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人类的太空旅行梦,再也无法实现?
发布时间:2015-08-22       关键字:人类,太空,旅行             来源:虎嗅网

  虎嗅注:科技进步令人盲目自信,比如周末到太空玩一趟这事儿,恐怕有不少人会觉得很快将美梦成真。但事实并非如此,从技术,到资金,再到安全性来看,太空旅行之梦在短期内恐怕难以成真。
  
  本文来自VOX,标题为《为何说太空旅行会是黄粱一梦》(Whyspacetourismisgoingtobeutterlydisappointing),虎嗅编译,全文如下。
  
  关于太空旅行,人们已畅想了百年之久。想象一下《2001:宇宙漫游》中的环地太空旅馆,或《宇宙威龙》中的火星人造访就知道了。在我们还未能自由地出入太空之前,人们就已经开始畅想将旅游业发展到遥远的太空。
  
  现在很多亿万富豪如JeffBezos和RichardBranson就在太空旅行上面不惜砸下重金。其中一家公司已经开始接受太空旅行预付费,好像这一切都将在几年之后变为现实。
  
  目前亚轨道飞行器的高度上已经可以越过卡门线(译者注:卡门线为位于海拔100公里处,作为外太空与地球大气层的界线),直达临近空间顶层,但速度尚不足以完成绕地球轨道运转。
  

                                                         卡门线是外太空的底层
  
  但这对商家来说已是商机无限了。他们仅仅计划将商业飞行开展到亚轨道空间:技术层面,飞行器将会飞到足够高越过位于海拔100公里处的卡门线进度太空最低边界,这时飞行器会经历几分钟的失重状态,但它最终不会飞入环地轨道像卫星或国际空间站一样绕地球飞行。
  
  但悲剧的是,目前标价为250万美元的维珍银河太空船所提供的约6分钟的失重状态下的飞行,和你花5000美元在模拟零重航天器“呕吐彗星号”里的体验并无二致。
  
  现在,这些航天公司,连同埃隆马斯克的SpaceX一道试图将太空游客带入环地轨道,但是专家们表示这需要一个很长的射程。“根本上来说,这并不十分困难,”空间政策研究所的创始人SpacePolicyInstitute约翰尼·罗格斯顿(JohnnieLogsdon)说道。
  
  “迄今54年来,我们专注于向外太空发射载人航天器,已成功令近600人享受了太空之旅。但我认为将人类太空旅行发展到环地轨道的想法太过虚幻。”
  
  残酷的事实是我们已前所未有地接近太空旅行梦,但是如果你真期待在有生之年实现它,恐怕你要失望了。
  
  “太空旅行的想法流传已久,至少,在科幻小说中是如此,早在1920s就开始了。”PaulMilo曾在去年的一篇文章)中如此说道,他是“YourFlyingCarAwaits”的作者,该书立足20世纪,以此为视角讲述了对于未来科技的畅想。“20世纪60年代即有预言,说是到21世纪,太空旅行这是会变得跟从纽约飞东京一般平常,不管是入住一家绕轨环行的酒店还是飞向月球。”
  
  而现如今,美梦尚未成真,多半是钱的问题。在登月成功后,加之认为美国已赢得太空竞赛,国会在20世纪70年代间大大削减了NASA的经费。几十年来,人们关于太空旅行的梦想毫无进展,因为它依旧是太过昂贵与冒险。
  
  终于,在20世纪90年代末期,事情开始有了一点转机。几个企业家合力创设了XPrize基金:他们会对第一个研制出可重复使用航天器的私人组织予以1000万美金的奖励。2004年,这一奖项被BurtRuta赢走,此人曾两次发射太空飞行器:太空船一号,并成功将其发射至海拔100公里外高空。
  

                     SpaceShipTwo的亚太空轨迹,承诺提供6分钟失重体验
  
  不久之后,RichardBranson授权了一项技术用于研发一个类似的航天器(SpaceShipTwo),该飞行器可以将乘客发送到同等的高度,让他们经历零重力状态,在太空中欣赏地球优美的弧线。不过尽管他的新公司VirginGalactic被炒得足够火热了——差不多700人已经在排队等着去走上这25万美金的旅程了——商用飞行器计划不得不一再后延。在2015年春,计划本来已经准备开始,结果一场坠机让独子SpaceShipTwo成为黄粱一梦,副驾驶之一的殒命也让航空计划不得不推迟。
  

                                                       2014年维珍航空的残骸
  
  迄今为止,仅有7人曾有幸赴太空旅行,而他们都是经由俄国航空局的现有航班送过去的,单人票价在2000万美金止4000万美金不等,可以让你在国际空间站呆了个个把星期。尽管这些航班目前已被搁置(主要原因是NASA将会花更多的精力来收复美国航天员在这方面丢失的阵地),但到2015年年底,他们有望卷土重来。
  
  退而求其次:试试“亚轨道太空旅行”
  
