特稿组建国家空间实验室三历史节点上的失误和遗憾

　　《组建国家空间实验室 为人类未来谋求出路》
　　专题之三历史节点上的失误和遗憾——尼克松政府的决策失误对美国空间站计划的负面影响
　　作者 | 刘雨菲 贺鹏梓 李刚
　　美国在空间站认识上的历程清晰地证明，为政治声望或者军事目的而实施的空间站计划，很容易受到政治、经济形势和技术发展的冲击，只有科学探索才是载人空间设施永恒的意义。
　　在讨论中国空间实验室的过程中，回顾一下美国人的教训，是极为必要的。因为历史节点上的决策失误，美国科学界对宇宙空间的探索和利用一直没有得到充分发展的机会，令人扼腕。直到2005年，美国国会通过立法，将国际空间站定义为国家实验室。对NASA和整个美国航天界来说，这一天来之不易。但前路依然坎坷。
　　美国航天界对空间站的兴趣由来已久，除了早期的一些设想之外，从1972年最后一次阿波罗登月到现在的40多年间，美国载人航天工程的核心话题，就是如何建立和运行一个载人空间站。对航天科学和工程界来说，为什么要搞载人空间站，几乎是个不需要讨论的话题。但是在决策者看来，这却是首要的问题。
　　美国对空间实验室的认识，经历了一个曲折的过程，期间夹杂着各种偏航与反复，至今未绝。如果我们回顾历史细节，会发现在阿波罗计划前后是一个非常关键的节点。当时，美国有关各界在空间站问题上犯了一系列错误，尤其是担任总统的理查德·尼克松本人没有正确认识空间站的科学意义和价值，错失了建立一个大型、长期在轨运行空间实验室的历史机会，影响了后续历届美国政府对于载人航天工程的决策，负面效应一直延续到今天。个中教训值得深刻吸取。这也将是本文所要讲述的。
　　实际上，美国在空间站认识上的历程清晰地证明，为政治声望或者军事目的而实施的空间站计划，很容易受到政治、经济形势和技术发展的冲击，只有科学探索才是载人空间设施永恒的意义。
　　冯·布劳恩的梦想与名不符实的＂载人轨道实验室＂
　　早在1951年，当斯普特尼克卫星还没有上天的时候，已经来到美国的冯·布劳恩就发表了一系列文章，热情地向读者介绍自己的梦想——一种巨大的自旋式空间站。在他的设想中，这个空间站的直径达到76米，分三层，每分钟旋转三圈来产生模拟重力。驻站宇航员的人数高达80人！这个设想耗资过大，从来就没有进入过正式的议事日程。
　　当加加林成功从太空返回之后，如何在科技成就上压倒苏联，就成了美国航天的唯一目标。期间，NASA也提出了一些关于空间站的设想，但都掩盖在阿波罗计划的光芒之下。整个60年代，美国载人航天界只干这一件事——登月。
　　也正是在60年代，＂空间实验室＂这个词汇第一次出现，但它实质上与科学研究一点关系都没有。60年代初，美国军事航天界面临着如何对苏联和中国进行战略侦察的难题。U-2侦察机反复被中国击落，意味着航空侦察已经难以为继。X-20空天飞机因为研制难度太大下马，＂科罗娜＂系列侦察卫星迟迟不能成熟，让美国空军打起了载人飞船的主意。于是美国空军在1963年10月提出，基于已经成功的＂双子座＂载人飞船，开发一种叫做＂载人轨道实验室＂的空间站，它可以在轨飞行40天，执行照相侦察任务。这是它唯一的功能，而＂实验室＂不过是个幌子。
　　到1969年，美国的侦察卫星已经很成熟，于是＂载人轨道实验室＂就此告终，一次都没有发射过。无独有偶，苏联也在70年代干过同样的事情，研制了＂钻石＂军事空间站。不同的是，＂钻石＂投入了工程研制和实际发射、运行，前后发射过4次，其中一次甚至搭载了一门23毫米机关炮。＂钻石＂的结论和＂载人轨道实验室＂一样：载人侦察站不如无人的卫星。
　　尼克松的咨询委员会反对空间站
　　美国在工程科学上有一个良好的行为模式，就是服役一代、研制一代、预研一代，乃至于探索一代。这种模式如今也为相当多国家——包括中国——所学习和借鉴。因此，当阿波罗计划正在紧锣密鼓进行的时候，NASA就开始考虑下一代载人航天工程的方案问题。当时NASA就提出，要建设一个载人空间站。
