"这种卫星我要买10颗"——NASA科学主管渴望批量生产卫星

# “我会买10个”——NASA科学主管渴望批量生产卫星 来源：https://arstechnica.com/space/2026/05/ill-buy-10-of-those-nasa-science-chief-yearns-for-mass-produced-satellites/ “我究竟该如何将更多科学送入太空？这就是我的目标。” 2008年9月13日，NASA的卡西尼号探测器拍摄到土星卫星土卫二从土卫四边缘露出，形成部分掩食。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 得益于众多商用火箭（其中一些具有可重复使用的助推器，尤以SpaceX的主力火箭Falcon 9为首），进入太空的机会比以往任何时候都多。那么，为什么NASA发射的望远镜和行星科学任务比25年前还要少？ 答案是复杂的。这未必是资金问题。按通胀调整后，该航天局今年的科学预算为72.5亿美元，与2000年大致相当。尽管特朗普政府曾试图大幅削减NASA的科学经费。 在任职初期，NASA局长Jared Isaacman的关注点一直放在载人航天和月球上。考虑到NASA上个月执行的、极为成功的Artemis II任务（搭载四名宇航员绕月飞行），这一点并不令人意外。自去年12月上任以来，Isaacman宣布了Artemis项目的全面改革，取消了一个计划在绕月轨道上建造的空间站，转而支持在月球表面建造基地。 在机器人任务方面，Isaacman正推动NASA在2028年发射首艘核动力航天器，向火星运送三架无人机旋翼机进行探索。Isaacman尚未具体说明对NASA科学项目的具体调整。他捍卫了特朗普政府提出的削减NASA科学预算的提议——作为特朗普的政治任命官员，这在意料之中——但这些预算提案来自白宫，而非NASA总部。 “Isaacman先生非常希望我们能更快、更省钱地完成任务，”NASA科学任务理事会副主任Nicky Fox说。“‘多射几次门’是他最喜欢的话之一。对我们来说，就是要为问题找到规模适当的任务。并非每件事都要花10亿美元或更多。有些方法可以做出极好的科学工作。他的挑战是，他希望有十个1亿美元的任务正在飞行。” ## 如何实现？ 未来拥有遍布太阳系的众多机器人探测器，这对太空科学家和太空爱好者来说令人振奋，但在预算持平、任务耗时十年且耗资数十亿美元的情况下，是无法实现的。NASA的许多机器人科学任务都使用定制制造的卫星和仪器，通常由洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼等大型承包商、大学实验室或NASA自身制造。与SpaceX装满可回收火箭的机库不同，并没有存放着相机、光谱仪、望远镜和航天器总线（卫星平台的核心底盘）且随时待命的仓库。 “与其用一台定制总线来做所有事情，甚至泡茶和烤面包，不如用现成的总线能做什么？”Fox告诉Ars。“也许你需要改动一些东西。也许你搭载的仪器少一些，但你可以同时发射三艘航天器。我们如何真正加快步伐？因为任务之间的长时间间隔会带来困难。这肯定不是任何人想看到的。” 实现这一未来的一种方法是批量生产的高功率卫星。只有手提箱大小的立方星非常适合近地任务，但对于前往更远目的地（例如另一颗行星或远离地球的独特轨道）的任务来说，它们无法胜任。NASA正在利用其他方式在太空中收集科学数据，例如将仪器安装在国际空间站或商用通信卫星上。 但如果你想去另一个世界，这些方法就行不通了。有时，做近乎不可能的事就是需要花很多钱。 “用1亿美元，你无法从某处买一辆总线，装上四台仪器，然后送到土卫二去探测冰层下方，”Fox说。“不，那是一个宏大而雄心勃勃的任务。我们想发射一种星际探测器。随着旅行者号逐渐老化，我们想研究星际空间。这些事情很难，很艰巨，需要付出巨大努力。我们还讨论过实际飞往天王星的任务。” 但那些沿着更常规路径飞往月球、火星、金星或小行星带的航天器呢？“我们能用这些商用现成总线做些什么？我很想走进来说：‘我会买10个，’”Fox说。 NASA正在研究为下一系列商业月球任务进行“批量采购”。这些私人拥有的着陆器和轨道器，作为商业月球有效载荷服务（CLPS）计划的一部分，运载NASA拥有的有效载荷。它们是未来人类探索的先驱。在月球之后，火星是下一个可能采用CLPS模式的目的地。 “火星显然是下一个目标，”Fox说。“为什么我不能用类似的方式去其他地方，然后说，‘嘿，谁想把这些仪器带到这里？’我对商业领域为我们带来的可能性感到非常兴奋。” 蓝色起源正在组装和测试其首艘Blue Ring航天器。 图片来源：Blue Origin 蓝色起源正在组装和测试其首艘Blue Ring航天器。图片来源：Blue Origin NASA的CLPS着陆器公司名单包括Firefly Aerospace、Intuitive Machines、Astrobotic，以及杰夫·贝佐斯的蓝色起源（该公司也在为NASA开发更大的载人月球着陆器），还有SpaceX。其中一些公司，以及K2 Space、Rocket Lab、Apex Space、Blue Canyon、Millennium Space Systems，以及现在的Vast，正在开发用于地球轨道或深空的批量生产卫星平台。