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美国航空航天局

美国航空航天局

美国航空航天局（National Aeronauticsand Space Administration，简称NASA），又称美国国家航空航天局、美国宇航局、美国太空总署。1958年，NASA成立，接替了美国国家航空咨询委员会（NACA），成为美国民用航空航天研究和开发的中心。NASA的成立，推动了航空航天技术的发展，美国航空航天局的研究领域主要包括空间科学（太阳系探索、火星探索等），地球学研究、生物物理研究，航空航天、航空技术等。在航空航天方面，包括水星计划、阿波罗计划、天空实验室、航天飞机、国际空间站等；在航空技术上，主要从事空气动力学、推进技术、材料与结构和航空电子学和人素工程等的研究。

1958年7月29日，时任美国总统艾森豪威尔签署了《美国国家航空航天法案》，将美国国家航空咨询委员会（NACA）改组成为美国航空航天局（NASA）。1958年10月1日，美国航空航天局正式成立，其研究领域主要为航空航天学研究及探索。NASA现由局长比尔·纳尔逊领导，截至到2023年9月，NASA拥有18000名左右的队伍，并与许多的美国承包商，学术界以及国际和商业合作伙伴合作、探索、发现和扩展知识，造福人类。2022年7月15日，据路透社报道，美国国家航空航天局和俄罗斯联邦航天局（Russian Federal Space Agency）宣布签署协议，美国将恢复与俄罗斯的国际空间站飞行合作。双方将整合飞往国际空间站的航班，NASA将允许俄罗斯宇航员乘坐美国制造的航天器，美国宇航员也能乘坐俄罗斯的联盟号飞船。2023年9月24日，美国航空航天局（NASA）的OSIRIS-REx探测器携带45亿年前小行星样本的太空舱送回地球，太空舱降落在犹他州沙漠。11月30日，距离上次阿波罗计划50多年后，美国于2024年1月25日再次尝试登陆月球。

美国航空航天局在2021财年的年度预算为232亿美元，不到美国联邦总预算的0.5%，在美国各地提供了超过312000个工作岗位，创造了超过643亿美元的经济总产出（2019财年）。美国国家航空航天局曾在全球最有活力品牌百强榜中排名第6名。NASA的使命是“探索航空航天领域的未知世界，为了造福人类实施创新，通过一系列发现激励世界”，愿景是“探索宇宙奥秘，造福所有人”。

历史沿革

初创时期（1958年）

1957年，苏联第一颗人造地球卫星发射成功，受此影响，时任美国总统艾森豪威尔于1958年7月29日签署了《美国公共法案85-568》（United States Public Law 85-568，即《美国国家航空暨太空法案》），将1915年成立的国家航空咨询委员会（NACA）改组为国家航空和宇宙航行局，后改为美国国家航空航天局（NASA）。美国将NACA改组成国家航空航天局目的是为了扩大这一机构在航天方面的职责，以加速实现美国赶上苏联的计划。1958年10月1日，美国航空航天局正式成立，三个月后，美国首次载人航天计划“水星计划”启动。1961年11月至1966年11月，实施了“双子星座”计划，其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。

太空竞赛时期（1958-1975年）

为了打破前苏联的优势，1961年5月25日美国总统约翰·肯尼迪批准了航空航天局的“阿波罗”载人登月计划。该计划从事的一系列载人航天任务，主要致力于完成载人登月和安全返回地球的目标。该计划先后完成6次登月飞行，把12人送上月球并安全返回地面。它不仅实现了美国赶超苏联的政治目的，同时也带动了美国科学技术特别是推进、制导、结构材料、电子学和管理科学的发展。。1969年7月通过阿波罗11号实现天空实验室和阿波罗-联盟号测试项目。1973年5月14日天空实验室搭乘最后一枚土星五号火箭升空，这是美国第一个空间站和第一个太空载人研究实验室。1973年8月6日，在6小时31分钟的太空行走中，加里奥特和洛斯玛安装了新的遮阳罩来冷却空间站，并更换了阿波罗望远镜座（ATM）上的胶卷罐，这是当时最长的地球轨道太空行走。1977年9月5日，NASA发射了旅行者1号探测器（Voyager 1），它是NASA研制的一艘无人外太阳系太空探测器，其部分功能截至目前依然正常运作，并持续与NASA的深空网路通讯。

航天飞机时代（1981-2011年）

1981年，美国航空航天局的载人航天工作再次恢复，开启了长达30年的航天飞机计划。航天飞机不仅是一项突破性技术，而且对于人类在太空中的下一个重要步骤，即国际空间站的建设至关重要。1983年8月30日，挑战者号航天飞机在美国国家航空航天局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空，这是航天飞机计划的第一次夜间发射。1984年，挑战者号航天飞机发射了地球辐射预测卫星。1984年，时任美国总统里根（Ronald Wilson Reagan，1911~2004）批准建造大型永久性载人空间站，但该计划经过长期论证，规模一再缩小，最后演变成以美国为主，俄罗斯、日本、加拿大以及欧洲航天局共14国共同参加的国际空间站。

1986年1月28日，发生了“挑战者号”航天飞机灾难，这是美国载人航天项目重大致命事故。“挑战者号”航天飞机起飞73秒后解体，七名航天员全部遇难。1990年4月24日，在发现号航天飞机上发射了哈勃空间望远镜，目前位于地球表面约340英里处，以每秒5英里（8公里）的速度移动，大约每95分钟完成一次轨道绕转

