太空科學需要私人資金的推動

具有成本效益的商業能力可能會引發新的發現浪潮

哈勃太空望遠鏡的廣域相機3號於2009年5月安裝後拍攝的首批照片之一,顯示了星團人馬座ω擁擠的核心。

喬恩·A·莫爾斯博士是非營利組織BoldlyGo研究所的執行長,該研究所致力於透過私人資助的任務和公私合作伙伴關係推動來自太空的基礎研究和發現,並且曾任美國國家航空航天局總部科學任務理事會天體物理學部主任。莫爾斯為Space.com的專家之聲:評論與見解撰寫了這篇文章。

空間科學中的基礎研究在解決我們存在的深刻問題以及開啟探索、創新和未來經濟機遇的大門方面,擁有基本上無限的潛力。無論是探索火星、研究宇宙的基本物理學,還是發現附近恆星周圍的新系外行星,空間科學都在不斷產生非凡的發現。

這種探索和開發太空的動力促使新公司和傳統航空航天公司湧現出創新,他們尋求改革航天器的設計、製造、發射和執行方式。致力於創造新的商業能力和啟動下一波太空探索的私人資源也激增——儘管尚未用於發現驅動的科學任務。[美國國家航空航天局可以透過公私合作伙伴關係更快到達火星,公司告訴國會]


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令人鼓舞的是,看到美國國家航空航天局越來越傾向於將商業能力整合到空間科學任務的實施方式中,特別是對於立方體衛星和小衛星而言。美國國家航空航天局必須擁抱小型衛星市場中日益普及的眾多商業能力,該市場在未來幾年內可能在全球達到每年200億美元。這些能力——包括光學系統、感測器、航天器匯流排、運載火箭和其他任務要素——現在可以比最近幾年更便宜地採購。這些更便宜的能力可能未在NASA科學任務提案審查期間使用的任何成本模型中體現,NASA必須積極掌握此類發展,甚至可能透過與相關行業代表舉行的研討會來促進候選任務團隊使用它們。 

然而,美國國家航空航天局或其他航天機構可以採取其他行動,以實現高優先順序的科學目標,並在財政環境受限的情況下提高飛行率。

首先,美國國家航空航天局需要以穩定的資訊流表明,該機構渴望對空間科學任務進行私人投資。這一資訊已為載人航天和空間技術發展而大肆宣傳,但對於空間科學而言,這通常是事後才考慮的,有時在諮詢委員會會議期間的問答環節中被提及,或者在機構簡報中完全缺失。

美國國家航空航天局的預算藍圖在2017年3月釋出,大膽地在第一句話中宣告,擬議預算“支援和擴大公私合作伙伴關係,作為未來美國民用太空努力的基礎”。這似乎包括空間科學,但很難看出空間科學組合如何進行這種轉型。雖然機構在向美國國家航空航天局提交專案提案時,通常會為任務團隊成員提供一些工資支援,甚至為有效載荷做出貢獻,但在解決國家科學院優先事項的空間科學任務中,尚未證明有大量的成本分攤;相反,成本分攤往往透過國際夥伴關係來實現。

執行私人空間科學任務或增加公私合作伙伴關係的主要困難在於獲得私人資金。自籌資金的大學立方體衛星專案數量顯著增加,立方體衛星可以完成有趣的新科學。但是,許多高優先順序的科學目標至少需要數千萬美元的投資才能建造合適的航天器。有幾種籌款方法,包括透過慈善事業、贊助和風險投資(此外,不同(可能是國際)組織之間也可以分攤成本)。

主要的慈善資助在其他科學學科中很常見,即醫學研究和地面天文學,現代專案成本現在與NASA的Explorer、Discovery和New Frontiers計劃中開發的複雜衛星的成本相當。非營利組織BoldlyGo研究所成立於2013年,旨在將慈善模式擴充套件到前沿的太空科學任務——但願意支援七位數或八位數金額的空間科學任務的個人或家族基金會可能有限。因此,我們還提出了美國國家航空航天局可以採用的其他機制,以激勵私人投資,降低任務成本並加快發現步伐。

除了考慮資助的太空法案協議(該協議在載人航天計劃中使用)作為中小型空間科學任務的採購機制外,美國國家航空航天局還應研究採用資料購買和科學獎金來降低成本並促進私人投資和公私合作伙伴關係。我們尋求空間科學私人資金的經驗表明,如果即使有適度的投資回報,也可能有大量的風險資本可用。

我們通常不將科學資料視為商業商品,但是,如果美國國家航空航天局提供報酬或科學獎金,類似於谷歌月球X大獎賽,或者表明該機構將為某些資料付費,則可以籌集到此類資金——只要報酬或獎金與任務的資本成本大致相當即可。美國國家航空航天局可以與主要研究基金會彙集資源,並與空間科學界協商,以確定可以透過這種方式實現的潛在科學目標。

當然,只有當與美國國家航空航天局的傳統採購和任務開發流程相比,可以實現顯著的成本節省,從而可以在給定的預算內完成更多工(和更多科學)時,這才是值得的。充滿活力、成功的商業衛星和發射行業,擁有創業遠見和非政府資本來源,現在為許多科學應用提供了這種節省成本的機會。現在是時候在基礎科學研究和發現事業中釋放這種創業精神了。

莫爾斯是“藍色計劃”的任務執行官,“藍色計劃”正在IndieGogo上籌集資金,用於建造私人太空望遠鏡,以尋找半人馬座阿爾法星周圍的行星莫爾斯還曾任總統行政辦公室科學技術政策辦公室物理科學與工程部高階政策分析師;紐約倫斯勒理工學院物理學、應用物理學和天文學前教授以及物理科學與工程研究副總裁;以及哈佛-史密森天體物理中心太陽、恆星和行星科學部現任研究助理。

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