  在计划被推迟了很多年之后,我们有理由去相信也许我们尝试去触碰一下亚轨道太空旅行。
  
  由于最近太空旅行的合法化是太空旅行产业变得异常火爆,很多开展太空旅行的公司也很容易筹到钱。除了维珍,JeffBezo的BlueOrigin公司也悄悄开始研究亚轨道火箭。在经历了几次失败的飞行之后,终于在最近几年品尝到了第一颗胜利的果实。他们发射的飞行器成功进入了9万3千米高的天空,就离太空下缘仅一步之遥。
  
  最后,该公司表示,它们最新研发的NewShepard宇宙飞船将可以承载三个人进入亚轨道太空,可用于太空旅行和研究。
  
  与此同时,加州的XCORAreospace也因同一目的,在2008年开始研发一系列航天飞机。不过就在上个月,这家公司把未来乘Lynx飞船旅行的价格从$100,000提到了$150,000,还允诺试飞将很快到来。
  
  维珍似乎已经从坠机的阴影中走了出来,而且走的还挺远。联邦调查认为ScaledComposite(SpaceshipTwo的设计和测试方)理应为坠机承担责任。据报道,维珍计划在今年晚些时候开始测试新改版的飞船。
  
  谁来控制风险?
  
  另一方面,太空旅行离我们又有些遥远。
  
  比如在2008年时,维珍创始人理查德·布兰森就预测商业航班将于2009年开始。2012年,维珍的CEOGeorgeWhitesides又说得到2013年才开始。2008年XCOR发布了他们的航天飞机设计,当时预测到2010年就能飞起来;到了2012年,又说到2013年才能飞起来。
  
  你懂的。“愿望很美好,但却没有任何实质进展。”太空专家HowardMcCurdy说道。
  
  不过他也承认,有这么多从事太空飞行的公司,以及一大帮愿意为冒险买单的富人,亚轨道飞行的生意最终会兴起。不过对于维珍以及其他的从事太空飞行的公司来说,仍有一些技术上的难题需要解决(最主要是减速问题,如何利用空气动力学将每小时2600公里的速度降到能够着陆的速度),但是他们不缺钱,并且愿意尝试。
  
  但维珍的坠机事件仍然在不断提醒各位吃螃蟹的人太空旅行的潜在风险:尽管经过几十年的研究,但火箭升空过程中仍有5%的几率会失败,对于纯粹抱着娱乐心态去外太空旅游的游客来说,这个风险似乎太大了。
  
  与此同时,McCurdy也表示,尽管攀登珠穆朗玛峰有1%的死亡概率,但这并不妨碍每年仍然有1000人前往。挑战极限的旅游固然有风险,但并没有使他们就因此放弃了珠穆朗玛峰。”如果维珍以及其他的公司能够把风险概率降到1%,那么就会有很多人乐意前往尝鲜。”
  
  太空旅行为何永难再上层楼?
  
  这些公司的愿景是:一旦他们开始将人们载至亚轨道空间,就能赚足够的钱,为绕地飞行提供资金。最终,像《2001:太空漫游》那种真实的太空旅行就会实现:太空旅馆、长达一周的零重力假期、完美的赌场。
  

                                                       《2001:太空漫游》海报
  
  从工程学角度来看,尽管亚轨道飞行和太空飞行看起来类似,但实质上大相径庭。如今,维珍公司和XCOR公司都尝试将飞机提升到较高海拔,再滑行下降。但这种方式本质上还是不可能实现绕地运行,因为你无法达到绕地运行所必需的速度。
  
  “亚轨道飞行只需达到3或4马赫数(1马赫数等于1音速)即可。而轨道飞行则需要25马赫数的速度。”Logsdon说道,“要达到这个速度所需的能量会指数级攀升。”迄今为止,绕地飞行速度的人都必须乘坐垂直发射的火箭才行。
  
  然而,在过去50年中,火箭技术始终稀缺且鲜有进步。今天用来发射卫星和送宇航员飞天的火箭技术,与1957年斯波尼克号卫星发射升空相比相差无几。装有燃料的大罐,在发射出大量气体推动航天器进入轨道后就脱落坠下,崩解得四分五裂。
  
  问题在于,这种模式使绕地太空飞行的成本高企。埃隆·马斯克曾形象地比喻说,这就像是扔掉了一架单程飞往伦敦的波音747飞机。正因为这种一次性使用的模式,NASA自有航天飞机在2011年退役之后,不得不为以超过8000万美元的单价,请俄罗斯将航天员送上国际空间站。如果一个公司想做载人太空旅行,那就得大幅降价。
  
  最显而易见的办法莫过于算出火箭如何重复利用,而非发射完了就弃之不顾。这就是SpaceX为什么要尝试垂直回收火箭的原因。一个猎鹰9号火箭价值5.4亿美元,但重新发射的话,燃料价格不过20万美元。
  
