本文参加百家号科学#了不起的天文航天#系列征文
1969年7月20日，阿波罗11号的宇航员登陆月球，开始执行人类在另一个世界的首次任务。一年前，拿着相机的尼尔·阿姆斯特朗差点在一次试飞事故中丧生。距离人类最后一次在另一个世界的表面行走已经将近47年了，人类上一次实现这一壮举时，世界上超过50%的现有人口还没有出生。人类现在应该是星际文明了。没有任何科学理由表明人类不应该在火星、小行星或木星或土星的任何卫星上行走。莱特兄弟的第一次飞行是在1903年，尤里·加加林的第一次太空飞行是在1961年，前后相差58年。我们只用了8年时间就把人类送上了月球。
与此同时，从1961年加加林第一次太空飞行到今天已经58年了。人类不仅没能到达火星、小行星或太阳系中的任何其他目的地，而且自阿波罗计划结束以来，我们甚至没有重返月球。今天生活在地球上的大多数人从未经历过人类走出近地地球轨道的时刻。尽管政治承诺空洞无物，我们这一代人却无法重返月球或更远的地方，有一幅图表清楚地解释了其中的原因。
作为联邦预算的一部分，对NASA的投资是58年来最低的，只有0.45%的预算，必须回到1960年，才能发现美国在国家航天局的投资比例更小。在阿波罗时代的鼎盛时期，美国在人类和科学探索外层空间方面的投资是那时的十多倍。如果想完成一个大的目标，必须付出很大的努力，投入大量的资源。如果想完成以前从未做过的事情——科学、工程或技术能力从未实现过——就必须在研究和开发上投入的资金。只有这样，才有机会达到所期望的。
在把人类送上月球的过程中，有大量的障碍需要克服。整个1960年代，苏联和美国都为此目的投入了大量资源。正是这项投资导致了美国在太空探索方面取得的最大成功，将人类送到他们离开地球最远的地方，并将他们安全送回地球。
阿波罗11号的宇航员——尼尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林斯和巴兹·奥尔德林——从月球表面返回后，在移动隔离设施中。我们需要开发的新技术的数量不能被夸大。这包括：
一种新的推进方式，多级火箭的发展，创纪录的大载荷,能够在很长一段时间内提供大而恒定的加速度，了解太空环境及其对人体的影响，发展了在失重状态下软着陆到另一个世界表面的能力，零重力环境下的轨道跟踪、机动和对接，还有很多很多。从理论家到数学家，从工程师到技术人员，从发射专家到仪器制造商等等，成千上万的专业人士在这个巨大的成就中发挥了重要作用。试飞员将他们的生命置于危险之中，途中有许多人死亡，所有这些都是为了实现我们的外太空梦想。
就像任何推进已知领域的努力一样，也有许多挫折。火箭在发射台爆炸，或发生故障，最后落入大海，或错过了目的地，或迫降。以往的成功往往会导致倒退，就像阿波罗13号那样。美国和苏联在追求人类登月梦想的过程中都失去了一些最伟大的英雄。
从左到右，阿波罗1号的宇航员罗杰·查菲、埃德·怀特和格斯·格里森姆仰卧在太空舱模拟器中，准备执行即将到来的任务。这张照片拍摄于1967年1月，被认为是为阿波罗时代的首次成功发射做准备。相反，在随后的一次测试中发生的一场火灾将阿波罗计划推迟了将近整整一年，导致三名宇航员全部遇难，但却带来了极其宝贵的知识，尽管代价高昂。然而，作为一种文明，我们集体选择不被挫折吓倒。我们选择了远大的梦想，并相应地投资于追求这些梦想。正如当时的肯尼迪总统(1962年)在描绘美国太空发展方向时所说的。目前在外层空间还没有冲突、偏见和民族冲突。征服它应得到全人类的最大努力，而和平合作的机会再也不会出现。