　　需要指出的是，在美国航天认识范畴中，将探索和科学作为两个不同的概念。而在中国的思维方式下，科学与探索在很大程度上属于同一个领域。
　　初期，NASA提出，要研制一种可供6~9人长期驻站的空间站，用于实现长期近地轨道空间飞行，并演示宇航员在微重力环境下实施工程与科学实验的能力。但是在后期的游说中，NASA逐渐偏离了这个主题，设法让空间站去迎合政治和外交上的需求，以求政治人物的支持，酿成了历史的遗憾。
　　尼克松是在选举中击败林登·约翰逊出任美国总统的。有趣的是，作为前任总统的林登·约翰逊本人早已看到了空间站的本质。1971年，落选后的林登·约翰逊在回忆录中写道，他曾希望美国在阿波罗工程基础上继续发展，如果当选，就会批准研制发射＂一组空间实验室＂，＂一个南极考察站类型的月球基地＂、＂一种能反复使用的航天器＂、＂并前往其他行星＂。但他败给了尼克松。
　　上台的尼克松在1968年12月3日就开始为正式就任做准备。在航天领域，他邀请物理学家、诺贝尔奖得主查尔斯·托恩斯组织了一个17人的高层专家委员会，称为＂航天任务组＂。这个任务组拿出了与林登·约翰逊完全不同的意见，具体内容如下：
　　1，反对建造任何形式的大型空间站。
　　2，月球探索是激动人心和有价值的。但是需要做更多工作来展开全面探索。
　　3 ，不倾向于研制任何行星着陆器和轨道器。
　　实际上，尼克松正是按照上述建议来制定和实施航天政策的。在他任内，虽然美国载人航天工程得以继续，但没有设定任何宏大目标，也没有批准NASA想要的大型空间站，只是对国际合作给予了更大程度的重视。
　　尼克松政府和NASA双双误判
　　NASA却低估了委员会意见对尼克松的影响力。当时担任NASA局长的佩恩对委员会的上述意见表示公开反对，他还把苏联太空成就作为对照，积极要求尼克松投入足够资源来追赶苏联的航天成就。1969年初，佩恩在他提交的1970财年预算案中，要求额外获得1.89亿美元，其中有7000万美元用于加强阿波罗计划，5220万美元用于改进土星五号火箭，6660万美元用于加快空间站和航天飞机的定义阶段研究。
　　但是，由物理学家布朗司康领导的总统科学咨询委员会却认为＂对空间站作为技术目标的正当性缺乏信心，也不愿意讨论它对科学、应用和防务的潜在贡献＂。一个由顶级科学家组成的委员会如此短视，也是造成历史遗憾的重要原因。
　　航天任务组却采用了科学咨询委员会的立场，打算向尼克松提出这样的建议：不再给空间站和航天飞机研究增加拨款，尼克松暂时不发表关于未来载人航天活动的声明，只考虑在第一次载人登月返回后，由尼克松发表泛政治化的声明。
　　佩恩立刻作出反驳，声称：总统应当支持空间站建设。因为＂持续发展载人航天能力是维持美国强国地位的重要因素＂。佩恩的说法当然是正确的，但已经开始偏离空间站为科学服务的初衷。而且，这样的言辞为自己造成了短处——当阿波罗登月成功而苏联登月计划在悲剧中收场的时候，美国就不需要靠大规模航天计划来证明自己的强国地位了。
　　我们回到1969年6月，NASA还是不相信尼克松会大幅度降低航天活动规模，因此发布一项＂核心计划＂，希望在1975年建立一个12人的空间站，1977年完成航天飞机首飞；1977年建成极轨道空间站，1978年建成地球同步轨道空间站；1977年航天飞机投入使用后，开始建设50人空间基地；1976年建成小型月球基地，1977年建成绕月飞行的空间站。
　　佩恩之所以敢提出如此脱离实际的庞大计划，很大程度上因为得到了时任马歇尔飞行中心主任的冯·布劳恩的支持。冯·布劳恩提出，第一代空间站可以成为轨道核心设施，最终扩大为＂太空营地＂或＂太空基地＂。实际上我们可以发现，冯·布劳恩的方向是正确的，NASA近年来提出的各种愿景，都是围绕着他的构想展开。