  SpaceX仍未能成功回收火箭,但它已经制定了一些步骤以达到其目的——尽管它的主要业务是为政府执行发射任务,但它终究能进入太空旅行领域。然而,如果它设法做到了火箭重复利用,另一个障碍随之会出现:在各次航班之间,它得做到快速掉头。
  
  现如今,SpaceX公司集结大量的工程师,花费数月翻新猎鹰9号火箭,准备下次飞行。NASA的航天飞机,包含了一架可重复使用的航天飞机,外带一对可重复使用的火箭推进器,已经是可重复使用的领头羊了,但还是用了19000名工程师,花了好几个月的时间来翻新并为下一次发射做准备。所有这些劳动表明,与太空舱加可丢弃的火箭传统一次性太空飞行相比,可回收的模式反而要更浪费。
  
  太空旅行和亚轨道旅行有什么区别?
  
  鉴于这些实际困难的存在,我们未来的太空旅行能有何期望?有钱人很可能只花几十万美金,就能得到维珍公司、XCOR公司、蓝色原点公司等有能力实现轨道飞行的公司提供的亚轨道飞行服务,成为太空旅者。
  
  对不少人而言,问题是:这事儿值吗?很难说啊,毕竟还没人切身实践过这类飞行。但已经有上千人上了零重力公司名为“呕吐号彗星”的飞行器。这款飞行器产于20世纪50年代,由NASA设计,最初用于宇航员训练,如今少数公司也提供这类服务。
  

  在每次飞行中,飞机会拐出一连串抛物线轨迹,在30秒内急剧俯冲,以产生失重感受。当然并非太空飞行,但这酸爽,跟维珍公司允诺未来太空飞行“数分钟失重”的感觉有一拼,离在俄罗斯国际空间站呆上一周的感觉也更接近。
  
  在与零重力公司的乘客聊过之后,我发现他们普遍觉得零重力飞行的感受真是美妙绝伦。当然这飞行还不足以改变人生。
  
  “躺倒时突然间会感到不由自主地四脚朝天。”零重力公司的飞行教练MaraiaHoffman说。“那种感受真是不可思议令人吃惊,”2007年曾有过飞行经历的CynthiaEmmons这么形容道,“我当时禁不住全程笑场。”
  
  “我倒不会将之称为改变一生的失重,”一名供职于Mashable(《全球之声》)的太空记者MiriamKramer在2013年经历一次失重飞行后撰文表示,“很好玩,但又转瞬即逝。”虽然零重力公司表示他们的飞行时间短到不会产生呕吐症状,但Kramer回忆到,与她同行的旅客真实演绎了这飞机“呕吐彗星”的诨名,真是适得其所。
  
  当然,亚轨道飞行器和“呕吐彗星”有个巨大的区别:前者将为乘客提供高于后者约10倍的高度俯瞰地球,还有机会看到地球的曲率。太空旅游公司期望亚轨道飞行器能引起所谓的概观效应。许多航天员被报道说他们曾这样俯瞰着地球——地球就像一块孤独的大理石,漂浮在空中——这种观感让他们有种肃然起敬的感觉,进而拥有了截然不同的世界观。
  
  但是,即使亚轨道飞行器能够提供无限接近于零重力的体验,他们还是无法让你看到地球的全貌。“在100英里的高度,你也还是浮在地球的表面,无法感受到地球是一个整体。”宇航员MichaelCollins1986年曾这样说道。坐在维珍的太空飞船二号上,你可以从17英尺宽的舷窗看出去。并且,这些飞船一般不会达到100英里的高度——达到62英里的高度就算是在太空空间了。相比之下,国际空间站距离地球250英里。
  
  不过,一些乘客和航空专家都认为亚轨道飞行器还是会有市场的。“我可以清楚地预见到,普通人会对它产生极大的兴趣,还会想亲自体验一番,既是为了感受太空飞行的气氛,也是为了收获得一次太空飞行的经历,”Kramer对我说。
  
  首先你得有钱,非常有钱,才能买的起
  
  与此同时,即使有公司有能力运营定期航班——从而压低价格——注意,我们这里讨论的只是短途航班,它们提供几分钟的失重状态的花费就能够达到数十万美元。这样一来,一旦有人想要进行轨道旅游(orbital-tourism),票价可能要飙到百万以上。也许,两种方式都可能最终变得便宜一点,但可以肯定的是,对于普通人来说绝对没有办法很快就享受到。
  
  这让我们感受到了未来的航天飞行的深深恶意:它是精英主义者的玩物。更重要的是,航天飞行似乎将成为一个新的超级富人身份的象征。
  
  “太空旅行这门生意中最诡异的是,它是建立在收入不平等的假设之上的,只关注财富,”McCurdy说,“这门生意也许会有市场,但是它却让你不禁怀疑,这真的是我们想要的那个未来吗?”

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