21世纪

2020年3月20日，由于新型冠状病毒确诊病例数上升，美国航空航天局关闭位于新奥尔良的米丘德装配厂和密西西比州的斯坦尼斯航天中心，美国重返月球计划遇阻。2020年6月26日，为寻找外星生命，美国航空航天局允许计算机在太空中做出自主选择。2021年6月2日，美国国家航空航天局计划将在2028年至2030年间执行两项探索金星的新任务，以研究金星的大气和地质特征，每项计划将得到约5亿美元的经费。2021年12月6日，美国国家航空航天局向公众介绍新选出的10名预备宇航员。经过两年培训，他们中的合格者将前往国际空间站或参与登月项目等深空探索项目。2022年7月15日，美国国家航空航天局和俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）宣布签署一项协议，整合协调前往国际空间站的飞行，允许俄宇航员乘坐美国制造的航天器，以换取美宇航员能够乘坐俄联盟号飞船。

近况

当地时间2022年9月26日，美国航空航天局“双小行星重定向测试（DART）”航天器成功撞击一颗名为迪莫弗斯的近地小行星，尝试通过动能撞击改变小行星的运行轨道。这是世界上首次进行旨在防御地球免遭小行星撞击威胁的测试。2022年10月，NASA宣布，一组科学家和专家于当地时间10月24日开启对“不明空中现象”（UAP）的新研究，该现象以前被称为UFO现象（UFO）。2022年11月16日，阿尔忒弥斯-1（Artemis-1）任务搭乘美国“空间发射系统”（SLS）火箭从卡纳维拉尔角航天发射场发射升空。2023年9月，美国国家航空航天局（NASA）称将开始利用人工智能和民众报告来研究不明飞行物（UFO），以更好地理解数十年来让公众着迷的现象。2023年9月24日，美国宇航局（NASA）的OSIRIS-REx探测器预定将一个携带45亿年前小行星样本的太空舱送回地球，太空舱计划降落在犹他州沙漠。太空舱携带大约250克样本，可以帮助专家们更好地了解行星是如何形成的，以及揭示地球上的生命如何起源。11月30日，距离上次阿波罗计划50多年后，美国宣布于2024年1月25日再次尝试登陆月球。这次任务将携带由美国宇航机器人技术公司开发的“游”号着陆器。但此次任务中，着陆器不会载有任何人类，它将携带美国国家航空航天局（NASA）的仪器，旨在研究月球环境，为未来的阿尔忒弥斯载人任务作准备。但2024年1月19日，“游隼”月球着陆器登月失败后按计划返回地球，在地球大气层烧毁，任务终结。2023年12月18日，美宇航局称“灵神星”号探测器将一段视频从约3100万公里的外层空间发回地球，并且这也是美宇航局首次利用激光从深空传输超高清视频。

2024年2月，美国国家航空航天局（NASA）宣布找到一颗新“超级地球”，行星编号TOI-715b。这颗“超级地球”绕行一周的时间仅有19个地球日。6月13日，美国宇航局表示，由于航天服出现问题，两名美国宇航员取消了原定在国际空间站外进行的太空行走。

未来展望

2022年3月28日，美国国家航空航天局（NASA）发布《NASA战略规划2022》，指出NASA将围绕“发现、探索、创新、进步”四大战略主题进行发展。NASA的战略目标是通过新的科学发现拓展人类知识。包括了解地球系统和地球气候；了解太阳、太阳系和宇宙；确保NASA的科学数据向所有人开放，并为社会带来实际利益。同时拓展人类在月球和火星的存在，以便进行可持续的长期探索、开发和利用。也要促进经济增长，驱动创新，应对国家面临的挑战。更要提高能力，优化运营，促进当前和未来任务的成功。

主要太空计划

水星计划

水星计划的最初目标是研究载人往返地球轨道的能力，该计划从1958年持续到1963年。NASA从军队的飞行员中选择7名宇航员，称为“水星七人组”。1961年5月5日，宇航员艾伦·谢波德乘坐“自由”7号飞船完成了15分钟的亚轨道飞行。1962年，约翰·格伦成为首个进入地球轨道的美国人，比苏联晚了近一年，该计划共完成了20次无人飞行和6次载人飞行任务。

双子星座计划

双子星座计划是NASA于1965-1966年开展的载人航天计划，相比于水星计划，双子星座计划升级了飞船，加大了乘员舱的体积，可以乘坐两名宇航员。该计划目标非常明确，主要是掌握和验证几项用于支持后续载人登月计划的任务。这些任务包括宇航员在飞船外的太空活动；在太空中生活和工作数日；任务周期与后续往返月球周期；以及飞船轨道交会对接等。该技术和水星计划不仅使用了地面跟踪站，还使用卫星和船载跟踪系统，以此来增强跟踪、遥测和遥控能力。

阿波罗计划

双子星座计划之后，开始实施阿波罗计划。该计划实施了多次载人计划，直到1972年12月执行最后一次任务。但之后尼克松政府决定取消阿波罗18号、19号和20号飞船任务，停飞了土星5号运载火箭，结束了整个阿波罗计划。阿波罗计划参与人数超过了40万人，包括NASA内部雇员，以及大量的民用承包商雇员。

天空实验室

天空实验室是美国第一个宇宙空间站，在1973年被“土星V号”一次性运载火箭发射升空，围绕地球运行。三组宇航员先后在天空实验室进行了总计172天的科学实验，最后一组宇航员一共工作了84天。天空实验室一共包括了五个主要部分，分为是阿波罗太空望远镜装置、多种对接适配器、气闸舱、仪器组指令单元和轨道试验室。天空实验室航天计划一共从肯尼迪航天中心的39号发射场进行了4次发射。第一次发射在1973年进行，“土星V号”二级运载火箭将不载人的天空实验室空间站送入位于435千米高空的预定轨道。1979年7月11日，进行了第34981圈飞行的天空实验室进入了地球大气层，大部分被烧毁了。

天空实验室进行的太阳实验项目为研究太阳活动提供了有价值的科学数据，对天空实验室收集的数据进行了影响地球天气状况的分析。此外，还利用阿波罗望远镜装置对太阳进行了大量的科学，探测太阳的大气层。

