重磅│给太空探索算算账，NASA现在有多穷

SZTsmz 2016-05-02

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编者按：在人类探索太空的历史上，有太多激动人心的故事。然而，我们为这份激动付出的“代价”也越来越大。面对太空探索节节攀升的费用，我们的脑海中也许会浮现出一连串的问号：太空探索究竟花了多少钱？我们从太空探索中获得了什么？太空探索真的值得吗？不过，如果我们真的仔细给太空探索算算账，就会发现即使是看起来财大气粗的NASA，也会有穷得为钱发愁的时候。

钱到底花在哪儿

美国参议院预算委员会刚刚在4月份审议了美国国家航空航天局（NASA）2017财年的预算，总额达到193.06亿美元。

然而，当这样一大块蛋糕摆在NASA面前的时候，很多人却高兴不起来。他们担心的不只是钱不够花，还有在预算逐年增加的同时，本应是主角的科学家却没有获得足够的发言权，而参议员们更在乎的是政治的博弈和经济的考量。

从美国总统奥巴马到NASA的大部分科学家，都希望能够重新赋予NASA完成一项伟大使命的能力，使NASA再现20世纪60、70年代执行登月任务时的雄风。在可见的未来，这项使命无疑将是人类的火星之旅。因此，看起来NASA现在有必要集中全力（包括人力、物力和财力）来开展相关技术的研究工作，特别是要有效地利用并不充裕的资金。

然而，掌握拨付资金大权的参议员却不这么想，他们似乎更希望NASA花重金去开发一款目前看来没有明显应用前景的火箭——太空发射系统（Space Launch System rocket，SLS），他们也更愿意为此拨付相应的资金。

资金池就这么大，其他项目的预算受到影响就显而易见。在预算呈现出的一个“大数字”的背后，很多研究的日子其实过得很拮据，例如在2013年年底，NASA提出一个削减行星科学经费的计划，大名鼎鼎的好奇号火星车和卡西尼号土星探测器差点因为经费短缺而被提前终止。

太空发射系统（SLS）发射想象图

作为太空探索门外汉的参议员们为何如此热衷于对NASA指手画脚呢？这背后显然是利益在驱使。在很多参议员看来，太空计划与其说是人类对未知世界的探索，不如说是一门可以促进就业的“生意”——创造更多的工作岗位要比选择合适的研究项目重要得多。

比如说，参议院能在预算中要求NASA在一个名为RESTORE-L的卫星项目上投资1.3亿美元，民主党参议员芭芭拉·米库斯基（Barbara Mikulski）背后的“努力”可谓“功不可没”。

执行该项目的戈达德空间飞行中心（Goddard Space Flight Center）就位于她所在的马里兰州，而这显然可以创造不少就业机会，也为她在当地民众的心目中加分不少。作为交换，她也会支持参议员理查德·谢尔比（Richard Shelby）增加SLS预算的要求。SLS由位于阿拉巴马州的马歇尔空间飞行中心（Marshall Space Flight Center）负责，而来自阿拉巴马州的谢尔比当然要积极地为本州的项目“代言”。

美国参议院参议员理查德·谢尔比（Richard Shelby）

不过，太空探索毕竟属于科学研究的范畴，政客们虽然会对预算进行干预，但最终还是要由科学家们来执行，而NASA的科学家们也在努力，争取做到“好钢用在刀刃上”。大部分的情况下，他们也确实做到这一点了。2015年，NASA在科学研究上有很多收获，几个大项目还引起了公众的极大关注。

但是在这些接踵而来的惊喜背后，也有人指出，这些太空探索任务都花费不菲。即使是钱真正花在了科学家们想花的地方，太空探索“烧钱”也是不争的事实，例如好奇号火星车的经费超过25亿美元，新视野号的开支也达到7亿美元。

当公众知道钱花在什么地方的时候，很自然地就会想问：这钱花得值吗？

几个太空探索项目的花费（单位：百万美元），从上至下分别为：新视野号、好奇号、罗塞塔号、信使号、火星飞船（印度）、旅行者2号、曙光号和卡西尼-惠更斯探测

钱花得值不值

对于各种太空探索计划来说，前进的道路上总是荆棘丛生，质疑和批评的声音也总是如影随形。

比如，诺贝尔文学奖获得者、葡萄牙著名作家若泽·萨拉马戈（José Saramago）就曾经感叹：“去火星仿佛比拜访自己的邻居更容易”。他以此来抨击人类花费大量资金开展太空探索而对数百万人因饥饿而死亡无动于衷。当然，很多人也持有和萨拉马戈相似的观点，在他们看来太空探索就是烧钱的游戏，而那些探测器只是科学家们的大玩具而已。

但是，如果我们对人类的太空探索有更加深入的了解，我们就会得出相反的结论。我们从事实出发，看看太空探索究竟有多高的回报率，会使科学家们放弃去华尔街拿高薪的机会而在实验室里前赴后继、矢志不渝。

