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“安萨里X奖”、“百年挑战奖”、新概念研究所

2004年2月14日,美国总统布什对外界公布了美国未来十几年的航天计划,其中最引人瞩目的就是要建造未来的载人航天工具“乘员探索飞行器”,简称“CEV”。

当这个新的计划刚刚公布的时候,航天界在为之振奋,但最为之振奋的还是那些工业承包商们,正像前任副总统戈尔批评的那样,这样的政策纯粹是为工业巨头准备的,这是一块大肥肉,他们忙不迭地积极行动起来,准备承包这个巨大的工程。

但是毫无疑问,这样花费的金钱是十分巨大的,现在,美国航空航天局(NASA)的思想策略有所转变,它试图尝试着尽量花最少的钱,办出来最重要的事情。

“太空船一号”的启示

1995年,美国圣路易斯市的商人筹集资金设立了“安萨里X奖”基金。当时他公开宣布,将用1000万美元奖励最早进入太空的载人航天器,但这个航天器必须是由私人投资建造的,有效期为1998年4月至2005年1月,获奖条件是载人航天器一次可运送3人到达100公里的高度,并安全返回地面,并要在一周内重复飞行一次。设立X奖的目的就是为了鼓励私人投资制造载人航天器,让太空旅行进入寻常百姓家。

“安萨里X奖”一设立,就吸引了来自7个国家的26个团队展开竞争。在他们之中,涌现出来最杰出的代表就是“太空船一号”,这个由微软公司的巨富投资建造的飞船开始了接二连三地打破纪录,创造出来私人航天器的奇迹,最终赢得了“安萨里X奖”,这一年,太空船一号成为航天史上最引人注目的奇迹。紧接着,英国的维珍集团又要与“太空船一号”的拥有者签署协议,共同开发太空旅行,这让人们看到太空旅行距离普通人已经不再是那么的遥远。

“安萨里X奖”的成功对NASA来说具有重大的启示,在那段时间内,NASA被抛到了一个被遗忘的角落,作为一个行业的领导者,它似乎应该具有更加独特的优势来组织相似的活动,达到开发太空技术的目的。作为NASA,他们也要寻找变革的方式,以达到花费很少的钱,让社会各界都来参与航天技术的开发和应用的目的。

设立宇航新概念研究所

当宇航员在太空执行任务的时候,他们穿着的宇航服总量达到二百多斤,在没有引力或者引力很小的地方,穿着这样的宇航服是可以执行任务的,但是,当宇航员来到火星的时候就不行了,如果谁能制造出来一种宇航服,就跟我们的贴身衣服那样就好了。

飞往外星球的飞船如果坏了怎么办?那里没有宇航员,也没有配件,纳米技术的发展使人们产生了一个想法,如果飞船能够自己对自己的损伤加以修改的话,就不怕了。

为此,NASA成立了新概念研究所,出钱资助这样的项目,这个研究所交给大学太空研究协会代为管理。该研究所的名字可以很充分地说明它的宗旨和作用,它鼓励的是新想法,是超越了现在这个时代的想法,它不是对现有技术的改造,而是一种全新的概念设想。为了让这样的技术有一天走向实际应用,NASA鼓励产生这个想法的人对这个问题加以研究。于是,拿出了一部分钱,鼓励这种设想的前期研究,当然,这仅仅是概念性的研究。

当新概念研究所确认一种设想可以给与资金资助的话,它一般会对该项目实施两个阶段的资助。第一阶段是给这个设想7.5万美元的经费,让提议者进行半年的研究,验证这个设想的可行性,以及实现这样的计划大概要花费多少钱,目前还存在着什么样的困难等等。如果这个过程通过之后,将会进入到第二个阶段,第二个阶段周期将会长达两年多的时间对这个问题进行更加全面的研究,在第二阶段提议者将会获得40万美元的研究资金。

项目的主持者可以通过网上申请来获得这项资金资助,目前有希望获得这项资金资助的除了纳米修复飞船和轻型宇航服外,还有太空电梯、核动力机器人、火星探测气球、月球升降机、太空望远镜上面的针孔摄像机等项目。

其实,新概念研究所早在多年前就已经建立,1998年就开始资助了为数很少的几个研究项目,2005年,该项目还开始向在校的大学生提供奖学金,用来资助那些有创造力和革新精神的学生。在2006年,新概念研究所的资助范围开始大幅度增加,每年大约授出12项第一阶段研究合同,预计总金额为400万美元的资金,资助对太空技术具有开创意义的项目。

新概念研究所的推出,使NASA在花费很少钱的基础上,就可以得到非常有意义的新技术,这是一种花小钱办大事的方法。

推出百年挑战奖

笨重的宇航服需要新技术来代替,宇航服的笨重带来的仅仅是行动上的不便,要是宇航员的手套很笨重的话,那将直接影响任务的执行,笨手笨脚的宇航员无法在舱外执行设备安装使命,所以,NASA需要一种具有新意义的宇航服手套。

月球的土壤中存在着氧元素,要是能从月球的土壤中制取氧气,那不仅对月球探测有利,就是在火星上,也可以使用类似的方法来制备氧气。2018年,美国将要把宇航员再次送上月球,他们希望研制出来一种设备或者方法,可以直接从月球的土壤中得到氧气。