国际空间站

20世纪七八十年代，美国和苏联处于对立状态，并强迫各自的盟友选择立场。1984年，美国公布了“自由号”空间站项目，发布了轨道空间站的设计。之后失去了美国国会的资金支持后，NASA想与几个太空强国合作完成该项目。1993年，几个太空强国一起加入并资助了这个项目，并更名为“国际空间站”，5年后开始了建设。国际空间站的各个模块在地球上不同地方完成建造，然后由航天飞机演变而来的运载火箭、俄罗斯“质子号”和“联盟号”火箭发射到太空，由宇航员在失重环境下完成了组装。2000年11月，人类登上国际空间站，该空间站一直使用至今。

航天飞机计划

1970年尼克松总统取消后续的阿波罗18号、19号和20号飞船3次登月任务，把省下了的经费转移到一个新的项目：创造部分可重复使用的航天器，航天器命名为“航天飞机”，项目命名为“空间运输系统”。1981年-2011年，航天飞机共完成了135次飞行任务，但在1986年“挑战者”号和2003年哥伦比亚号航天飞机都发生了事故，造成14名宇航员丧生。从1988年开始，航天飞机计划促成了航天国际合作，如欧洲的“太空实验室”项目，1983年开始使用航天飞机发射其部件。

宇宙天文台

哈勃空间望远镜

1990年4月，美国航天飞机载着名为“哈勃”的太空望远镜，把它送入地球上空600千米左右的轨道，建成了第一个宇宙天文台。哈勃望远镜可以观测150亿光年之远的太空。1972年，美国宇航员乘发现号航天飞机达到哈勃宇宙天文台，在其上构造了九天，对一些设备进行了更换。

康普顿伽玛射线天文台

1991年，康普顿伽玛射线天文台发射深空，该天文台装备了专用于探测和定位射线暴的探测器系统—暴与暂现源实验装置。在之后的九年里，该天文台探测到2704个射线暴，并确定了他们在天空中的分布的均匀性。它的科学任务在1999年正式终止，第二年完成人工控制的脱离轨道坠落。

昌德拉X射线天文台

昌德拉X射线天文台于1999年7月23日被哥伦比亚航天飞机释放到太空。它原名为先进X射线天文物理实验室，在发射前夕，为纪念在白矮星理论研究方面的昌德拉塞尔改为此名，它将对星系、类星体和恒星等进行探测，并努力寻找宇宙中黑洞和暗物质。

斯皮策太空望远镜

斯皮策太空望远镜是太空红外望远镜设施，是NASA大天文台第四个也是最后一个成员。NASA在2003年发射了这个天文台并且为纪念美国天体物理学家小莱曼·斯皮策将它重新命名为斯皮策太空望远镜。它包含有收集红外线和近红外线辐射的装置，特别适合观测星体和星系周围的尘埃。

行星探测计划

为了了解太阳系的起源、演变和现状，探索生命的起源，进一步了解其他行星，苏联和美国从20世纪60年代初起就开始了行星探测计划，首先是探测火星和金星。进入70年代，美国和前苏联掌握了遥控遥感技术，能控制探测器围绕行星运行，加速了行星探测计划。

火星探测

1971年，美国“水手9号”开始绕火星飞行，成为地球之外其他行星的第一颗人造卫星。2018年5月，NASA将“洞察”号火星探测器于2018年5月发射升空，当年11月成功着陆火星表面。该探测器收集到了火星“地震”和“风声”的数据，该数据有利于研究火星的形成历史和气候意义。

土星探测

1997年10月15日，利用原子核能的土星探测器“卡西尼号”开始进入土星轨道，在2004年达到土星，之后开始对土星的物理学和地球科学研究。

水星探测

NASA的水星探测计划有水手号计划和信使号计划，前者于1974年发射水手1号和水手2号这两颗探测器，1975年又发射了水手3号探测器。后者于2004年发射信使号，该探测器于2011年到达绕行轨道。

金星探测

1962年-1973年美国的“水手”系列探测金星及其周围空间。1978年，NASA发射“先驱者”，在金星表面实现软着陆。1989年，又发射了“麦哲伦”探测器，该探测器绕金星观测飞行243天。同年，还发射了“伽利略”探测器，于1990年2月飞越金星，进行遥感观测。

木星探测

2011年，NASA发射了朱诺号木星探测器，2016年7月4日，它达到了木星附近。朱诺号木星探测器是NASA“新疆届计划”实施的第二个探测器，由美国洛克希德·马丁公司建造，NASA下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。

天王星、海王星、冥王星探测

NASA的旅行者2号探测器探测器于1986年和1989年分别飞越了天王星与海王星。之后研究发现天王星和海王星主要由冰、岩石、氢和氦组成。2006年1月，“新地平线号探测器”发射升空，9年后接近冥王星并拍摄了冥王星表面的样子。

彗星探测

美国、苏联、欧洲和日本先后进行或联合进行了有关小行星及彗星的探测。美国和欧洲航天局1978年发射的“国际日地探险者”3号分别于1985年和1986年探测了贾可比尼彗星和哈雷彗星。1996年，NASA发射的“近地小行星交会”对爱神小行星进行了探测。1998年发射了“深空一号”探测器进行小行星和彗星的探测，1999年发射“星尘”探测器对彗星进行取样返回探测，2002年发射了“慧核之旅”探测器探测慧核。

星际探索

为寻找太阳系以外的生命，NASA发射了“先驱者”10和11号以及“卫星一号”1和2号4个探测器，两个旅行者号探测器各带有1套镀金铜质声像片和1枚金刚石唱针，它们能长期放出声像。