　　但是，当时的美国陷入了越战泥潭，国家财政资源大量投入这场没有希望的战争，挤占了公共项目的资金，其中也包括载人航天。1970年，美国国会连续第五年降低了对NASA的拨款，理由是＂越南战争和紧迫的国内需求，以及人们普遍接受了苏联在太空中的存在，倾向于降低民用航天计划的国家优先级＂。
　　大型空间站计划终于被砍
　　1970年初，佩恩再次作出努力，向尼克松推销空间站计划。但实际上，佩恩的目标只有两个：为NASA的员工们争取一个技术上有挑战性的项目；争取公众和政府支持NASA继续按阿波罗模式运行。佩恩提出要在80年代登上火星，为此要在70年代中研制空间站、航天飞机、空间核推进等能力，同时继续发射土星五号火箭。冯·布劳恩还精确地给出了飞往火星所需要的时间和费用。
　　或许是认识到了NASA的实质目的，航天任务组对于NASA的后续载人航天能力发展计划以及将空间站作为科学实验室的提议，并不支持。航天任务组提出了4个问题：需要为后阿波罗时代提出宏大原则或者目标吗？如果需要，应当如何体现？需要一个大型空间站及其相关的运输系统吗？需要开发可重复使用空间运输能力吗，如何管理它？实际上，航天任务组更倾向于研制航天飞机而不是空间站，因为前者更便宜。
　　1970年夏天，作出最后决定的日子来到了。航天任务组通过评估认为，如果同时启动大型模块化空间站和航天飞机研制，那么NASA在1976年的经费就会上升到60亿美元，如果先研制空间站、后研制航天飞机，年经费可以降低到40~50亿美元。
　　可以发现，由于白宫和NASA都偏离了空间站为科学服务这个唯一正确的目标，无论空间站还是航天飞机，都成了政治游戏中的筹码。
　　事情到这里还不算完，当白宫预算办公室详细审查NASA预算的时候，进一步把这个数字降低到了37~39亿美元，而后又在尼克松授意下，降低到35亿美元。尼克松此举也是出于无奈，当时的美国通胀率居高不下，越战带来的庞大开销只能由美国自己买单。
　　为了把NASA的经费申请砍掉10亿，预算办公室采取了被称为＂砍肉斧＂的做法，终于把1971财年的NASA经费控制在了35亿。付出的代价包括：每年只发射一次阿波罗飞船，土星五号生产＂暂缓＂，生产设施封存；在批准航天飞机进入详细设计和开发之前，要进行更多研究；空间站计划推迟。就这样，尼克松政府正式降低了航天计划在整个政府事务中的优先级，只为空间站和航天飞机提供了最低程度的经费。
　　低经费带来的低性能空间站
　　就在这一年，尼克松发表了自己的航天政策宣言。其中明确提出＂我们要持续降低航天活动的费用……我们已经在考虑发展可重复使用的航天飞机的可行性＂。声明还提及了开发一种＂实验性空间站＂，称＂在实验性空间站的基础上，我们将再考虑何时、如何发展长期在轨运行的空间站＂。需要指出的是，尼克松本人甚至没有出席声明的发布会。
　　衍生自阿波罗飞船的天空实验室：那么这种＂实验性空间站＂是什么？其实它根本不是什么新型号，而是我们所熟悉的天空实验室（Skylab），是在阿波罗飞船的基础上，通过舱段组合形成的型号。它是美国第一个空间站，如果仅仅从体量来考察，77吨的天空实验室不算小了。但是与NASA的宏大构想相比，这不过是个玩具罢了。
　　美国天空实验室
　　天空实验室还证明了一件事，把空间站当作政治、外交工具，结果会和科学目标大相径庭。
　　早在尼克松就任总统的前一年，阿波罗8号成功实现了绕月飞行，这是人类第一次离开地球轨道，进入地月空间，轰动一时。尼克松在1969年正式就任总统后，接见了阿波罗8号乘员组。指令长伯尔曼向尼克松提出，欧洲的航天技术发展大大落后于美国，他建议立刻建立机制，邀请各国选派合适人选，参与美国未来的空间站飞行。据说尼克松对此很感兴趣。
　　于是，佩恩又把这作为发展空间站的一个新理由。他说：＂如果没有航天飞机，我们拿什么送外国宇航员上天？如果没有空间站，也没有地方让他们去。＂
　　但是外交活动有自己的逻辑。1975年，阿波罗飞船和联盟飞船在太空中对接，美苏宇航员实现了太空握手。载人航天作为外交工具的使命达成了，但这对大型空间站起到什么推动作用了吗？至少在当时是没有的。
