不需要火箭科学家

好消息/坏消息：哥伦比亚号灾难再次引起了人们对航天的关注，但到目前为止，这种关注大多缺乏真正的清晰理解。哥伦比亚号灾难似乎并没有将焦点集中在我们航天计划迫切需要的资金和愿景上，而是开启了对 NASA 的公开攻击。国会听证会重新讨论关于我们航天计划价值的陈旧辩论，严厉批评该机构并呼吁匆忙制定改革方案。我有幸与 NASA 内部和外部的许多人密切合作，他们和我一样担心，我们可能即将做出不可逆转的决定，而这些决定将令子孙后代后悔不已。布什政府宣布改变航天计划，截至发稿时尚未作出决定，这可能会解决哥伦比亚号调查提出的一些问题，但它肯定会忽略一些更根本的问题，这些问题是深层次的、结构性的，如果你相信太空探索的价值，这些问题对我们在 21 世纪的地位至关重要。

“知识捕获”问题
在从事大型城市、医疗和机构建筑的十年专业实践中，我始终在开始任何新项目时都会调查机构记忆。我需要知道以前的项目是如何得出最终设计的，然后我才有资格提出下一代解决方案。但在 1997 年到达 NASA 后，我几乎立即发现，试图在这个拥有 18,000 名员工、16 个设施的机构中收集此类信息非常困难。当我要求提供有关旧项目的数据时，通常得到的回应是疑惑的眼神。当我开始设计 TransHab（一种用于火星任务等长期机组人员探险的充气栖息地）时，我意识到我需要天空实验室内部和家具的实体尺寸。那些图纸似乎总是存档在某个遥不可及的地方。最后，我拿着卷尺和一双胶底鞋去了休斯顿太空中心游客中心的天空实验室 1G 训练器。我敢肯定，一些游客走进训练器展览时发现我悬在天花板上，这让他们非常兴奋。

在其集体知识以及员工的个人历史和经验中，NASA 是独一无二的、活生生的国宝。但令人沮丧的是，这些知识很难获得。把 NASA 想象成一台计算机，
几乎没有接口，硬盘也生锈了。此外，它的存储介质也越来越老：唯一成功设计和驾驶过航天器的美国男女都已经退休或即将退休；还有很多人已经不在人世了。如果组织内部没有有意识的指导计划，这些知识只能断断续续、不完美地传递给新一代工程师和科学家。结果是年轻的工程师不断地重新设计程序，却不知道同一项目以前的设计已经存在。他们可能会因此引入新的问题或风险，而这会传给
问题的核心：正如哥伦比亚号事故中指出的那样，NASA 内部对真正的专业知识越来越缺乏兴趣。当任何官僚机构支持其官僚文化而不是真正的智力资本时——调查哥伦比亚号事故的委员会正是指责 NASA 这样做——它就会变得停滞不前，而不是富有成效。

NASA 需要做的是建立一个积极的指导计划，让新员工在一定时期内接受高级技术人员的指导；让真正的工程师（而不是招聘团队）挑选研究生进行实习；在每个项目办公室和中央档案馆之间开通一条直线，以便记录团队的决策——
制作过程和最终成品的详细信息
产品随时可用。

但即使这些措施也无法完全解决来之不易的专业知识被浪费的问题，因为问题并不局限于存档失败。任何承担项目的团队都会积累一些真正有价值的信息。然后会发生什么？在 NASA，项目团队解散的情况屡见不鲜，拥有独特知识的人才被挖走。尽管其他行业积极鼓励在团队环境中获取知识——知识总量明显大于任何个人努力——但 NASA 似乎没有意识到稳定、成功的团队的价值及其存储、传输和使用积累知识的能力。

