一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

它可以觀測到大爆炸之後, 宇宙誕生的第一束光。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

微生物 發自 被霧霾遮住星星的北京

北京時間8月12日,具有歷史意義的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe)發射成功。

Parker耗資15億美元,服役期大約在7年左右,它進入了日冕層,離太陽最近距離約為610萬公里,而人類之前的記錄,還要追溯到1976年太陽神2號創造的4300萬公里。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

Parker還是「移動速度最快的人造物體」,放在地球表面,從華盛頓出發,它的速度可以在1分鐘內到達東京。

此外,它還有高超熱防護系統,由兩個碳增強材料複合層構成,中間夾有12cm的碳泡沫。探測器面向太陽的一面能承受高達1377°的高溫,保證儀器在約30℃的環境下運轉。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

Parker將研究太陽風和日冕層,它的成功,被很多人認為是一次了不起的壯舉,是人類文明的突破。

它背後的NASA雖然功不可沒,但是但是,NASA還有一個同等重要的超級大項目,在研發了20年後,依然沒有上天。

這就是NASA的韋伯望遠鏡(JWST)計劃。

世界最強望遠鏡

目前人類最高級別的太空望遠鏡是哈勃,它早在1990年就被放在了太空,在茫茫的宇宙中「單身」了整整26個歲月。

時間的洗禮也讓哈勃望遠鏡頻發故障,高昂的維修成本和20多年的技術進步讓它到了退休的年紀。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

哈勃太空望遠鏡

其實,早在1994年NASA就已經將JWST太空望遠鏡的研發提上了日程,按照當時的計劃,它將是一個低成本的新一代望遠鏡,它由NASA第二任局長,詹姆斯·韋伯的名字來命名的(這局長當的可以)...

從外形上看,哈勃還有望遠鏡的樣子,而韋伯則完全脫離了形態上的束縛,它更像一個宇宙飛船,在一個「飛毯」上架了一個大炮臺。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

韋伯望遠鏡太空概念圖

JWST的主反射鏡由鈹製成,口徑達到7.6米,表面附有一層金箔。它的面積是哈勃的兩倍,收集光線的能力是哈勃的5倍。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

主反射鏡

反射鏡下面是一個5層的遮陽板,它能夠隔絕外部的熱源,保證望遠鏡獲得更好的觀測環境。

它的SPF值達到100萬,沒錯,這個SPF就是我們在防曬霜上看到的防紫外線指數,日用品的SPF值一般在30-50左右。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

遮光板,有點像錫紙,用於阻隔高溫和光線

JWST內置了更先進的傳感器,對於各種宇宙光線和射線更敏感。此外,它在空間距離上也比哈勃走的更遠,哈勃離地表不過600多公里,而JWST將被送到離地球150萬公里遠的深空中,地球與月亮的距離也不過38萬公里。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

韋伯將被送到L2這個位置

除了接替哈勃的日常工作外,JWST還能觀測宇宙的演變,通過新望遠鏡,我們可能會看到宇宙大爆炸後的第一束光:-O,看到太陽的誕生過程,甚至可以找到類似地球的行星等。

為了韋伯,NASA擦了20年屁股

在1996年,JWST的預算是1億美元,計劃在2007年發射,後來整個望遠鏡的成本飆升到了

9.66億美元

90年代後,美國太空事業的發展就比較曲折,先後經歷了資金短缺和航空飛機爆炸事故,新望遠鏡的建造也一拖再拖。從2011年開始,NASA就計劃在今年把JWST送上太空,但最近,這個計劃被推遲到了2021年,而且還要追加上百萬美元的預算。

最近幾個月,大部分焦點集中在望遠鏡的主要承包商Northrop Grumman身上。 JWST的主要組件目前正在該公司位於南加州的工廠組裝,但在過去幾個月中,該公司內許多人為錯誤阻礙瞭望遠鏡的開發。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

組轉工廠

比如他們使用了不正確的溶劑來清潔燃料閥,還有人在測試期間施加了錯誤的電壓。在最近的一次聽證會上,國會議員對Northrop Grumman表示不滿,認為承包商應該為其錯誤賠款。

在聽證會上,眾議院Dana直言不諱地對Northrop CEO說道: “這是我見過的最爛的工作,納稅人的錢都被你們打了水漂。”