　　航天飞机上的航天实验室：大型空间站被砍掉了，NASA只剩下了航天飞机。为了能让空间科学实验有个去处，NASA利用航天飞机的货舱，搞了一种＂航天实验室＂（Spacelab）。在这个体积有限、飞行时间有限的空间实验室里，虽然也实施了一些意义重大的科学实验，但绝不可能与大型空间站相提并论。
　　其中的逻辑也是很简单的：航天飞机是一种客货混装的天地往返交通工具，它的基本理念和美国人常用的皮卡是相通的。那么，在皮卡后车厢里装一个实验室，能实现多少功能呢？
　　美国的教训
　　后来的故事，大家就耳熟能详了。NASA继续不断提出各种大型空间站的设想，冷战结束为大规模国际航天合作打开了大门。NASA先是参加和平号空间站的活动，然后在此基础上联合各国，启动了国际空间站计划，运行至今。但是因为合作伙伴各怀心思，加上国家局势的变化，国际空间站的维持与延续面临着无尽的争吵和纠结，各方对2020年后要不要延续国际空间站，发生了很大分歧。
　　因中国载人航天成就的刺激等多方面原因，美国政府目前已经同意将国际空间站继续作为国家实验室运营到2024年以后。但与此同时，美国正在启动自主空间站计划，放开商业企业建造和运营商业化的大型空间站，NASA用政府采购的形式租用商业空间站，用来开展空间科学研究活动。NASA还打算在第二拉格朗日点建立独立的深空关口站，用于向火星、小行星拓展。
　　但是这样的设想能不能实现，有待继续观察。原因是从最近几个财政年度的拨款情况看，前景似乎并不乐观。
　　从美国的历程中，航天部门和决策单位各自可以得到以下教训。美国已经走过的弯路，我们不必再走。
　　对两者都适用的教训
　　如果把空间站当作政治工具，那么由于政治本身是多变的，因此空间站计划的发展很容易受到影响和冲击。国家关系的演变、领导人的变动和舆论的分歧，都会使空间站的支持率发生波动。
　　如果把空间站当作某种实用主义的工具——例如军事侦察，那么它的巨大成本会否定这个目的本身，载人航天设施的费效比绝不可能与卫星相提并论。无论太空旅游还是小卫星释放，都有更加廉价的解决方案。
　　甚至作为载人飞船前往月球、前往火星的中转站，也不应当是空间站的主要用途。前者不需要空间站，后者尚且是一个遥远的目标，很难得到足够的支持率。
　　只有科学本身，才是空间站最恰当的用途，也是支持率最高、最稳定的理由。
　　对航天部门适用的教训
　　空间站的科学用途不应当是狭隘的。空间站不应该是航天科学技术的自留地，不是科学技术发展的目的，而是手段。空间站活动应该覆盖尽可能多的学科，为最大范围的科学研究提供机会和回报。如果偏离了这个宗旨，空间站就会成为航天相关机构的部门利益所在，引发许多不切实际或者缺乏支持率的计划。
　　在后阿波罗时代的空间站方案设计中，NASA过多地考虑了自身和航天制造业的利益，过高地估计了载人航天活动对国家威望的重要性，对于其他学科、其他产业部门如何参与空间站，如何从空间站中受益，都只是泛泛而谈。正因为如此，NASA在四五十年间，一直无法从国会得到广泛支持，也因此而无法摆脱经费与目标不匹配的难题，航天飞机的悲剧也来源于此。
　　对决策部门适用的教训
　　任何一个有历史责任感的大国，都不会放弃载人航天。最本质的原因，就是要通过载人航天为科学探索提供手段，为人类寻求未来。那么，与其在政治威望、外交工具、高端人才就业率、航天与防务产业基础、财政资源、部门利益等要素之间摇摆纠结，不如在第一时间明确把空间站定位成国家级的、向全部科学部门开放的实验室，持之以恒。
　　那么，从这个实验室中产生的科学回报和科学贡献，会自然而然地提供政治威望、外交合作机会，自然而然地创造新的产业、新的经济增长点，引导财政资金和社会资金自发、自觉地流向载人航天领域。
　　如果在实验室中取得划时代的科学贡献，引导人类走向新的文明形态，今天载人航天所面临的种种纠结，就会显得极为渺小。