首先，让我们来看看太空探索是否真的是那么“烧钱”？

NASA成立于1958年7月29日。50多年来，NASA的经费有了很大的增加，以此为基础，它的很多研究改变了人类对宇宙的认识。但是，如果另一个角度来说，60年代其实才是NASA“钱景”最好的时候，而不是现在。

有一组对比可以说明这个问题：在20世纪60年代到70年代初，每个美国人每年大概需要为太空事业贡献20多美元，而如果换算成2015年的购买力的话，这个数字应该是200美元；但实际上，2014年平均每个美国人支持太空事业的数额只有54美元。另外，如果NASA在2015年按照20世纪60年代的标准获得预算的话，那这个数字应该是650亿美元，而不是事实上的175亿美元。

况且，NASA有很多研究项目需要支持，还雇佣了超过6万名员工，所以分配到每个项目上的资金就更少。以好奇号为例，每个人美国人每年在它上面的花费只有0.41美元，还不到半个三明治的价钱！这个例子说明，太空探索的花费实际上并不是随着经济的发展和社会的进步而水涨船高，这个数字是被控制在很有限的范围内的，因此“烧钱”无从说起，某种程度上看NASA还在“变穷”！

图中显示出NASA的5个太空探索项目（从左至右分别为：哈勃太空望远镜、卡西尼探测器、好奇号火星车、新视野号探测器和欧罗巴计划）的花费。而上图表明，每个美国人每年对特定项目的支持金额其实是微乎其微的。

不过，即使是了解到太空探索花钱不多，也还不够，因为如果这些钱没有发挥作用，打了水漂，那还是一种巨大的浪费。因此我们应该来看看，太空探索究竟获得了哪些实际的收益。

提起太空探索的收益，有一封回信几十年来一再被提及。也许很多人都听过这封信的故事，但这里我们还是值得花些笔墨再介绍一下这封信。

1970年，一位赞比亚修女玛丽·朱昆达（Mary Jucunda）给时任NASA马歇尔空间飞行中心（Marshall Space Flight Centre）科学副总监恩斯特·史都林格（Ernst Stuhlinger）写信，她在信中问到：“目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭，你们怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元？”

史都林格博士后来给玛丽·朱昆达回信，题目是《为什么探索太空》（Why explore space）。他在信中这样写到：

“

“通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而，它所带来大量的新技术和新方法可以用在火星项目之外，这将产生数倍于原始花费的收益。”

”

恩斯特·史都林格（Ernst Stuhlinger）

史都林格博士说这话的时候绝对不是信口开河，数十年来太空探索的辉煌成就有力地印证了这句话。

电荷耦合器件，也就是我们常说的CCD，是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。1969年美国贝尔实验室的威拉德·博伊尔（Willard Boyle）和乔治·史密斯（George Smith）发明了CCD，他们也因此和高琨分享了2009年诺贝尔物理学奖。CCD最早就是应用于天文学，随后它开始替代胶片在照相机、摄像头和移动电话中得以广泛使用。现在我们每一张漂亮的自拍，都离不开CCD的功劳。

太空探索同样促进了医学的发展。射电天文学家马丁·莱尔（Martin Ryle）研发的综合孔径射电望远镜发现了支持大爆炸宇宙学的关键证据，他也因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。而在今天，这项技术已经在很多医学成像工具中得到了应用，并拯救了无数人的生命。

今天，伴随不断进步的太空探索而出现的新技术，正在为解决疾病、贫穷、食物短缺、环境污染和全球变暖等严峻问题而发挥巨大的作用。例如，卫星可以在短时间内扫描大片陆地，同时观察农作物生长所需要的多项指标，包括土壤、旱情和雨雪天气等，及时有效地调整灌溉管理和肥料使用等，增加农作物的产量。这为饱受饥饿困扰的国家和地区送去了粮食和希望。

到访国际空间站的航天员的国籍分布图

太空探索的另一个重要意义在于可以有效地促进国际合作。21世纪世界各国在科学技术领域的竞争愈发激烈，然而有些重大的科学项目只有依赖国际合作才有可能完成，国际空间站（International Space Station）就是国际合作的产物。

作为到目前为止最大规模的国际太空合作项目，国际空间站的建设以美国和俄罗斯为首，另外还包括欧洲空间局、日本、加拿大和巴西等。从1998年第一个部件曙光号发射升空以来，国际空间站已经运行超过17年时间。这段时间里，共有来自18个国家的超过200名航天员（目前是222人，数据来自NASA）拜访过国际空间站，他们在生命科学、物理学、地球科学等领域中完成了一系列研究，取得了丰硕的成果。

虽然美俄关系自2014年乌克兰危机爆发以来逐渐恶化，俄罗斯副总理罗戈津·德米特里·奥列戈维奇也曾在社交媒体上调侃“美国应该用蹦床将宇航员送往国际空间站”，以凸显美国只能借助于俄罗斯联盟飞船将航天员送入太空的现实，并回击美国对俄罗斯的制裁。但实际上两国在国际空间站上的合作并没有受到明显的影响，正如俄罗斯航天员科尔尼克（Mikhail Kornienko）在同美国航天员斯科特·凯利（Scott Kelly）合作时所说：“在太空中，我们之间没有国界”。