃于2021年2月著路,其通訊所面臨的危機(jī)將成為未來的關(guān)注點(diǎn)。
科學(xué)家們認(rèn)為,預(yù)算中所提議的取消資助令人相當(dāng)困惑,因?yàn)檫@艘太空飛船依然處于良好的健康狀態(tài),也有足夠的燃料再維持10年或更久的運(yùn)轉(zhuǎn)。Christensen預(yù)言,“飛船上的其他部件或許在燃料耗盡前先壽終正寢”。
的確,2003年發(fā)生的一系列強(qiáng)烈太陽耀斑曾經(jīng)造成奧德賽號(hào)的一個(gè)部件不能工作;2012年它也曾經(jīng)丟掉了一個(gè)反作用輪,不過剩下的三個(gè)輪子還是能幫助其在目標(biāo)方向上前行。但是盡管現(xiàn)在它已經(jīng)接近其第二個(gè)10年工作的尾聲,如果能在2021預(yù)算提案獲得生存,這艘太空飛船還擁有著光明的、處于儲(chǔ)備狀態(tài)的科學(xué)未來。
(1)所有特朗普預(yù)算申請(qǐng)中錯(cuò)綜復(fù)雜的考慮都包括在一份政府行政部門的文件中,將會(huì)發(fā)給國(guó)會(huì)以開始每年預(yù)算的審核流程。這份申請(qǐng)列出了總統(tǒng)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容,以及行政部門希望始于十月的每一財(cái)務(wù)年度的資金分配方式。
這一申請(qǐng)?zhí)貏e強(qiáng)調(diào)了所提出的取消SOFIA與WFIRST兩個(gè)太空望遠(yuǎn)鏡,后者在上一年度中也被建議取消。相比之下,奧德賽號(hào)命運(yùn)的改變過去都是隱藏于上百頁的文件中,那里有一個(gè)圖示呈現(xiàn)奧德賽號(hào)的預(yù)算從2019年的一千一百五十萬美元減到2021年的一百萬美元,之后的若干年就不會(huì)得到任何資金(2020年的財(cái)務(wù)年只是部分頒布,所以還未列出),目前對(duì)此還沒有任何解釋。
輕視這一長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)很容易,即使此任務(wù)已經(jīng)被八個(gè)任務(wù)延伸。但是,說到太空飛船時(shí),其功能性的任務(wù)比期盼的更有價(jià)值。Christensen的一位同事曾經(jīng)對(duì)他說,部件堆在一起就會(huì)有其相當(dāng)?shù)膬r(jià)值,這堆部件組裝起來又增加了更多的價(jià)值,(2)這艘太空航天器能在崎嶇不平的環(huán)境通過太空機(jī)械而生存下來就再次增加了無盡的其價(jià)值。只要太空飛船在火星上能正常工作,其價(jià)值是無法估量的。
“奧德賽號(hào)在火星上環(huán)繞飛行的20年已經(jīng)證實(shí)其為無價(jià)之源,”Christensen這樣認(rèn)為,“那么有什么理由要將已經(jīng)存在于火星、還在工作、還在執(zhí)行偉大任務(wù)的飛船‘關(guān)閉’呢?”
“錢”看來是最重要的決定因素。NASA的預(yù)算更像是一場(chǎng)零和博弈,總體僅有微弱增長(zhǎng);其機(jī)構(gòu)也希望加強(qiáng)“將火星的取樣帶回地球”的計(jì)劃,而這卻需要NASA從其他預(yù)算申請(qǐng)中挪過部分資金。Christensen所懷疑的原因正在發(fā)生。
奧德賽號(hào)不僅僅是火星各任務(wù)中唯一遇到預(yù)算消減問題,2021年的預(yù)算也建議消減“好奇者號(hào)”資金的25%,這一消減對(duì) 這輛“勇敢的小車”打擊非常之大。Christensen猜測(cè)奧德賽號(hào)會(huì)減少一千萬,而好奇者號(hào)也會(huì)減少一千萬,以貼補(bǔ)送回火星上采集的樣本之任務(wù)。同時(shí),火星未來任務(wù)計(jì)劃僅2021年的申請(qǐng)就一下子增加接近2個(gè)億,在未來五年資助將還會(huì)有所增加。
但是對(duì)于Christensen,廢棄奧德賽號(hào)而達(dá)到此目的并不合乎邏輯,他認(rèn)為,“樣品的返回需要數(shù)萬億美元與奮斗,總體而言,減少一千萬美元并沒有那么至關(guān)重要?!?/p>
將火星的巖石帶回地球就是火星科學(xué)家長(zhǎng)期奮斗的目標(biāo)。碰巧的是,Christensen說他也認(rèn)為這個(gè)任務(wù)很重要、提倡這一目標(biāo)也有很多年;但他肯定關(guān)閉奧德賽號(hào)絕不是NASA行政部門能輕松就可以做出的決定。
“他們得做一些艱難的選擇與決定”,他最后說到。
充滿猶如巖石的困難處境