这些制造商看到的主要需求信号来自美国军方和商业市场，但NASA也可以从同样的设计中受益。 蓝色起源将其正在准备首次试飞的Blue Ring设计标榜为“一体化、高功率的混合太阳能电力和化学推进航天器”，能够在绕地球轨道、月球、火星、其他行星以及近地小行星附近，以“显著降低的成本”进行机动、托管和部署有效载荷。 蓝色起源首席科学家Steve Squyres支持的一个想法是，使用Blue Ring部署多颗小型卫星，以勘探小行星周围的资源。蓝色起源是去年获得NASA研究合同的几家公司之一，旨在研究将科学有效载荷送至难以到达目的地的新颖方法。 “我究竟该如何将更多科学送入太空？这就是我的目标，”Fox说。 ## 发射成本并非一切 尽管如今将一公斤有效载荷送入轨道的成本比25年前更低，但这些较低价格在拼车任务中最为明显——多颗卫星共享同一趟太空之旅。许多NASA任务，尤其是那些探索太阳系的任务，并不适合拼车发射，因为大多数拼车发射将有效载荷释放到近地轨道。 一些公司正在设计拖船，可以将任务从其投放轨道推升至更高高度，甚至可能到达月球或太阳系之外。这些推进式火箭级，与SpaceX庞大的星舰等火箭结合，可以将重型航天器送往遥远的目标。 例如，如今如果NASA想向火星或金星发射科学探测器，该机构必须预订一枚商用火箭的专享发射。SpaceX向商业客户收取7400万美元用于Falcon 9的专享发射，不过NASA通常会因额外监督、进度优先级和其他政府要求而支付更多。这仍然是一大笔钱，但远低于定制航天器总线加上一套科学仪器的成本。 此外，还有NASA如何选择执行任务的问题。该机构通过竞争来选择大多数科学任务进行飞行。研究团队可以在NASA发出提案征集时，为新太空望远镜、彗星探测器或小行星探测器等提出概念。NASA少数最昂贵的旗舰级任务，如詹姆斯·韦伯太空望远镜或欧罗巴快船号航天器，是通过政府自上而下的指令开发的。 NASA可以设立未来的竞赛，以更快地审查提案并选出获胜者。过去，NASA会先选定少数概念进行研究合同，然后选择一到两个提案进入开发阶段。对于未来的竞赛，NASA可能会直接进入最终选定阶段。该航天局还正在考虑重新平衡其科学组合，以减少运营科学任务（其中许多已在太空中运行数十年）的开支，从而为新的开发项目腾出资金。 “我们花费数亿美元运营遗留任务，我们一直想看看人工智能能给我们带来什么？”Fox说。“你如何合并几个任务的运营，又如何以更低的成本做到这一点？我不想关闭它们，因为它们仍在产出伟大的科学，但我们必须找到更低的运营方式。” NASA科学任务理事会副主任Nicky Fox于2024年在NASA总部发表讲话。 图片来源：NASA/Bill Ingalls NASA科学任务理事会副主任Nicky Fox于2024年在NASA总部发表讲话。图片来源：NASA/Bill Ingalls 在行星科学领域，NASA将其任务分为小型、中型和大型三类。预算低于1亿美元的最小行星科学任务，其记录并不理想。 下一级别是发现（Discovery）项目，在当今经济条件下，开发预算约为5亿美元。在该项目的前15年（1996年至2011年），NASA发射了11个发现级行星科学任务。自2011年以来，NASA仅发射了三个发现任务，而接下来的两个项目——金星DAVINCI和VERITAS任务——于2021年由NASA选定，但预计要到2030年代初才能发射。DAVINCI似乎是这两者中的优先任务。 NASA规模更大的新边疆（New Frontiers）任务预算约为10亿美元。该机构从2006年到2016年发射了三个新边疆任务，分别前往冥王星、木星和一颗近地小行星。下一个任务是蜻蜓号（Dragonfly），一个雄心勃勃但超预算的33.5亿美元任务，前往土星的最大卫星土卫六。它计划于2028年发射，距上一次新边疆任务已有12年。NASA远未选定蜻蜓号之后的下一个任务。 “曾经做出同时选定两个发现任务的决定，当同时有两个大型任务时，这确实会给项目组合带来压力，”Fox说。“蜻蜓号仍在稳步推进……进展顺利，目标在2028年发射。显然，它遇到了一些挑战，被推迟了几次，但目前似乎进展良好。” 明年，NASA计划发射NEO Surveyor，一个专门设计用于探测和追踪可能威胁地球的小行星的望远镜。它不属于NASA的发现或新边疆项目。 “我们有DAVINCI在等待，然后是VERITAS，还有正在前往木星的欧罗巴快船号。那是一个非常具有挑战性的任务，”Fox说。“我们还有两辆火星车在火星表面工作。所以行星科学领域有一些相当重大的事业，我认为当我们能发射其中一些任务时，它将为我们打开所需的资金缺口，以便能够执行更多任务。 “尽管这可能不受欢迎，但有时最好是在你真正确定有可靠资金时再发出提案征集，”Fox说。“只是我们在行星科学领域有很多东西需要发射。因此，重点确保蜻蜓号按计划在2028年发射，NEO Surveyor按计划在2027年发射，这将非常有帮助。然后寻找方法，真正让DAVINCI提前于计划发射。我们发射得越早，就越快为另一个任务打开缺口。” Stephen Clark的照片 Stephen Clark是Ars Technica的太空记者，报道私人太空公司和世界各地的航天机构。Stephen撰写关于技术、科学、政策以及地球内外商业交汇点的文章。 8条评论 1. 最热门文章列表的第一张图片：埃博拉疫情：世卫组织宣布紧急状态，美国限制旅行，美国人感染