在肯尼迪发表著名演讲大约7年后，载有阿波罗11号宇航员阿姆斯特朗、奥尔德林和柯林斯的土星5号火箭向人类在外层空间的第一个目的地——月球。如果我们愿意，我们今天也可以采取同样大胆的步骤。有成千上万的天文学家、物理学家、工程师、技术人员、计算机科学家、硬件设计师，火箭建筑商，栖息地的设计师，和许多其他技术熟练的专业人士愿意参与月球新一代探测器，载人航天超出地球低轨道只是一个历史记忆。
我们没有投入大量的资源去真正探索新的领域，而是把它们委托给无人驾驶的机器人太空探测器。当然，我们可以用更低的成本从他们那里获得更多的科学信息，但获得最划算的东西并不是我们推动知识前沿的原因。相反，我们正在迈出需要一大步。
宇航员凯伦·尼伯格从国际空间站(ISS)的圆顶窗往外看。国际空间站已经运行了20多年，尽管它的总成本已经达到1500亿美元，但这只相当于美国政府每年预算的0.2%，这个成本由许多不同的国家和太空机构分摊。自阿波罗计划结束以来，人类从未超越过近地轨道。我们向许多不同的行星、卫星、小行星，甚至是太阳系中的柯伊伯带(Kuiper belt)天体发射了机器人探测器、着陆器、漫游者、轨道器、探测器和飞越任务，但我们获得的知识最多也只是不断增加。
在科学和人类探索中有许多革命正等待着被发现，我们有技术能力用今天的知识和材料来实现这些目标。如果我们想把人类送上火星，我们可以在未来内做到这一点，所需的投资要比阿波罗时代登月所需的投资少得多。从技术上讲，这种情况已经持续了30年。
这幅图展示了人类在火星上的殖民地可能是什么样子的，即使是在廉价的情况下。随着猎鹰重型的成功，这可能比以往任何时候都要便宜。对于火星上的人类，如们发射了正确的科学设备和基础设施——无论是与宇航员一起发射，还是提前发射——我们就能在到达火星的几天内知道火星上是否曾经有过生命。我们不需要建造专门的仪器来进行单一的观测，我们可以搜索火星的大气层、表面，甚至是火星表面下的岩层，以寻找当前、活跃、休眠甚至是过去生命存在的证据。
如果我们把目光投向更宏伟的目标，比如木卫二、土卫二、金星的云顶、泰坦、海卫一，甚至是围绕着另一颗恒星的世界，我们就能实现人类从未有过的巨大飞跃。但在今天的世界上，这几乎不可能发生。
距离的对数图，显示旅行者号宇宙飞船，我们的太阳系和最近的恒星，以作比较。如果我们希望穿越浩瀚的星际空间，这将需要一种比化学火箭更先进的技术，希望这将包括一种燃料的发现，这种燃料可以在我们穿越银河系时得到补充。我们的问题很简单，我们的梦想太小了，我们没有投入足够的资金来实现我们更大的、改变文明的梦想。没有什么恶魔能像苏联那样，强迫我们达到我们曾经渴望达到的伟大水平。这并不局限于太空探索，而是适用于所有我们希望探索的前沿领域，发展核聚变、应对气候变化、建造一台比大型强子对撞机强大得多的粒子对撞机，或者用天体物理学家都在提倡的天文台观测宇宙。
如果不以大幅度增加的速度进行长期投资，我们将永远无法在能够彻底改变21世纪人类文明的时间尺度上实现这些目标。相反，只有像纳米技术和微电子技术这样的透明的有利可图的技术才会进步。
LUVOIR太空望远镜的概念设计将把它放置在L2拉格朗日点，一个15.1米的主镜将在那里展开并开始观测宇宙，给我们带来数不清的科学和天文财富。该计划将自身屏蔽在太阳之外，以便更好地将其与广谱电磁信号隔离开来。有很多理由投资于基础研究，当推动人类知识的前沿时，总会出现许多技术发展和进步。但这些发展大多是不可预见的，因为其中大多数都需要对目前答案未知的问题进行研究。当我们展望下一个地平线时，宇宙几乎总是让我们感到惊讶，但我们必须把投资于将我们的能力推过目前极限的探索类型作为优先事项。
这是自阿波罗计划结束以来，我们每年都选择不做或不投资的事情。尽管许多世界领导人呼吁重返月球，但分配给这一努力的资源远远不足以实现这些梦想，更不用说超过这些梦想了。在我们真正开始为新一代“登月计划”投资之前，我们唯一能做的就是待在家里。
