上一期介绍了第12届LCPM会议中法国CNES关于低成本行星探索项目的愿景，这一期介绍东道主USA的主旨报告《NASA的行星科学任务》。关于NASA未来十年的行星科学任务整体概貌，我以前做过《世界行星科学中的小卫星》公开讲座，网上有讲座视频（网上查询“北京时间”，“首都科学讲堂第557期”，即可找到。），此处不再重复介绍，本期重点介绍的是NASA在LCPM（Low Cost Planetary Mission）上的观点和看法。
提到行星科学，就无法忽视NASA在这个领域的巨大贡献，当前NASA对太阳系中的太阳及八大行星的探索已经完全覆盖，旅行者一号及二号也已到达太阳系边缘，这些探索任务极大地丰富了人类对宇宙及太阳系的认识，也奠定了USA在行星科学领域的国际领导者的地位。随着深空探测任务的持续开展，NASA意识到LCPM的问题会越来越突出。因此至今为止，美欧发出倡议并已连续开展了12届低成本深空探测任务的研讨会，从这个会议的历届举办情况来看，8次会议在美国召开，其余4次分别在荷兰、日本、印度、德国等国召开，LCPM的倡议得到了世界从事行星科学研究的天文学家、工程师及教育家们的广泛支持。
未来NASA在行星科学LCPM领域的下一步工作重点是什么呢？首先继续开展任务研究，针对未来十年继续从顶层谋划有价值的行星科学任务。然后持续把握对太阳系无人深空探测的主导权，所采用的技术将确保未来的行星科学研究是领先的；使用小卫星或者立方星；重点针对遥远的行星距离（天文单位）来解决能源和通信问题；欢迎商业合作伙伴。
2016年NASA发表了一份学术报告，证明立方星可以获得更高的科学价值。重要的是立方星在与传统的大型任务相比的能力，或者针对更加具体的测绘任务方面成为了会议争论的目标。SMD提出立方星在4个方面需要广泛的思考：
—确认能够使用立方星或者小卫星来达到的高优先级的科学目标；
—在可接受的成本和风险范围内进行项目管理；
—建立多学科方法和合作来帮助科学任务团队学习经验和增加能力，从而避免传统大型任务中没必要的冗余；
—利用商业元素的杠杆原理驱动合作者们进行科学仪器和传感器创新。
未来针对行星探测目的地的探索将给小卫星的应用带来独一无二的机遇。
NASA在行星科学深空小卫星上的研究有：
—2016年8月19日公布了NASA的研究报告
—为潜在的小卫星及立方星任务征集概念研究：针对ESPA级的1U的概念设计（以前介绍过在EM-1任务上ESPA环上可搭载13颗立方星的设计）；考虑任务成本不超过100M美元；不必考虑受限于现有任务的搭载发射
—具体的研究包括：什么样的行星科学研究任务能够适合小卫星来做？什么技术的发展能够促进小卫星的应用？预期的成本范围是多少？
—目前已经收到102个提议。
在2015年获奖的小型创新型行星探测任务有：
—月球极去氢测绘任务
—立方星粒子收集及碰撞试验
单纯的立方星-1年期的技术验证
—火星微型轨道器（目前已部署2颗，并成功传回火星图像）
—小型带离子推进的小行星探测器DAVID
—测量月球氢反照率的月球轨道器（HALO）
为了持续推动小卫星在行星科学领域的应用，征集针对行星科学简单小型创新型任务的基本要求有：
—ESPA量级或者更小
—在具体主载荷设计的基础上征集次载荷，具体包括可以任意日期发射，进入最初的分离轨道（也就是说发射即不管，其余的自己负责）
—成本上限任务（也就是按成本设计）
—随着任务期限持续公开征集
NASA不久将开展第二阶段的公开征集活动，对已提交的征集任务进行审查。第二阶段任务的具体里程碑包括一个4年计划：
—L-4：针对具体任务剪裁考虑，针对1年期的A/B阶段的研究有选择的进行奖励，预期成果可以到达PDR水平的设计，运载火箭不明确；
—L-3：针对具体的主任务设计，继续选择次级任务，针对明确的主任务也许可以选择多个次载荷；针对具体选择的运载火箭选择适合的次级载荷；提供C阶段的设计/建造条件，更具体的运载火箭轨道、环境和接口条件
—L-2：建造/测试次级载荷
—L-1：建造/测试/集成次级载荷
NASA 行星科学部 (PSD）技术路线图：
—总结VEXAG（Venus Exploration Analysis Group，金星探索研究）
、OPAG（Outer Planets Assessment Group，外行星评估研究）、SBAG（Small Bodies Assessment Group，小天体评估研究）、火星项目及其它十年研究项目；
—技术推动发展：更创新的科学任务、更极端的环境条件、更小型的任务，以及更加频繁的节奏；
—与NASA中心协作评估每条技术是否都有如下优势：
是未来任务或者利益的重要或关键技术
针对PSD任务/需求的满足度
完成所需的工作
成本分摊的概率
成功研发的可能性及影响
持续地商业化
技术路线图（背景->目标->成本->优先级）
把每项技术都放在任务背景中考虑（和NASA的GRC、GSFC、MSFC、ARC和JPL）
绘制每项技术的能力，功能，目标及时间表
对有PSD优先权的技术，明确目前的工艺水平、质量技术目标、如果成功了哪项科学任务会为它买单
决心达到这个目标：它将花费多少？它将花多长时间？如何达到这个目标？
NASA总部将审查任务申请时的背景
技术PPBE（规划、计划、预算与执行系统）审查
在纳入考虑后的技术协调机制，技术协调投资战略，通过PSD和NASA追溯技术投资
通过本期对NASA行星科学任务主旨报告的学习，我们可以看出NASA的态度和策略：他们将持续推动降低行星探测任务的成本，通过小卫星及立方星技术来降低任务成本。但是将小卫星及立方星用于行星探测任务，需要设计创新型的科学任务目标、小型化的科学载荷和仪器、先进的平台技术（例如通信和能源），同时谋划在轨技术验证项目（例如火星的两颗立方星，以及EM-1任务上的13颗立方星）。同时欢迎商业资本进入低成本行星探测领域，并以此为杠杆推动行星科学领域的快速可承受发展。
学习完这份报告，您有什么启发呢？欢迎留言探讨。
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