我们的 TransHab 项目团队最终在测试和设计方面取得了足够的进展，以保证 NASA 进行所谓的“独立技术评估”。在我们的案例中，这意味着 NASA 邀请一些老将（包括 X-15 首席工程师 Charlie Feltz、任务控制先驱兼前约翰逊航天中心主任 Chris Kraft、航天飞机首席工程师 George Jeffs 和约翰逊航天中心主任 George Abbey）复出几天，正式评估该项目。这样的活动似乎相对罕见，但从其强度、方法和持续的节奏来看，它们让人回想起人类航天的早期。小组对我们的推理和流程进行了深入分析，就像他们处理我们开发的技术一样，并让我们了解到他们自己是如何成功的
正是这些壮举成就了 NASA 的伟大。经过三天的辛勤工作，终于获得了他们的批准，这感觉是我一生中最大的成就。

我们的最后一项任务是对另一艘飞船进行为期六周的可行性研究，这尤其令人兴奋。那时我们已经吸收了顾问提出的所有问题和批评，并开始互相使用他们的评估策略。现在我们能够预测队友的工作方式，我们想出了解决方案，打造出一艘真正优雅的航天器。

然后我们就解散了。一个能够以极低的预算制造出像 TransHab 这样的飞行器的项目团队的解散对太空计划来说是一个巨大的损失，不一定是因为我们中的任何一个人特别特别，而是因为这个团队积累的知识几乎代表了
40 年的航天事业，经历了成千上万次大大小小的失败。正如查理·费尔茨告诉我们的，“工程师从失败中学习。我们经历过很多失败。”

这里有一个想法：我们为什么不借用建筑和工业设计等设计学科的模式，开发由来自不同领域的专家组成的“工作室”——当一个项目完成后，尝试让团队保持在一起。

“视觉捕捉”问题
美国宇航局面临的问题比上述知识获取失败更大：它已经制度化地无法获取愿景。哥伦比亚号航天飞机坠毁后，比以往任何时候都有更多美国人意识到了这一点。他们说：“航天飞机不安全，我们现在就应该停止飞行。”“为什么美国宇航局没有开发任何替代产品？”这也是内部人士提出的问题。我与美国宇航局高级工程部门的大多数人交谈过，他们一致认为，美国应该在 20 世纪 90 年代中期开始建造下一代航天飞机，当时最老的航天飞机哥伦比亚号和发现号已经达到了 10 年的最低使用寿命。水星号、双子座号和阿波罗号太空舱的首席工程师马克斯·法格特去年春天告诉媒体，我们没有建造一艘新航天器真是太遗憾了。利用当今的技术和材料，我们可以制造比航天飞机更轻、飞行和维护成本更低的东西。

并不是说 NASA 尚未迈出开发有意义的航天飞机替代品的第一步——只是这些步骤无一例外地以失败告终。在过去三年中，我们看到了三个不同的计划被提出：第二代可重复使用运载火箭 (2GRLV)、太空运输架构研究 (STAS) 和太空发射计划 (SLI)。每个计划都为载人航天提出了总体新战略和架构，范围上只有细微的差别。每个计划都迈出了蹒跚的几步，然后就失败了。（就在哥伦比亚号事故发生前三个月，NASA 挪用了 SLI 的 45 亿美元预算，以帮助满足航天飞机和国际空间站计划的需求。）

目前，NASA 正在推进一项名为“轨道太空飞机”的新计划，该计划被广泛吹捧为航天飞机的替代计划。但该计划存在一些混乱，因为目前设想的“轨道太空飞机”的任何一项规格都无法与航天飞机的载人能力相媲美，也无法与它作为高吨位发射系统的强大动力相媲美。

可以肯定的是，OSP 的要求直接源自上述三个主要计划的各个方面。但 OSP 仅继承了三个组成部分——用于机组人员返回、机组人员转移和机组人员救援——这些组成部分来自复杂的系统，包括发射平台、轻型和重型运载能力、科学有效载荷运载工具、货物和探索支持，以及更普通的、为国际空间站及其机组人员提供的日常支持功能。

继承的乘员转移组件最初被设想为一个广泛、可升级、长期系统的一部分，该系统能够搭载多达 10 名乘客执行完整任务，并可进行主动对接和轨道操作。随着 OSP 去年春天问世，它所具备的这些特性越来越少，直到它成为今天设想的被动乘员救援飞行器的微型版本。一场已经在进行的竞争——几家潜在竞标者已被淘汰——已经彻底重新调整了范围，以便在预算赤字飙升的情况下实现眼前的政治目标。