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

聽證會現場

但在很多專家看來,Northrop只是一個替罪羊,JWST的困境始於計劃階段。由於JWST非常獨特和複雜,NASA從一開始就沒估計好它將花費多少費用和時間。

“在那個時候,地球上沒有人知道如何建立JWST。”太空政策諮詢機構PoliSpace的創始人Jim Muncy指出,JWST是一個前所未有的東西,這讓建造計劃沒有先例可以參考。

但從歷史來看,NASA做過不少不靠譜的成本預算。這或許和它是個政府部門有關:缺乏商業化的管理和運作,也缺乏足夠的市場競爭,讓它在產業化和低成本運營上非常低效。

比如哈勃望遠鏡,它最初預計耗資2億美元,結果卻花了12億美元。之後,它的鏡片又需要修復,又額外追加了10億美元的維修費用。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

哈勃望遠鏡拍出的照片

在很多學者看來,NASA從上到下都瀰漫著一種過分的樂觀的情緒。這種樂觀,讓NASA不將成本和時間作為衡量成功的標準,它們的標準只有一個:項目成功

活在政府的看管下,花著納稅人的錢,項目中途出現問題,也不會有裁員或者機構倒閉的可能性,NASA所做的就是向政府要更多的錢而已。

這種狀態本身存在隱患,假設蘋果只考慮打造一款完美的iPhone,但不考慮成本、上市時間,那麼這款iPhone一定不會大獲成功。

Northrop Grumman目前享有與NASA簽訂的“成本加成”合同。 這意味著承包商將由政府報銷建造望遠鏡所需的一切,包括從建造到測試航天器所需的人員、設備和服務。

這顯然是一個令人無法理解的協議,意味著Northrop犯的任何錯誤,NASA都得為它擦屁股。

這種承包方法其實有它的歷史背景,它可以追溯到冷戰時期,當時美國政府和前蘇聯搞太空競賽,為了保持自己的衛星發射和登月計劃能領先前蘇聯,美國為NASA的資金開了全綠燈,NASA也因此為私人企業提供了“成本加成”的合同。

但時過境遷,這種合同顯然已經不再能適應當下的環境。尤其對比Space X這種私人公司,Space X打造了史無前例的火箭回收技術,大大節省了成本。在商業和市場的運作下,私人航空航天公司體現出了NASA沒有的活力。

但Northrop的CEO並不認同這種觀點:

固定價格更適合開發以後有更大獲利空間的項目。但像JWST這樣的儀器,是一次性的,之前沒有這種東西,我們也沒有研發經驗。如果沒有成本加成的合同,Northrop幾乎不可能從這個項目中獲得收益。

儘管如此,Northrop公司可能會因其成本超支而受到影響。

面對壓力和質疑,Northrop CEO表示會考慮將其利潤投放在JWST上。 如果整個項目不成功,Northrop甚至會考慮放棄任務獎勵

先有車,還是先有輪子?

超支的另一個因素是,JWST所需的關鍵技術,都不是在其構思時創建的。

換句話說,JWST曾是一件科幻的產品,是超越當時技術邊界的。

在工程師拿到JWST藍圖之後,他們發現完全沒辦法下手,於是他們轉而去研發新的科技,來為JWST打基礎。這其中包括望遠鏡需要的定位軟件、全新的遮陽板材料、全新的感光元件等等。

這些技術從無到有,對資金和建造時間都提出了極大的挑戰。NASA的研究員米勒說:

“整個過程都是倒退的。你應該先發明技術然後發明望遠鏡。但NASA決定先造車,再去發明輪子。”

現在,JWST的預算超支,正在給其他太空項目造成影響。例如NASA正在開發另一個大型太空望遠鏡WFIRST,由於JWST佔用了很多資源,特朗普政府提議取消WFIRST。與此同時,NASA也試圖限制其他未來望遠鏡項目的成本,以避免JWST發生的事情。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

西南以南音樂會上的全尺寸模型

雖然JWST的預算膨脹是一個令人擔憂的問題,但NASA的預算依然相對較小。該機構收到的年度聯邦預算約佔1%,約為190億美元。

NASA也不是唯一一個成本超支的美國政府機構。例如美國國防部,為了開發F-35戰鬥機,在原預算的基礎上多花了1000億美元的鉅款。

一個望遠鏡,20年耗資60億還沒有建成,NASA這事太不靠譜

對比之下,JWST的代價更小,目標也更為純潔,它不是殺人機器,而是為了看到宇宙誕生的工具。

JWST建好後,它將承擔類似《星際迷航》裡企業號的使命:為了探索未知的新世界,尋覓新的奇觀和秘密,勇敢望向人類足跡從未踏足的領域...


分享到:


相關文章: