美国国家航空航天局

美國負責航空事業的政府機構



美国国家航空航天局(英语:National Aeronautics and Space Administration缩写NASA/ˈnæsə/,音译:纳萨)是美国联邦政府独立机构,负责制定执行美国的民用太空计划及进行航空科学空间科学研究[注 1]

 美国政府机构
国家航空航天局
National Aeronautics and Space Administration(英文)
美国国家航空航天局徽章
美国国家航空航天局旗帜
机构概要
成立时间1958年7月29日,​65年前​(1958-07-29
前身机构美国国家航空咨询委员会
机构类型公共航天机构美国政府独立机构
机构驻地 美国华盛顿特区西南区隐藏人物路300号美国国家航空航天局总部英语NASA Headquarters
38°52′59″N 77°0′59″W / 38.88306°N 77.01639°W / 38.88306; -77.01639
格言For the Benefit of All
雇员数17373人 (2020年) [1]
年度预算额240.41亿美元(2022年度)[2]
机构首长局长比尔·纳尔逊
副局长:帕梅拉·梅尔罗伊英语Pamela Melroy
上级机构美国联邦政府独立机构
授权法源美国国家航空航天法案
网站www.nasa.gov
影像资料

NASA在肯尼迪航天中心的载具装配中心

1958年7月29日,美国总统艾森豪威尔签署《美国国家航空航天法案》创立NASA,1958年10月开始运作,取代前身美国国家航空咨询委员会(NACA)[5][6][7]。自此,NASA负责管理阿波罗登月计划、天空实验室和航天飞机等美国太空探索任务。自2006年2月,美国国家航空航天局的愿景是“开拓未来的太空探索,科学发现及航空研究”。美国国家航空航天局的使命是“理解并保护我们依赖生存的行星;探索宇宙,找到地球外的生命;启示我们的下一代去探索宇宙”。在太空计划之外,美国国家航空航天局还长期研究民用和军用航空航天技术。

NASA透过地球观测系统英语Earth Observing System提升对地球的了解[8],透过太阳科学研究计划精进太阳科学[9]。美国国家航空航天局注重于利用先进的机器人航天器新视野号任务探索太阳系中的所有天体[10],并利用大型轨道天文台计划及相关计划研究天体物理学中的主题,例如大爆炸理论[11]。美国国家航空航天局与许多美国国内及国际的组织分享其研究数据。是世界上最大的政府性质航天机构。

发展历程

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初创时期

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威廉·海达德·皮克林,(中间)喷气推进实验室总监, 总统肯尼迪(右边),NASA管理员 詹姆斯·韦伯(背景是水手号模型)讨论水手号计划

自1946年以来国家航空咨询委员会 (NACA) 一直在实验超音速X-1试验机.[12] 1950年代初,面临为国际地球物理年 (1957–58) 发射卫星的巨大挑战,美国 Vanguard计划对此付出很多努力,1957年10月4日苏联发射世界上第一颗人造卫星斯普特尼克1号)之后 ,美国的注意力转向刚刚起步的太空作战 。美国国会对国家安全和技术领导的威胁(被称作“斯普特尼克危机”)感到震惊,并敦促采取迅速行动, 德怀特·艾森豪威尔总统及其顾问团提出更加深思熟虑的措施。 1958年1月12日,NACA组织了一个由 Guyford Stever英语Guyford Stever领导的“空间特殊技术委员会”。[13]

关于NASA的一个简短的纪录片
 
水星-红石3号于1961年5月5日发射,宇航员艾伦·谢泼德成为了第一位进入太空的美国宇航员
 
奥尔德林阿波罗11号)在月球表面行走

从美国国家声望和和军事必要性来看,这个斯普特尼克1号挑战是通过一项充满活力的研究和发展的空间征服计划来满足国家的迫切性需求,因此科学研究由国家民间机构负责......NACA有快速推广和扩大其空间技术影响的能力。[13]

当时这个新的联邦机构将进行的是所有非军事太空活动,但是1958年2月成立的国防高等研究计划署(APRA)从事的却是开发军事用途的空间技术。[14]

1958年7月29日艾森豪威尔总统签署美国航天法,建立了NASA。当它于1958年10月1日开始运作时,NASA完整地接收成立43年的NACA及其8,000名员工,年度预算为1亿美元,三个主要研究实验室(兰利研究中心英语Langley Research Center艾姆斯研究中心刘易斯飞行推进实验室英语Glenn Research Center)和两个小型测试设施。[15]1959年艾森豪威尔批准了NASA的标志[16]陆军弹道导弹局英语Army Ballistic Missile Agency美国海军研究实验室已经成为NASA的一部分,NASA和苏联在进入太空竞赛时的重要贡献者沃纳·冯·布劳恩,也是德国火箭技术的领导者,他借鉴了美国科学家罗伯特·戈达德的早期作品,并在陆军弹道导弹机构英语Army Ballistic Missile Agency(ABMA)工作。[17]美国空军的早期研究[15]和很多ARPA的早期太空计划也被转移到NASA。[18]1958年NASA得到了加利福尼亚理工学院运营的承包设施喷气推进实验室的控制权。[15]

太空竞赛(1957-1958)

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苏联于1957年10月4日成功将第一枚人造卫星斯普特尼克1号送入太空后,美国的注意力转移到自己正在起步的太空工业发展。国会受此斯普特尼克危机震撼,要求政府立即采取行动,但艾森豪威尔总统与其顾问团则认为应该更审慎地考量,在数个月的商议后,认为有必要成立一个全新的政府机构,以领导所有非军事太空行动。

美国的第一颗环地球人造卫星“探险者1号”在1958年2月1日发射升空。同年7月29日,艾森豪威尔总统签署了NASA的成立,1958年10月1日NASA正式成立。NASA以拥有46年历史的研究机构国家航空咨询委员会(NACA)的四个主要实验机构与其中80名成员改组而成。由在战后移民至美国的前德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩所领导的德国火箭计划,对于美国进入太空竞赛领域有着重大的贡献,被誉为“美国太空计划之父”。陆军弹道导弹署英语Army Ballistic Missile Agency美国海军研究实验室的一部分也整合到NASA的组织里。

水星计划(1958-1963)

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水星计划是美国的第一个载人航天计划,于1958年启动。1959年4月9日,美国国家航空航天局在110名飞行员中甄选出7名作为参加该计划的首批航天员,其中有6名先后进入太空。[19]

1961年5月5日,即苏联航天员尤里·加加林首次进入太空后不到一个月,艾伦·谢泼德乘坐自由七号(水星-红石3号)进入亚轨道绕地球飞行,成为第一个进入太空的美国人[20]。1962年2月20日,约翰·格伦 乘坐友谊七号进行了进行了三次完整的轨道飞行,为美国国家航空航天局的第一次轨道太空飞行[21]。第六次也是最后一次水星任务由戈尔登·库勃于1963年5月执行,其在34小时内进行了22次轨道飞行[22]。水星计划从1961年到1963年实行了六次载人飞行,为美国的之后的载人航天计划积累了经验。

登月(1961-1972)

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原本,阿波罗计划水星计划双子星座计划结束后启动,且未计划登陆月球。由于美国和苏联之间冷战的升级,1961年5月25日,总统约翰·肯尼迪在国会联席会议上发表讲话,宣称美国将在1970年以前将一个人送上月球并安全返回地球:[23]

我认为,这个国家应致力于在这个十年结束之前实现人类登月并安全返回地球的目标。在这期间,没有任何一个空间项目会比这个目标给人类留下更深刻的印象,或对太空的长期探索有更重要的意义,也没有任何一项任务会如此艰巨和昂贵。

其在1962年9月于莱斯大学发表的“我们选择登月”演讲中重申了这一承诺。这使载人航天计划被迅速调整,阿波罗计划成为载人登月计划,而双子星座计划则扩大了太空舱,并尝试了太空行走,为阿波罗计划提供航天技能和设备。

1967年2月21日,阿波罗计划首个载人航天任务阿波罗1号发射前突发大火,三名航天员全部牺牲。1968年12月,阿波罗8号首次到达月球,三名宇航员绕月球飞行了10圈,然后安全返回地球。[24]1969年7月20日,尼尔·阿姆斯特朗与宇航员巴兹·奥尔德林乘坐阿波罗11号成功登陆月球。在踏出登月舱之后,阿姆斯特朗说道:“这是我个人的一小步,也是全人类的一大步。”[25]

1970年,阿波罗13号因氧气罐爆炸险些失事。到1972年,共有15个宇航员登月成功。美国宇航局赢得了登月竞赛,但失去了国会批准的高额预算和来自公众的关注和兴趣,约翰逊总统下台之后,其又失去了其主要的政治支持。尽管阿波罗计划一直安排到阿波罗20号,但由于预算紧缩和越南战争的高额支出,阿波罗17号为其画上了句号。[26]

航天飞机(1969-2011)

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行星探索和空间科学(1962至今)

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弊案

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美国司法部调查显示在1996至2015年间一家挪威外包公司“Sapa Extrusions”(后改名Hydro Extrusion)长达20年零件造假,提供劣质产品给NASA而居然品管部门也都验收通过,造成巨大隐患,实质上也导致两次金牛座(Taurus XL)小型运载火箭发射失败,轨道碳观测卫星(OCO)及“荣耀”科研卫星(Glory)毁灭,导致损失7亿美元之巨,最终总署零件测试实验室主管入狱三年。[27]

该公司伪造测试结果,为火箭整流罩外壳部分提供残次材。两次发射中火箭要无法脱离整流罩和无法分离载荷。[28]火箭穿过大气层后,整流罩会接收指令自动脱落,随后分离载荷入轨若无法分离则等于携带额外重量耗损燃料,无法进入高度,卫星要放出时也被挡住无法放出。2015年Sapa Extrusions承认自己伪造测试结果,然而拒不承担火箭失败责任直到对该公司铝件进行独立测试,发现强度不达标,才定罪,但此现象已经隐瞒20年之久未被发现其偷工减料,显见国家航空航天局管理严谨度松散混乱。

现状与将来

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NASA的“蠕虫”标志,曾于1975年至1992年间使用,在2020年重新启用为辅助标识[29]

包括马克·韦德(Mark Wade)在内的一些评论家指出,NASA在载人飞行的计划中陷入了停滞不前的状况。美国政府花费数十亿美元完成的阿波罗计划以及土星计划中使用的航天器自1970年起就不再被使用。虽然阿波罗计划结束之后NASA的财政预算被大幅缩减,但机构内的官僚作风却没有改变,导致严重的铺张浪费,而且器械也没有保持在最佳状态。

 
航天飞机计划
 
美国佛罗里达州:摄于NASA航天计划(STS-95),1998年10月31日

NASA计划出现的问题导致国际空间站计划停滞不前。按照原计划,国际空间站在2005年应达到七名宇航员的配置,但起初却只有最基本的两名,以致很多计划中的研究项目被推迟。其他在国际空间站的项目上投了巨资(比如欧洲空间局)的国家因此担心国际空间站会像太空实验室一样以失败告终。同时,欧洲国家和日本对国际空间站的贡献也已经落后于时间表。

NASA目前不考虑建造新的替补航天飞机,而是转而研发新的奥赖恩计划。NASA的载人航天计划依靠的仍是航天飞机,但当2011年机队退役之后,美国已经不能将人送入宇宙,而需要仰赖俄国。航天飞机担任的任务包括为在建的国际空间站运送主要的建筑构件和材料。在1986年和2003年的两次重大事故中,已有两架航天飞机被毁,导致14位航天员死亡。其中,1986年失事的挑战者号原本是一架做为测试用途的航天飞机。而2003年的哥伦比亚号则造成美国国内对航天飞机未来的信心大减。因而导致了外包厂商的机会,目前为止SpaceX是一个未来的机会,将能让美国人重新坐上美国制造的航天器,回到近地轨道。

2004年,美国政府提出了代替宇宙飞船的机组探测飞行器计划,以允许航天局再次将宇航员送至月球。此计划后来演变为后来的猎户座飞船计划。

2020年,美国国家航空航天局新一代火星探测车“毅力”号搭乘“宇宙神5”号运载火箭升空,约2021年2月抵达火星。探测器负责寻找古老微生物,并会在火星测试无人机。[30]

预计将于2021年,NASA跟加州科技公司合作研发的“空中出租车”(SkyTran)将会正式投入服务,届时冀望可纾援城市交通过于挤塞的问题。[31]

美国东部时间2021年2月18日下午3:55分,NASA喷气推进实验室的任务控制中心宣布,火星探测器“毅力”号成功在火星Jezero Crater着陆。

预算

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NASA从1958年到2012年的预算占联邦预算的百分比

在1966年阿波罗计划期间,NASA在联邦总预算中的份额达到顶峰,约为4.41%。在1975年迅速下降到约1%,并保持在该水平附近,直到1998年[32][33]。然后比例逐渐下降,直到2006年再次持平,约为半数(在2012年估计为0.48%)[34]。在2012年3月美国参议院科学委员会的一次听证会上,科学传播者奈尔·德葛拉司·泰森作证说:

现在,美国航空航天局的年度预算是你税收的半分钱。只要两倍——“一美元上的一分钱”——我们就能把这个国家从一个对经济斗争感到厌倦闷闷不乐的国家,转变为一个重新获得20世纪与生俱来明日梦想的国家。[35][36]

现有计划和项目

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载人航天

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国际空间站(1993年至今)

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商业补给服务(2008年至今)

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商业船员计划(2011年至今)

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阿耳忒弥斯计划(2017年至今)

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无人任务

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探索者计划

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“发现”计划

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行星科学任务

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天体物理学任务

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空间应用体系

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深空网络(1963年至今)

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近空网络(1983年至今)

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探空火箭计划(1959年至今)

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发射服务计划(1990年至今)

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历次航天计划

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参见

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相关机构

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注释

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  1. ^ NASA是独立机构,不属于任何行政部门,直接向总统报告。[3][4]

参考文献

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  1. ^ Workforce Profile. NASA. [2020-04-23]. (原始内容存档于2020-04-27). 
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外部链接

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综合性
更深层次的研究