原因何在？可能是因为航天飞机替代计划从一开始就缺乏足够的远见或承诺。

应该发生什么？NASA 应该继续开发真正的航天飞机替代者架构
系统，并要求加快推进机组人员转移部分计划；或者，如果这种方法似乎不能满足当前的需求，那么就应该把桌面清理干净，重新开始整个过程​​，并在布告栏上列出一系列新的问题。

OSP 计划的改型热潮导致的一个结果是，规模较小、更敢于冒险且往往更有活力的公司在竞标开始之前就被淘汰了。现在 OSP 只需要容纳四个人，并搭载在一次性商业发射装置上，在我看来，它开始与 X Prize 竞争者正在开发的各种车辆非常相似。然而，根据竞标的性质，这 25 个团队中没有一个有机会将其太空飞机概念带到 OSP。如果 NASA 能够共享这些概念，结果会怎样？
通过邀请竞争并重新开放设计解决方案领域来激发创新灵感？最有可能的是节省成本并获得卓越的设计。

简而言之，航天飞机替代系统的近期历史如下：提出并研究一系列系统，然后在预算削减时努力保持单个子组件的运行，而不考虑其与载人航天计划其他部分的长期兼容性。所有这些单独的部件都需要以某种方式适应下一波大计划。而大计划的前景不断变化——谁也不知道 OSP 将如何融入布什政府的新太空计划。当组件在新场景中的实用性难以证明时，它们就会被否决——无论已经投入了多少精力进行开发。它们成为被搁置的想法，只会被后代重新发明。

“伟大工程”问题
正如最近许多明智的太空专家所说，NASA 需要挑战。如果没有得到持续支持和政治意愿支持的广泛外部挑战，NASA 成立十五年来的那种英勇努力和愿景似乎不太可能重现。

这些专家真正抱怨的是缺乏一致的愿景，这最终源于一个比 NASA 更大、更古老的问题，其性质引起了建筑师和总体规划师的深切关注，因为它对我们可能建造的项目类型和规模有着强大的影响。简而言之，在民主国家开展我们所谓的“大项目”——大型、公共范围的项目，其完成需要 10 年或更长时间——是非常困难的。

在专制社会中，统治者通常会下令修建道路、防御工事、精美的宗教或行政建筑等大型工程，以彰显自己的统治地位。一旦下达命令，政府的目标就是确保这些工程完工，并让它们为建造这些工程的统治者增光添彩。

在我们的民主制度下，确保任何长期项目年复一年地获得资金或持续获得资金本质上是不可能的。从这个角度来看，罗斯福总统几乎不受挑战的四届任期可能不仅对公共事业振兴署的成立至关重要，而且更重要的是，对许多单个公共事业振兴署项目的完成也至关重要。

当然，在当今政治两极分化的环境中，从民主党到共和党政府的转变（或反之亦然）往往预示着许多未完成的公共项目的取消——例如，在2001年2月底之前，即乔治·W·布什就职后不到一个月，几个主要的载人航天计划被取消。

当预算被削减时，公众需要意识到这将导致宝贵项目和人员的流失。但为了让这些损失对美国人民产生影响，必须为 NASA 阐明一个真正鼓舞人心的愿景。当政客们宣布新的 NASA 计划时，无论是登陆月球、火星还是更远的地方，公众都必须认真倾听，以寻求连贯的计划和强有力的承诺——当然包括资金——来完成任务本身，而不仅仅是任务的想法。

关于这一点，哥伦比亚号事故调查委员会的报告说得很明确：“委员会认为，此前为老化的航天飞机研制替代飞行器的尝试代表了国家领导层的失败。”

美国宇航局很久以前就证明了它能够应对一项深刻而不可思议的挑战，正如它在 1961 年肯尼迪总统宣布的伟大登月计划中所做的那样。但 NASA 本身并不能提供愿景。那是我们的领导人的责任。如果他们确实提供了愿景，那么可以肯定的是，一个真正焕然一新的 NASA 将出色地实现它。