航天飞机退役和发展新的大型载人飞船，支持国际空间站和载人登陆小行星，支持月球、火星、木星等太阳系各类天体的探索，发射各类天文望远镜探索太阳系以外的世界等等，人类的太空探索历经半个多世纪仍然蓬勃发展。迄今为止，美国的太空探测器已经抵达了太阳系的主要天体类型和八大行星，旅行者2号甚至已经飞出太阳系边界；欧洲、日本、印度也都在太空探索领域投入巨资。在这个似乎没有直接经济产出的领域，世界各大国为何舍得花钱，他们开展太空探索的目的是什么？回答这个问题，需要从太空探索的主要特征说起。

太空探索具有高投入、高风险、高回报特征

所谓高投入，即一项太空任务往往需要投入上亿甚至数十数百亿美元经费。美国阿波罗载人登月计划共有120所大学、2万家公司、400多万人参加，投入资金高达250亿美元，折算到现在差不多是2000亿美元。目前还在火星上执行科学考察任务的好奇号火星车投入经费25亿美元。美国航天局近年来每年的预算支出稳定在180亿美元左右，而且在这几年的经济危机之中，虽然NASA的经费预算缩减了10亿美元，但其在整个政府支出中的比例反而由1%增加到1.4%，可见航天对美国的重要性反而更高了。美国宏伟的太空计划为国内创造了成千上万个就业机会，并带来许多相关的承包合同。对于基础设施已经比较完善的发达国家来说，高科技行业永远是政府投入的主要方向之一。

太空探索的高风险是指太空探索从来都与失败相伴相随，屡败屡战的精神是太空探索的应有之义。1986年，挑战者号航天飞机升空后不久爆炸，7名宇航员全部遇难。2003年，哥伦比亚号航天飞机在着陆前坠毁，航天员同样全部遇难。失去14位最优秀的航天员无论对哪个国家都是难以承受的重大损失。日本在太空探索领域也是失败连连，先是火箭故障不断，隼鸟号小行星探测器发射后多次出现意外，历经7年的抢救才最终回到地球；原计划实施的月球穿透器由于航天器上的电子元器件难以经受高速撞击，历经10年才得以攻克，导致该任务由于航天器已经老化被迫取消；首次金星探测又未能进入环绕金星的轨道而宣告失败。

太空探索是技术高度集成、系统高度复杂的重大科技工程，距离遥远、通信困难、操作复杂，一系列的技术困难不断挑战人类的能力极限。也正因为如此，其往往可以带来以点带面的效果，一个技术突破点可以创造一个新技术领域乃至催生新的产业。

太空探索还具有高回报的特征。根据2005年美国太空基金会的独立评估报告，美国航天局每年对经济的贡献大约为1800亿美元，其中60%来自太空技术公司创造的商品和服务，每1美元的投入大约能产生10美元的收益。例如，因航天形成的卫星通信不仅支持电视、无线电，也支持远程医疗会诊、GPS导航、气象预报和国防。2002年华盛顿大学的研究表明，美国航天局为执行太空任务签订的研究合同产生的回报更为惊人，会促使相关公司将技术形成商品出售。据调查，15家相关企业获得美国航天局640万美元的研发合同，而相关的经济效益则高达15亿美元。

太空探索的高回报不仅体现在经济效应，更体现在社会效应上。人类对未知领域天生充满好奇，因此太空探索拥有强大的民意基础。自20世纪50年代开启航天时代以来，美国历届总统都很重视太空探索，在两党轮替时通常都要调整上届政府的太空政策，在竞选连任时往往又会宣布新的太空计划以争取民意，而这已经成为美国政治的组成部分。宣布新的太空计划的时机往往是经过精心考虑的，载人登月、火星探索等宏大的太空计划能收到凝聚人心的效果。另外，太空探索的社会价值体现在它对全民族和全人类创新精神的激励上。太空探索既是充满挑战的旅程，也是不断获得惊喜的发现之旅。这种对未知世界的探索，往往可以获得大量新的科学发现，不断扩大知识的疆界，直接改变人类对世界和宇宙的认知。

开启人类未来之路

太空探索的另外一个重要目的是开启人类的未来之路。人类生活的地球已经越来越拥挤，面临的资源环境挑战也越来越严峻。众所周知，支撑当前地球人类生产生活的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源和金银铜铁等矿物资源，但随着能源和资源需求的日益增加，世界不可再生能源资源枯竭的一天早晚会来临。在这种背景下，科学家把解决能源需求的目光投向了外太空，其中包括科学界普遍看好的新能源——热核能，它是一种取之不尽、用之不竭、非常清洁的能源。最好的热核燃料是氦-3，这种物质在地球上含量甚微，但在月球上的月壤中却极其丰富，足够整个地球用上万年。在太空中收集太阳能，通过微波或激光的方式传输到地球上也是一种可能的解决途径。此外，一些地外天体上还可能拥有人类一直梦寐以求的其他珍稀资源。

地球并非人类永远的家园。恐龙曾经独霸地球，它的突然灭绝是人类需要深刻吸取的教训。2013年初，小行星“撞击”俄罗斯引发的恐慌让我们明白人类面临的灭顶之灾其实一直很近。当地球的“末日”临近，人类面临生存危机的时候，如何将文明的火种延续下去是必须面对的问题。我们或许需要一艘“诺亚方舟”，或许火星和土卫六将会是人类新的繁衍生息之地。太空探索的任务之一就是要发现人类未来适合生存的地方，发展星际旅行的技术，使人类文明得以延续。

与此同时，太空探索也是国际合作的重要领域。以科学为目的的太空探索是全人类共同的事业。由于耗资巨大，高额的投入往往使得一国难以独立承担，经费一直是制约太空探索快速发展的最主要因素。通过多国合作，可以分担经费风险。此外，太空探索面临的技术挑战也往往需要通过国际合作，发挥各自的技术优势加以应对。由美国、俄罗斯、欧洲航天局等16国联合建立国际空间站就是太空探索国际合作的一个成功范例。

冷战时期的太空探索是美苏两个超级大国在太空领域的实力竞争，这种竞争具有鲜明的民族主义特征和政治目的。在新时代的太空探索中，由于太空探索本身具有明显的社会和经济效应，其已经演变成由科学所驱动。这种以科学前沿和人类天生的好奇心为推动力的对未知世界的探索，正在主导太空探索的未来方向。

（作者单位：中国科学院国家天文台、香港科技大学）