对于这种急需的技术,NASA采取了另外一种方式,这个方法跟安萨里X大奖的形式一样,名字叫做“百年挑战奖”。也就是由NASA出奖金,让各个研究机构展开一场技术竞赛,那些有技术基础的团体会报名参加这场竞赛,最终获胜利的团体将会获得由NASA颁发的奖金。说是重金悬赏是不合适的,因为这种竞赛的奖金只有二三十万美元。如果让NASA自己花钱搞研究的话,这些钱连纸面研究费用都不够,但是,举办这样的大奖赛很多问题都可以迎刃而解,可以花相对较少的钱得到想要的技术成果。

2006年4月18日,NASA宣布开始百年挑战奖的报名工作,这次大赛,共推出五个项目,宇航员手套大奖的奖金是25万美元,月球土壤制氧气也是25万美元,除此之外,还有“波束能量挑战奖”,要用高强度的光源为动力,测试物体沿着太空电梯向上爬行的能力;另一个“缆绳挑战奖”也是跟太空电梯有关的,他需要测试碳纳米管的强度和重量,这两个跟太空电梯有关的大赛的奖金都是20万。除了这四项以外,第五项也是跟探测月球有关的,它需要制造出来月球上的挖掘机,这个挖掘机需要具有月球土壤的有关测试能力,奖金为25万美元。

在这五项大奖赛中,NASA对太空电梯情有独钟,2005年,他们已经进行了有关的大赛,也就是“波束能量挑战奖”和“缆绳挑战奖”,今年再一次推出这两个项目,目的是吸引更多的团体来参赛。

NASA还关心哪些课题

2005年6月 22日,备受瞩目的“宇宙一号”宇宙飞船发射升空,这是第一艘太阳帆飞船,发射的时候十分顺利,但是 20分钟之后,地面控制站就跟“宇宙一号”失去了联系,“宇宙一号”太阳帆飞船的发射彻底失败。“宇宙一号”太阳帆是2005年最受关注的航天器,因为这是一个由私人团体建造出来的飞船,而且是第一个太阳帆飞船,主持这个项目研究的是美国行星协会,它们的这项研究持续了多年,但是从来就没有得到NASA的任何帮助,NASA一直处于冷眼旁观的状态,行星协会的负责人对此颇有怨言。

尽管行星协会的太阳帆失败了,但是他们还要继续研究这个课题,它们的研究是否能够引起NASA的兴趣?NASA是否会对太阳帆的研究提供帮助?一直是广受关注的问题。

其实NASA也想改变对太阳帆研究的态度,就在“宇宙一号”发射失败的当年年底,NASA推出了2006年的“百年挑战奖”,这项大奖有六个项目,其中就有关于太阳帆的。它要求参赛者不仅要完成太阳帆的发射和太空部署,还要演示太阳帆是如何实现加速度飞行的,如果太阳帆能够飞到一个指定的位置,那么参赛者就会获得250万美元的奖励。这场竞赛还有第二个阶段,第二个阶段要求参赛者能够有效地控制太阳帆,要把太阳帆控制在制定的目标不能动,而且停留的时间要超过三个月,如果能完成这个目标的话,那么参赛者还会再得到250万美元。

但是,在今年新的方案公布的时候,太阳帆这项大奖赛却被无情的删除了,太阳帆再一次与NASA失之交臂。其实不仅是太阳帆飞船,今年年初跟去年年底公布的百年挑战奖的项目设置也发生了很大的改变,从这里也可以看出来NASA对什么技术最感兴趣,哪些东西是它急需想得到的,这也引发了人们的思考,下一年NASA会对什么技术感兴趣。

两种方式意义不同

新概念的资助项目跟百年挑战奖有着很大的区别,新概念资助的是全新的概念研究,就如同太阳帆的研制那样,不需要事先有技术基础,它要的是全新的设计思想,甚至是与我们固有的理念有冲突的设计理念,在原来没有任何技术基础的情况下开始全新的探索。最关键的是,这种研究不必有成功的结果,它可能会在短期内搁浅,但是,NASA希望它会在未来的四十年内变成现实。

而百年挑战奖就完全不一样,它要求的是实实在在的成果,当然它也就没有太高的技术指标,它要求在现有的技术的基础上,作出一些重新的改造设计,让原有的技术有新的用途,“安萨里X奖”就属于这种类型,使用的技术并没有新的创造,但是却达到了亚轨道飞行的目的。

值得关注的是,设立大奖赛这种方式也给航天工业界很大的启示,他们也开始采用这种方式,目前就有一个组织设立了登月舱设计大奖赛,希望科研团体来参与这样的竞赛,而且奖金达到了200万美元,设奖者希望通过花费很少的钱,得到他们需要的技术,当然,它们的目的主要是得到这些技术,为自己带来巨大的利润。

NASA设立新概念资助项目和设立大奖赛这两种方式,对NASA未来的发展具有重大的意义,这样,NASA就不用像阿波罗计划和CEV计划那样,只是简单地把大工程承包给工业集团。这种灵活的方式不仅可以使更多的科研团体关注太空技术,更重要的是,可以使它只花费很少的钱,就让更多的人为它服务,从而获得非常有意义的技术成果。(天枢)

来源:国家航天局网责任编辑:中国航天工程咨询中心_章国华

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