机构责任

美国航空航天局的机构责任包括：扩大人类对大气层和宇宙空间方面的知识；改进飞机的用途、性能、安全性和效率；发展能携带武器、设备和生物进入宇宙空间的飞行器；保持美国在航空和空间技术方面的领先地位；向政府部门提供有军事价值或军事意义的研究成果；与其他国家合作，从事空间研究成果的和平利用；最有效地利用美国的工程力量，以及避免设备建设的重复。

研究领域

美国航空航天局的研究领域主要是航空学研究及探索，主要包括空间科学（太阳系探索、火星探索、月球探索、宇宙结构和环境），地球学研究（地球系统学、地球学的应用），生物物理研究，航空学（航空技术）。在航空航天方面，美国航空航天局实施的研究计划包括水星计划、双子座计划、阿波罗计划、天空实验室、航天飞机、国际空间站（与俄罗斯、加拿大、欧洲、以及日本合作）、星座计划等。在航空技术方面，主要从事以下四方面的工作：空气动力学（紊流学、翼型、超声速飞行等）。推进技术（燃烧与燃料、噪声及其传播、计算流体力学、涡轮机械部件研究）。材料与结构（复合材料、高温材料、动态加载与气动弹性、结构分析等）。航空电子学和人素工程（制导/导航、航空电子学、飞行管理和模拟技术）。

研究发现

系外行星探索

2016年5月10日，美国航空航天局开普勒团队宣布，他们又确认发现了1284颗系外行星。人类已确认的系外行星超过3200颗，其中2325颗就是由开普勒计划发现的。开普勒团队这一次发布的成果数量惊人，超过了以前所有发现的总和。背后的大功臣是由普林斯顿大学天文学家莫顿（Timothy Morton）研发的Vespa软件。这一软件可以排除假警报的困扰，使得系外行星搜寻工作进入自动化时代。

2024年2月，美国国家航空航天局（NASA）宣布找到一颗新“超级地球”，行星编号TOI-715b。这颗“超级地球”绕行一周的时间仅有19个地球日。

河外星系探索

2023年9月19日，美国国家航空航天局（NASA）的最新研究结果显示，詹姆斯·韦伯空间望远镜太空望远镜最近在太阳系外的一颗K2-18b 行星上探测到了水、海洋表面和一种在地球上只能由生命产生的化学物质。NASA表示，需要进一步观察该行星上是否存在生命。NASA指出，k2-18b位于距地球120光年外的狮子座，大小介于地球和海王星之间，与太阳系中的任何行星都不同。由于附近没有类似的行星，人们对这些“亚海王星”知之甚少，它们的大气性质一直是天文学家们争论不休的问题。

天体物理学探索

NASA的科学项目部将空间科学按照不同的研究对象转为四个部分的研究内容，分别为日球层物理学、地球科学、行星科学和天体物理学。天体物理学主要探索宇宙的起源和演化，寻找地球以外的生命。天体物理学的研究关系宇宙、物质和生命这三个客体，试图回答起源问题、演化问题和揭示宇宙的基本规律，如宇宙如何起源、如何运转、如何演化，星系、恒星、行星如何诞生等。美国航空航天局当地时间2014年2月26日宣布，其开普勒太空望远镜观测取得最新成果，在太阳系外发现了715颗行星。美国航空航天局表示，这是单次宣布发现数量最多的一次。据报道，这些行星的大小大部分都介于地球和海王星之间。美国航空航天局指出，这项重大发现得益于一项新的识别方法，也就是所谓的“统计技术”。行星科学家里斯奥尔（Jack Lissaueer）及其团队完成了这次壮举。此次发现将在未来赋予科学家们单独研究行星及其“行星小区”的能力。科学家将通过这样的方式，找到行星形成的具体过程。开普勒太空望远镜于2009年3月发射升空。此次美国航空航天局公布的观测结果为开普勒太空望远镜在2009年至2011年观测到的行星。从执行任务开始，已有961个开普勒式望远镜观测到的对象被证实为行星。

宇宙微波背景辐射探索

鉴于宇宙背景辐射的极端重要性，NASA决定发射专用卫星对它研究。1989年，NASA发射了COBE卫星(宇宙背景探测器)，用以绘制整个天空的宇宙微波背景图。COBE表明，它在各个方向上分布均匀，具有迄今为止所测得最完美的黑体光谱。2001年，NASA又发射了威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)，极大地提高了测量的分辨率，发现宇宙早期是一个热宇宙，为宇宙起源的大爆炸理论提供了最有力的支持。

引力波探索

激光干涉仪空间天线(LISA)由3个置于边上为上百万千米的三角形的三个顶点上的探测器组成，三者之间两两形成相距上百万千米的干涉臂，能够处理频率较低的引力波，频率范围在0.001赫兹到0.1赫兹之间(每秒波纹数)。与干涉引力波天文台(LIGO)地面天文台不同，LISA将有机会探测整个天空，LISA最初由欧洲航天局(ESA)和NASA合作项目，但在2011年，受到资金限制，NASA推出了该项目。2016年，LIGO团队宣布首次探测到了时空涟漪，两个黑洞做螺旋运动，然后发生碰撞，将三倍于太阳的质量转变成了引力波能力。

黑洞探索

2010年11月15日，NASA研究人员在距离地球大约五千光年的太空发现“年仅”31岁的黑洞。这一黑洞质量大约是太阳的5倍，由一颗质量大约20倍于太阳的超新星爆炸形成。而在此之前，NASA通告成钱拉射线太空望远镜发现一个“异常物体”。2022年8月24日，美国国家航空航天局（NASA）发布了一段音频片段，声音是根据2亿光年外的英仙座黑洞的压力波而合成的。这段音波来自美国宇航局的钱德拉X射线天文台。天文学家表示，黑洞中的声音大约在中央C以下57个八度音阶，人耳无法听到。美国国家航空航天局通过音频技术提升波形频率，从而使人们能够听到黑洞的声音。