NASA過去與預(yù)算砍減進(jìn)行過奮爭(zhēng),最終預(yù)算消減失敗,任務(wù)沒有被砍減。過去幾年,SOFIA這個(gè)“飛行器上太空望遠(yuǎn)鏡”在總統(tǒng)預(yù)算申請(qǐng)中已經(jīng)失去資助,但它依舊在“飛行”。
但是如果國(guó)會(huì)進(jìn)入奧德賽號(hào)的取消進(jìn)程,其過程將會(huì)很長(zhǎng)很復(fù)雜。奧德賽號(hào)任務(wù)控制室并不坐落于NASA的中心,而是在Lockheed Martin(洛克西德馬丁公司)的辦公室。
一艘太空飛船不能說關(guān)就關(guān),特別是這艘太空飛船正在環(huán)繞像火星這樣具有人類宜居潛力的星球。Lockheed Martin會(huì)如何令?yuàn)W德賽號(hào)任務(wù)退役尚不知曉。根據(jù)奧德賽號(hào)團(tuán)隊(duì)的一位希望匿名的工作人員講,NASA已經(jīng)拒絕承認(rèn)那項(xiàng)減少團(tuán)隊(duì)預(yù)算之提議,或許它會(huì)采取分階段逐漸停止這艘太空飛船。
NASA對(duì)中斷計(jì)劃的報(bào)道并未回應(yīng),并推遲任何相關(guān)申請(qǐng)的采訪。NASA的申請(qǐng)中,Lockheed Martin 取消了一個(gè)討論此話題的預(yù)約采訪,使得奧德賽號(hào)團(tuán)隊(duì)以及公眾都很迷茫。
2020年一月份的時(shí)候,NASA及Lockheed Martin 關(guān)閉了史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡,這是一個(gè)環(huán)繞地球身后之太陽的紅外設(shè)備,這個(gè)項(xiàng)目的中斷通過兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間的合作用耗時(shí)約六個(gè)月。Chrstensen這樣認(rèn)為,“中斷一個(gè)太空飛船并不是一個(gè)輕而易舉的過程?!?/p>
2021預(yù)算開始實(shí)施之時(shí),奧德賽號(hào)的任務(wù)也就應(yīng)該于2020年10月關(guān)閉;此時(shí),這艘太空飛船應(yīng)該在其終止計(jì)劃前的六個(gè)月開始實(shí)施。如果預(yù)算在2020年5月1日還不清晰,Lockheed Martin公司就會(huì)處于猶如巖石那樣的艱難處境。
一種選擇是一如繼往地運(yùn)營(yíng)這艘太空飛船,同時(shí)十指握緊期盼著預(yù)算獲救。如果國(guó)會(huì)支持太空飛船,任務(wù)就會(huì)繼續(xù)它的第二個(gè)十年、甚至更長(zhǎng)。否則,私人公司就會(huì)在最后一分鐘匆忙執(zhí)行終止過程,潛在地引起完全不同的新問題。
根據(jù)一個(gè)可靠的來源,另一種選擇看起來更接地氣,即:公司對(duì)于潛在的資助損失進(jìn)行規(guī)避,并開始“中斷”進(jìn)程。(尚未收到NASA或Lockheed Martin的任何評(píng)論,還不清楚中斷這艘太空飛船是否還涉及其他哪些步驟)。
Christensen及那位匿名來源都聲稱他們已經(jīng)聽到了一些傳言,即:奧德賽號(hào)在五月與十月之間會(huì)清空其燃料。Christensen推測(cè)那將是防止其在未來可能出現(xiàn)的爆炸,這種爆炸會(huì)污染火星的大氣、并留下成千上萬塊的殘骸。
一旦太空飛船排空燃料,即使再增加預(yù)算也無法賑救奧德賽號(hào)。沒有了燃料,太空飛船就無法設(shè)定目標(biāo)、也無法發(fā)射信號(hào)。如果維持不變,它還會(huì)沿著現(xiàn)在環(huán)繞火星的軌道持續(xù)漂移30年;(3)按照規(guī)程,這可以阻止太空飛船50年內(nèi)不離開地球。
繼續(xù)存在
奧德賽號(hào)在軌道上飛行已經(jīng)很久:太空飛船問世那一年出生的嬰兒現(xiàn)在剛好進(jìn)入大學(xué);于是,一個(gè)倡導(dǎo)的取消方案就是“不要驚訝,這個(gè)任務(wù)太古老了”,Harrison說,“最古老的任務(wù)總會(huì)被放到案板上”。
奧德賽號(hào)攜帶著目前唯一的紅外成像儀環(huán)繞著火星飛行。在過去的19年中,這臺(tái)設(shè)備THEMIS已經(jīng)創(chuàng)作出了這顆星球許多不可思議的詳細(xì)印象、以及火星的物理自然屬性;它晝夜測(cè)量著火星表面的溫度,也為今天提供了其表面感性的認(rèn)知,如:風(fēng)與冰川,再如:火山發(fā)生的過去。
