人類的太空旅行夢,無法實現了嗎?


退而求其次:試試“亞軌道太空旅行”

在計劃被推遲了很多年之後,我們有理由去相信也許我們嘗試去觸碰一下亞軌道太空旅行。

由於最近太空旅行的合法化是太空旅行產業變得異常火爆,很多開展太空旅行的公司也很容易籌到錢。除了維珍,Jeff Bezo的Blue Origin公司也悄悄開始研究亞軌道火箭。在經歷了幾次失敗的飛行之後,終於在最近幾年品嚐到了第一顆勝利的果實。他們發射的飛行器成功進入了9萬3千米高的天空,就離太空下緣僅一步之遙。

最後,該公司表示,它們最新研發的New Shepard宇宙飛船將可以承載三個人進入亞軌道太空,可用於太空旅行和研究。

與此同時,加州的XCOR Areospace也因同一目的,在2008年開始研發一系列航天飛機。不過就在上個月,這家公司把未來乘Lynx飛船旅行的價格從 $100,000 提到了$150,000,還允諾試飛將很快到來。

維珍似乎已經從墜機的陰影中走了出來,而且走的還挺遠。聯邦調查認為Scaled Composite (SpaceshipTwo的設計和測試方)理應為墜機承擔責任。據報道,維珍計劃在今年晚些時候開始測試新改版的飛船。

誰來控制風險?

另一方面,太空旅行離我們又有些遙遠。

比如在2008年時,維珍創始人理查德·布蘭森就預測 商業航班將於2009年開始。 2012年,維珍的CEO George Whitesides又説得到2013年才開始。2008年XCOR發佈了他們的航天飛機設計,當時預測到2010年就能飛起來;到了2012年,又説到2013年才能飛起來。

你懂的。“願望很美好,但卻沒有任何實質進展。”太空專家 Howard McCurdy 説道。

不過他也承認,有這麼多從事太空飛行的公司,以及一大幫願意為冒險買單的富人,亞軌道飛行的生意最終會興起。不過對於維珍以及其他的從事太空飛行的公司來説,仍有一些技術上的難題需要解決(最主要是減速問題,如何利用空氣動力學將每小時2600公里的速度降到能夠着陸的速度),但是他們不缺錢,並且願意嘗試。

但維珍的墜機事件仍然在不斷提醒各位吃螃蟹的人太空旅行的潛在風險:儘管經過幾十年的研究,但火箭升空過程中仍有5%的機率會失敗,對於純粹抱着娛樂心態去外太空旅遊的遊客來説,這個風險似乎太大了。

與此同時, McCurdy也表示,儘管攀登珠穆朗瑪峰有1%的死亡概率,但這並不妨礙每年仍然有1000人前往。挑戰極限的旅遊固然有風險,但並沒有使他們就因此放棄了珠穆朗瑪峰。”如果維珍以及其他的公司能夠把風險概率降到1%,那麼就會有很多人樂意前往嚐鮮。”

太空旅行為何永難再上層樓?

這些公司的願景是:一旦他們開始將人們載至亞軌道空間,就能賺足夠的錢,為繞地飛行提供資金。最終,像《2001:太空漫遊》那種真實的太空旅行就會實現:太空旅館、長達一週的零重力假期、完美的賭場。

《2001:太空漫遊》海報

從工程學角度來看,儘管亞軌道飛行和太空飛行看起來類似,但實質上大相徑庭。如今,維珍公司和XCOR公司都嘗試將飛機提升到較高海拔,再滑行下降。但這種方式本質上還是不可能實現繞地運行,因為你無法達到繞地運行所必需的速度。

“亞軌道飛行只需達到3或4馬赫數(1馬赫數等於1音速)即可。而軌道飛行則需要25馬赫數的速度。”Logsdon説道,“要達到這個速度所需的能量會指數級攀升。”迄今為止,繞地飛行速度的人都必須乘坐垂直髮射的火箭才行。

然而,在過去50年中,火箭技術始終稀缺且鮮有進步。今天用來發射衞星和送宇航員飛天的火箭技術,與1957年斯波尼克號衞星發射升空相比相差無幾。裝有燃料的大罐,在發射出大量氣體推動航天器進入軌道後就脱落墜下,崩解得四分五裂。

問題在於,這種模式使繞地太空飛行的成本高企。埃隆·馬斯克曾形象地比喻説,這就像是扔掉了一架單程飛往倫敦的波音747飛機。正因為這種一次性使用的模式,NASA自有航天飛機在2011年退役之後,不得不為以超過8000萬美元的單價,請俄羅斯將航天員送上國際空間站。如果一個公司想做載人太空旅行,那就得大幅降價。

最顯而易見的辦法莫過於算出火箭如何重複利用,而非發射完了就棄之不顧。這就是Space X為什麼要嘗試垂直回收火箭的原因。一個獵鷹9號火箭價值5.4億美元,但重新發射的話,燃料價格不過20萬美元。

Space X仍未能成功回收火箭,但它已經制定了一些步驟以達到其目的——儘管它的主要業務是為政府執行發射任務,但它終究能進入太空旅行領域。然而,如果它設法做到了火箭重複利用,另一個障礙隨之會出現:在各次航班之間,它得做到快速掉頭。

現如今,Space X公司集結大量的工程師,花費數月翻新獵鷹9號火箭,準備下次飛行。NASA的航天飛機,包含了一架可重複使用的航天飛機,外帶一對可重複使用的火箭推進器,已經是可重複使用的領頭羊了,但還是用了19000名工程師,花了好幾個月的時間來翻新併為下一次發射做準備。所有這些勞動表明,與太空艙加可丟棄的火箭傳統一次性太空飛行相比,可回收的模式反而要更浪費。

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標籤: 太空旅行