新星诞生探索（“创生之柱”）

“创生之柱”是鹰星云（又名 M16 星云）中的一部分，距离地球约 6500 光年，1995年4月1日被哈勃空间望远镜捕获。拍摄“创生之柱”，是为试图了解新星在巨大的气体和尘埃云中诞生时（“创生之柱”包含 3 座气体和尘埃塔，“塔尖”部分孕育着新的恒星）的物理和化学作用。

2024年6月27日，NASA发布了一段关于“创生之柱”的全新三维可视化影像，公众可以在可见光和远红外线下 360 度全方位观察这一天文奇观。NASA 表示，该视频是通过结合哈勃空间望远镜和詹姆斯·韦伯空间望远镜两台空间望远镜的数据实现的，提供了更复杂、更全面的“创生之柱”图像。这也是截至2024年6月，有关这些恒星诞生地最全面、细致的多波段动态影像。与艺术渲染不同，该视频基于来自科学论文的观测数据。

科研成果

1957年苏联卫星一号上天后，美国组建了国家航空航天局，对发展美国的航空航天事业起了重大作用。美国国家航空航天局的研究课题内容广泛，以航天为主。在航空方面的研究课题主要有超声速技术、飞机节能技术等；在航天方面主要配合几个大型工程，如阿波罗计划、天空实验室、航天飞机等开展研究。同时NASA的研究还涉及到民用领域，例如除油细菌、污染地下水净化等。

航空航天

开普勒空间望远镜

开普勒太空望远镜（Kepler space telescope）是世界上第一个专门用于太阳系外行星搜寻的天文卫星。由NASA研制，定点凝视观测银河天鹅座天琴座的部分区域，利用掩星现象获取类地行星数据，探索行星系统的结构和多样性，特别是要探测围绕其他恒星宜居区内的类地行星。开普勒空间望远镜于2009年3月7日由“德尔塔”运载火箭的“德尔塔”2号火箭发射，并利用上面级进入太阳中心地球曳尾轨道。该空间望远镜于2018年10月30日退役。

飞机节能技术

美国航天局在2011年底提出了一种环保型的“未来飞机”概念，其标准是：飞行速度必须达到音速的85%，续航能力超过1.1万公里，有效载荷在22.6吨到45.4吨之间，既可载人又可载货。“更快速、更大型、更安静、更高效、更干净”是“未来飞机”的追求目标，“绿色环保”是突出特色。为了实现“未来飞机”的构想，美国航空航天局分别与洛克希德·马丁公司、诺思罗普-格鲁门和波音公司这三大飞机制造巨头签订了为期一年的研发合同。在这一年中，3家公司将对各自方案展开论证和完善，美国航空航天局最终会选定一家进行合作，以期在2025年让“绿色飞机”在蓝天翱翔。

高超声速技术

2021年NASA和Aerion（美国飞机制造商）展开的联合研究，旨在加速实现商业高速飞行和更快的点对点旅行。双方将致力于下一代超高速或高马赫飞机的研发。此次合作专门研究 3-5 马赫范围内的商业飞行，将用于评估推进和热管理技术的参数适用性。通过联合评估，将探讨 3 马赫以上速度模式的影响，并为集成发电和机舱系统方面的支持技术建立解决方案。

NASA计划以该项目的研究成果为基础，制定一项高速发展战略，以解决商用超声速和多用途高超声速飞行器之间的潜在市场差距。目前，NASA的商业超声速技术开发工作集中在1.4-1.9马赫的巡航范围以及X-59低音爆验证机；高超声速技术项目正在对5马赫以上的飞行器技术开展评估，特别是8-9马赫巡航条件。

太空3D打印技术

2014年11月25日，美国宇航局（NASA）在太空国际空间站运用3D打印技术成功打印出印着“太空制造/NASA”字样的铭牌，这让科学家们看到了国际空间站自我打印零部件的希望曙光。据悉，这台3D打印机于11月17日由宇航员巴里·维尔莫安装在国际空间站，并于25日成功完成了这个作品。美国宇航局马歇尔航天飞行中心国际空间站3D打印机项目负责人尼基·韦克海泽表示：“这第一份作品是在地球以外实现3D打印批量化的重要一步。空间站是目前我们在太空上进行完整测试的唯一实验室。”美国宇航局认为，这个项目的发展意味着国际空间站将可能实现自己打印所需的替换零部件。这台3D打印设备由“太空制造”公司提供，该公司致力于生产在失重状态下应用的机械制造工艺添加技术。这第一件太空3D打印作品将于2015年被送返地球，供美国宇航局专家进行测试研究。

链式轮胎

2018年7月，美国航空航天局研发出一种用化学合成镍钛合金制成的链式轮胎。格伦研究中心的科学家们将典型的弹性气动材料变成了能够承受显著可逆应变的记忆合金，这使得超弹性轮胎能够承受比任何其他非充气轮胎更多的变形，同时能够增强控制，增加设计的通用性，轮胎可以广泛用于太空车或在地球上的车辆。美国航空航天局计划在2020年发射下一个火星探测器，而最新研发的轮胎将不仅能应用到火星任务，它还能在地球上取代传统的气压轮胎为越野领域带来革新。

空气动力学小翼

美国主要的飞机制造商波音公司公司在1999年创建了Aviation Partners Boeing公司（以下简称APB公司），用于将美国航空航天局工程师开发的小翼商业化。这种“混合型小翼”被时常改进，精准地融入一系列的设计，使得不论私人还是商业飞机的重量减轻20%，在对燃料的节省上得到主要体现。APB公司一年400架的速度为波音系列飞机装备这种改进型小翼。2010年，APB公司量化了该项技术带来的好处，美国航空航天局衍生品报告中这样描述：“混合型小翼”技术在全球节省了20亿加仑航空燃料，这也意味着节约了40亿美元的资金，并相应减少了2150万吨二氧化碳排放。