這艘太空飛船在超出其生命周期的同時(shí)還能研究火星氣候模式,“如果你在地球上觀察一年的氣候,你會(huì)說火星的氣候很像地球,”Christensen繼續(xù)說,“但是如果你對(duì)氣候觀測(cè)超過20年,你就認(rèn)識(shí)到大氣的行為竟然有如此之大的差異”。
這些記錄對(duì)于有一天將人類送到火星具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義,繼續(xù)這些觀測(cè)可以推進(jìn)向火星派遣人類的任務(wù)。2018年,火星上的一場(chǎng)全球性沙塵暴就中斷了火星車“機(jī)遇號(hào)”的工作:沙塵暴遮住了它的太陽能部分,造成很長(zhǎng)一段時(shí)間不能工作。
同樣的現(xiàn)象也會(huì)威脅到人類在火星上的定居?!叭绻覀兇蛩惆讶祟愃偷侥抢铮瑲夂蚓妥兊脴O其重要”Christensen說,“至今我們還不能預(yù)測(cè)何時(shí)火星會(huì)出現(xiàn)下一次全球性巨大沙塵暴”。
對(duì)于奧德賽號(hào)的威脅或許還影響到火星的其他任務(wù),因?yàn)檫@艘太空船還是其他執(zhí)行火星表面任務(wù)的主要通訊中繼站?;鹦擒囍荒軘y帶非常小的天線,非常適合短距離信號(hào)發(fā)射,但是絕對(duì)不適合火星與地球間的長(zhǎng)距離信號(hào)傳送;實(shí)際上,火星車將信號(hào)不停地發(fā)射到火星衛(wèi)星上。Christensen說目前有四個(gè)空間飛船具有將信號(hào)傳遞到地球的能力:奧德賽號(hào),NASA的火星勘測(cè)軌道飛行器(MRO)、NASA的戶型大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)(MAVEN)太空船,以及歐洲的痕量氣體探測(cè)器等。當(dāng)然,奧德賽號(hào)載物最重。
“奧德賽號(hào)的確非常適合通訊”,Christensen說,“我們這樣工作已經(jīng)很久。”
MRO是未來通訊的最可能替代方案:自從2005問世以來,也具有自身特有的麻煩;“它最近更加頻繁地進(jìn)入到‘安全模式’”,Harrison說,她記得有一段時(shí)期,這艘太空船停止工作達(dá)四個(gè)月,造成它幾乎不能成為奧德賽號(hào)的替代者。
MAVEN飛船目前集中研究高大氣層,其運(yùn)行軌道最近剛做了變化,以允許其能承擔(dān)并彌補(bǔ)一些通訊的困難,但這樣做的后果卻是限制了它的科學(xué)觀測(cè)工作。歐洲太空船也可以作為備份通訊中繼站,只要這些機(jī)構(gòu)愿意放棄其原有的科學(xué)數(shù)據(jù)收集工作,而去承擔(dān)好奇者號(hào)及未來的“毅力號(hào)”火星車向地球傳送信號(hào),即:火星2020,電話到家。
環(huán)繞軌道飛行與表面科學(xué)的權(quán)衡有點(diǎn)像所有潛在替代所面臨的問題那樣,終止正在工作中的奧德賽號(hào)的目標(biāo)并不僅僅限制了太空飛船本身的科學(xué)工作,還縮短了其他軌道飛行器可能從事的科學(xué)工作時(shí)間。
Harrison與Christensen都認(rèn)為通訊的威脅至關(guān)重。Harrison說,“應(yīng)急的解決方案的確如此重要,特別是我們將要著手向火星派送另一輛新的探測(cè)車,那么向地球傳回的信息只能是越多越好。
Christensen對(duì)奧德賽號(hào)生存下去的勝算保持樂觀,并針對(duì)如果國(guó)會(huì)切斷了基金支持情況時(shí)、提出了太空飛船運(yùn)行的替代模式。“我認(rèn)為總會(huì)有新的創(chuàng)意方式使得這項(xiàng)任務(wù)繼續(xù)下去。”任務(wù)或許可以由學(xué)生所掌控,如向本科生與研究生提供作為動(dòng)手能力的一項(xiàng)培訓(xùn),允許他們參加火星的項(xiàng)目;或者,科學(xué)工作部分可以外包給那些自己并不能夠?qū)⑷蝿?wù)派送到紅色星球的國(guó)家,以項(xiàng)目交流獲得格外的資助;或者,大專院校逐步接收、運(yùn)營(yíng)太空飛船,并管理資助與基金之事。
“與奧德賽號(hào)有關(guān)的所有這些都是無價(jià)之寶,不可以在非必要的情況下終止?!边@是Christensen的原話。
哈里森對(duì)這一看法做出回應(yīng),并說,“這些任務(wù)非常之復(fù)雜,我們?cè)ㄙM(fèi)了這么大的努力才將其整合在一起,如果這些設(shè)備還能工作卻僅僅從預(yù)算的角度將之剎車,那真的是一種浪費(fèi)?!?/p>
BY: Nola Taylor Redd
FY: 周洪波 (hongbo_0309)
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