火箭动力降落伞

在航空安全方面美国航空航天局也贡献良多。他们开发出了一种能够支撑一整架飞机悬浮空中并安全降落的降落伞。曾发明过弹道恢复系统的BorisPopov股份有限公司负责这种降落伞的研发，研究人员考虑到既要避免引发飞机的自由下落可能带来的危险，又要使系统轻便高效，不至于影响到飞机飞行，依靠美国航空航天局的资金该公司进行了合适的薄膜降落伞以及智能调姿系统两个主要方面的研制。借助减震装置，火箭配备的这种降落伞可以根据飞机速度调整打开速度：高速飞行时，降落伞在开始几秒钟只打开25%，以将飞行速度减至降落伞能够全部打开并且飞机能够承受打开的震动的那一点。

民用领域

除油细菌

Micro-BacInternational公司通过与美国航空航天局签订合同研制出一种细菌，它可以在封闭系统比如国际空间站中净化水，而且只需要极少量的光线就可以工作。这种细菌的工作原理在于破坏掉油中的特定组成部分。它也可用于其它环境污染物的处置，在处理了厄瓜多尔的石油泄漏之后，这种细菌自2010年被开发用于破坏冲上岸的油。该公司的下一项研究包括一种干细菌，其可以拿在手中撒向任何来源的油斑，从而保护陆地不被污染。

纳米技术发型产品

美国航空航天局研究过通过增加陶瓷涂层实现癌症病人使用的释药微囊剂的精密活化，这项研究启发了FaroukSystems公司创始人法罗可·沙米将此项技术用在他的烫发产品中。沙米发现，使用陶瓷涂层技术生产出的产品在加热时会释放阴离子，而阴离子已被证明对卷发大有益处。除此之外，这家公司还采用了美国航空航天局的另一项创新——纳米银，使用颗粒极小的银粉末为他们的产品制造无菌涂层。

图像传感器

自从尼尔·阿姆斯特朗踏上月球的第一步通过电视传向世界，美国航空航天局就一直坚持把推动动态图像记录作为一个重要的的任务目标。而为了推动摄像机小型化同时提高画质，Aptina图像公司应运而生。该公司把喷气动力实验室的“互补式金属氧化物半导体动态像素”（CMOS）图像传感器民用化，在1995年至2000年间销量过百万。CMOS高级成像系统具有了稳定成像、高清摄像等功能，由于其显著的低功耗，在摄影机和摄像机中大有取代传统的电荷耦合装置（CCD）图像传感器之势。

仿鹰眼透镜

在试图改进喷气推进实验室技术人员戴的电焊面罩时，美国航空航天局注意到鹰的眼睛虽然完全暴露于太阳光线下，却有在极远的距离辨识出猎物的能力。鹰不会得白内障，于是美国航空航天局从它们身上研究防治人类白内障的办法。研究结果是鹰眼的光学系统可以近100%地滤掉有害的蓝色和紫外光，只让无害的红、黄、绿色光畅通透过。鹰眼光学系统催生了透镜技术的创新，这种新型眼镜外观与传统太阳镜不同，却因其保护作用和透射性能获得长期呆在户外人群的青睐。

污染地下水净化

美国航空航天局曾开发过一套名为零价铁乳化（简称EZⅥ）的方案，用于解决美国的工业污染。该方案可以中和排入土壤的化学毒素，而且全过程的副产物只有一种无毒的烃，这种烃会随着渗入地下水而消失无踪。虽然EZⅥ的起效仅限于一种叫做DNAPLs的污染物，但这项技术仍是数千家处理厂所需要的。美国有百分之六十到七十的污染处理厂需要处理DNAPLs污染。

科技推广

美国知名网站“GOBankingRates”盘点了日常生活中25种源于美国国家航空航天局的技术，遍及“吃穿住行”。它们来自遥远的空天，却便利着人类的日常生活。食品：幼儿奶粉、冻干水果、食品安全包装；生活：记忆泡沫床垫、防刮镜片、防紫外太阳镜、无绳真空吸尘器、耐克气垫运动鞋、太空毯、滑雪靴；家居：泳池净化系统、家用隔热材料；出行：飞机除冰系统、精密GPS、公路防滑槽、更好的轮胎；电子产品：手机照相机、笔记本电脑、大功率太阳能电池、无线耳机、鼠标、CAT扫描仪；医疗保健：植入式耳蜗、隐形牙齿矫治器、耳温体温计。

科研条件

管理机构

2006年，美国航空航天局不仅重新调整了管理结构，专门设立了航空研究任务事务部（ARMD），而且根据新形势出台了新的战略规划，并基于新的需求调整了其航空研究计划，制定了航空安全计划、空域系统计划、基础航空计划、航空试验计划、集成系统研究以及航空战略和管理六大研究计划。其中，基础研究计划和航空试验计划是新增的专项计划，体现了美国航空航天局对基础研究和航空试验基础设施建设的重视。这种研究结构一直持续到2014年。

2016年，美国宇航局成立了行星防御协调办公室（PDCO），领导美国政府探测和警告潜在危险的小行星和彗星，并研究在可能的情况下减轻危害的方法。

美国航空航天局建立了六个战略事务部，分管美国航空航天局的主要业务领域，以更好地实现美国航空航天局的任务和更好地服务于客户。它们分别是：航天飞行部（约翰逊航天中心、肯尼迪航天中心、马歇尔航天飞行中心、斯坦尼斯航天中心）；航空航天技术部（艾姆斯研究中心、德莱登飞行研究中心、兰利研究中心、戈兰研究中心四个研究中心）；地球科学部（戈达德航天飞行中心）；空间科学部（喷气推进实验室）；生物和物理研究部和安全与任务保障部。每个战略事务部都有自己的一套战略目标、目的和为满足主要客户需求的执行措施。战略事务部负责确定客户需求并确保所有客户满意。各事务部会同分管业务的副局长确定其工作方向，负责制定各事务部的长期投资战略、预算、项目资源分配和性能评估、政策和标准，以执行NASA的政策。

实验机构

美国航空航天局最初由拥有46年历史的国家航空咨询委员会（NACA）的四个主要实验机构和该委员会的80名成员组成，并由沃纳·冯·布劳恩领导。这一举措对美国进入太空竞赛领域起到了积极的推动作用。沃纳·冯·布劳恩是第二次世界大战后加入美国国籍的前德国火箭专家，曾实施德国火箭计划，后来为美国太空事业的发展做出了重大的贡献，被誉为美国太空计划之父。另外，陆军弹道飞弹署（陆军 Ballistic 导弹 Agency）和海军研究中心（Naval Research Laboratory）的一部分也被整合到美国航空航天局。根据总统行政命令，所有国防部之下非军事火箭计划及太空计划一并归入美国航空航天局，其中包括当时正在进行的先锋计划和探险者计划，以及美国全部科学卫星计划等。其后，原NACA的兰利研究实验室、刘易斯研究实验室和艾姆斯研究实验室等3个实验室也被编入美国航空航天局，并分别更名为兰利研究中心、刘易斯研究中心和艾姆斯研究中心。与此同时，爱德华空军基地的飞行试验室都改名为飞行研究中心，海军研究实验室的一部分划归美国航空航天局，并在马里兰州组建了戈达德航天飞行研究中心。1960年6月，美国航空航天局接管陆军弹道导弹局，在亨茨维尔组建了马歇尔航天飞行中心，主要负责实施大型运载火箭研究计划。美国航空航天局又相继调整和组建了肯尼迪航天中心、约翰逊航天中心以及太空飞行器中心等。

研发机构

NASA实施局总部和战略事务部两个层次管理。局总部对全局负有领导责任，协调局内外工作，制定该局年度计划、长远规划和发展战略，监督检查各阶段工作进展和完成情况；战略事务部分管NASA的主要业务领域，以实现NASA的任务，确定客户的需求并确保客户满意。战略事务部有6个部门：航天飞行部（包括约翰逊航天中心、肯尼迪航天中心、马歇尔航天飞行中心、斯坦尼斯航天中心），航空航天技术部（艾姆斯研究中心、德莱顿飞行研究中心、斯坦尼斯航天中心），地球科学部（包括戈达德航天飞行中心），空间科学部（包括喷气推进实验室），生物和物理研究部，安全与任务保障部。

预算情况

战略合作

NASA与许多的美国承包商、学术界以及国际和商业合作伙伴进行合作，以便探索、发现和扩展知识。这些合作伙伴包括美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)、美国太空部队、美国地质调查局以及欧洲航天局、日本航天局、俄罗斯联邦航天局和洛克希德·马丁公司、SpaceX等航空航天公司。

美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)

美国宇航局和美国国家海洋和大气管理局在极地和地球同步气象卫星的开发、交付和运行方面已经合作了数十年。这种关系通常涉及 NASA 开发卫星的空间系统、发射解决方案和地面数字技术，以及 NOAA 操作系统并向用户提供天气预报产品。多代 NOAA 极地轨道平台已经运行，可以提供低空天气的详细成像。对地静止运行环境卫星（GOES）提供对西半球的近实时覆盖，以确保准确及时地了解正在发展的天气现象。

美国太空军

美国太空军（ USSF）是美国武装部队的太空服务部门，而美国国家航空航天局（NASA）是美国政府负责民用航天的独立机构。NASA 与太空军的前身空军有着长期的合作关系，太空军支持 NASA 在肯尼迪航天中心、卡纳维拉尔角太空部队站和范登堡太空部队基地进行的发射。美国宇航局和太空部队还在保护地球免受小行星侵害等问题上进行合作。太空军成员可以是 NASA 宇航员。SpaceX Crew-1的指挥官迈克尔·S·霍普金斯上校于 2020 年 12 月 18 日从国际空间站受命加入太空军。2020 年 9 月，太空军和 NASA 签署了一份谅解备忘录，正式承认两个机构的共同作用。这份新备忘录取代了 NASA 和空军太空司令部 2006 年签署的类似文件。

美国地质调查局

Landsat计划是运行时间最长的地球卫星图像获取项目。这是美国宇航局和美国地质勘探局的联合计划。1972年7月23日，地球资源技术卫星发射升空。最终于1975年更名为Landsat 1。该系列中最新的卫星Landsat 9于2021年9月27日发射。

Landsat 卫星上的仪器采集了数百万张图像。这些图像存档在美国和世界各地的陆地卫星接收站，是全球变化研究和农业、制图、地质学、林业、区域规划、监测和教育应用的独特资源，可以通过查看美国地质调查局（USGS）“地球探索者”网站查看。NASA 和 USGS 之间的合作涉及 NASA 设计和提供空间系统（卫星）解决方案，将卫星发射到轨道，并在进入轨道后由 USGS 操作系统操作该系统。截至2022年10月，已建成9颗卫星，其中8颗成功在轨运行。

欧洲航天局

美国国家航空航天局 (NASA) 与欧洲航天局 (European Space Agency) 就广泛的科学和探索需求进行合作。从参与航天飞机（太空实验室任务）到阿耳忒弥斯计划（猎户座服务舱）的主要角色，ESA和美国宇航局一直支持每个机构的科学和探索任务。ESA 航天器上有 NASA 的有效载荷，NASA 航天器上有 ESA 的有效载荷。这些机构在太阳物理学（例如太阳轨道飞行器）和天文学（哈勃太空望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜）等领域开展了联合任务。根据阿耳忒弥斯门户合作伙伴关系，欧洲航天局将向门户提供居住和加油模块以及增强的月球通信。NASA和ESA继续推进包括气候变化在内的地球科学相关的合作，并就包括Sentinel-6系列航天器在内的各种任务进行合作达成协议。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）

NASA和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）在一系列太空项目上进行合作。JAXA 是阿耳忒弥斯计划的直接参与者，其中包括月球门户计划。JAXA 计划为 Gateway 做出的贡献包括 I-Hab 的环境控制和生命支持系统、电池、热控制和图像组件，这些组件将由欧洲航天局（ESA）在发射前集成到该模块中。这些功能对于载人和无人时期持续的门户运行至关重要。

JAXA 和 NASA 在许多卫星项目上进行了合作，特别是在地球科学领域。日本的仪器在美国宇航局的Terra和Aqua卫星上飞行，美国宇航局的传感器也曾在日本之前的地球观测任务中飞行。NASA-JAXA全球降水测量任务于 2014 年启动，包括由 JAXA 火箭发射的 NASA 卫星上由 NASA 和 JAXA 提供的传感器。该任务提供了全球降雨量的频繁、准确测量，供科学家和天气预报员使用。

俄罗斯航天局

NASA 和俄罗斯航天局自 1993 年 9 月以来一直在国际空间站的开发和运营方面进行合作。2017年9月27日，NASA和俄罗斯联邦航天机构签署了一份联合声明：将合作建造首个月球轨道空间站，名为“深空之门”（Deep Space Gateway），以作为深度探索太阳系并将人类送上火星的月面基地。

2022年美国宇航员马克·黑搭乘俄罗斯的联盟号飞船，与两名俄罗斯宇航员一起从国际空间站返回地球。NASA副局长凯西卢德斯表示，国际空间站项目所有各方继续努力使空间站运行期限延长至2030年。2022年7月15日，美国国家航空航天局（NASA）和俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）宣布签署一项协议，整合协调前往国际空间站的飞行，允许俄宇航员乘坐美国制造的航天器，以换取美宇航员能够乘坐俄联盟号飞船。

与航空航天公司的合作

2017年11月8日，美国航空航天局与优步科技公司签署协议，双方将合作为其飞行出租车项目开发交通系统，并计划在2020年前研发出一款飞行出租车。2018年5月8日，美国宇航局宣布，与美国优步公司签署合作协议，探索城市空中交通（UAM）的相关概念和技术，从而在人口密集城市形成安全、有效的空中交通系统。2018年9月27日，美国国家航空航天局的量子人工智能实验室（QuAIL）与美国福特汽车公司签署了一份价值10万美元的合同，福特公司使用NASA的量子计算机进行无人驾驶汽车的研究。

2018年11月30日，美国航空航天局宣布与9家美国航空航天公司合作，向月球发射小型机器人着陆器。获得NASA青睐的公司包括洛克希德-马丁公司、Astrobotic、Moon Express、Masten Space Systems、Deep Space Systems、Draper、Firefly Aerospace、Intuitive Machines以及Orbit Beyond。2019年1月18日美国航天局18日发布公报表示，正就嫦娥四号任务与中方展开合作，于1月31日利用美国“月球勘测轨道器”对嫦娥四号着陆点进行成像。2021年3月，NASA和SpaceX签署联合太空飞行安全协议，正式确立双方对共享信息以维护和改善空间安全的强烈意愿。该协议的焦点包括NASA航天器和SpaceX“星链”卫星之间的避让问题。协议要求SpaceX对任何靠近国际空间站或NASA航天器的“星链”卫星实施机动，NASA不做机动。

2022年3月，美国国家航空航天局（NASA）和SpaceXSpaceX签订一份总额近35亿美元的合同，让SpaceX公司再提供三次把宇航员送往国际空间站的载人航天任务。

组织架构

科研著作

美国航空航天局通过科研课题、合同、计划等形式与国防部、各大高等院校、工业企业的研究机构保持着密切的联系。美国航空航天局下辖的研究中心和实验室虽然有十几个，但科研工作80％以上还是委托局外单位处理。研究成果以美国航空航天局出版物形式发表：

奖项设置

所获荣誉

截至2020年，NASA的社交媒体粉丝已超过2.4亿，相比2019年的2.07亿粉丝增长了15%；在社交媒体上的帖子分享量从2019年的850万增加到2020年的1270万，增长了49%；在Twitter（Twitter）和“照片墙”（Instagram）上的官方账号成为这两个社交平台上关注度最高的政府机构账号。截至2020年，NASA推特官方账号粉丝数超过4200万，而“照片墙”官方账号粉丝数达6100万。

自2020年初以来，NASA电子邮件简讯的订阅用户已达110万。其数量增长最大的时期为2020年7月30日左右，新增订阅用户达14万，大部分都是由于火星2020 毅力号火星探测车发射转播期间对发射内容感兴趣而成为粉丝。NASA商业载人计划的SpaceX Demo-2测试飞行任务发射直播有超过1050万观众进行观看，另外还有170万观众收看了Demo-2测试飞行任务降落的直播。谷歌搜索Demo-2的结果显示，NASA相关内容有超过170万次的浏览量和57万次的点击量。

NASA在Daily Motion和ThetaTV视频分享网站上建立了官方账号，发布了以重要活动为主题的增强现实滤镜，并成为第一个使用领英（Linkedin）直播的联邦政府机构。NASA获得了2020年威比奖（2020 Webby Awards）的12项提名，创下了NASA纪录，并最终在4个类别中获奖，这4个类别突出了NASA在网站建设、社交媒体和APP等广泛项目中提供的多样化数字服务。