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新知 | 10天英美两人乘坐飞船“上天” 民间太空旅游未来可期?
2021/08/24 18:11  新华报业网  

  交汇点讯 7月,英国维珍银河公司老板布兰森搭乘该公司的飞行器成功完成了一次亚轨道飞行,进行了一次太空旅游。同月,美国亚马逊公司创始人贝索斯搭乘美国蓝色起源公司的飞行器飞向太空,完成了一次亚轨道太空旅游。

  10天,2次飞行,是否预示着民间太空旅游离我们越来越近了?《科技周刊》记者特邀南京大学天文与空间科学学院副教授汤靖师进行解读。

  图片来源 视觉中国

  人类如何到太空“旅游”

  太空旅游是基于人们遨游太空的理想,到太空去旅游,给人提供一种前所未有的体验,最新奇和最为刺激人的是可以观赏太空旖旎的风光,同时还可以享受失重的“味道”。

  如何开展太空旅游,首先得有“飞船”将人送上太空,这样的“操作”早已不是新鲜事。早在2001年4月28日,美国商人丹尼斯·蒂托买到了一张俄罗斯联盟号飞船的“船票”,成为了首位参观国际空间站的游客。但为了这张“船票”,丹尼斯·蒂托花费了2000多万美元。

  因此,航天技术不再是制约太空旅游的阻碍。目前,开展太空旅游的关键是如何在保证安全的前提下降低费用。“太空旅游的技术难度和其他载人航天是一样的,最大的一个障碍还是成本。”汤靖师向《科技周刊》记者解释说,无论哪个国家,载人航天的成本都很高,随着“科技树”的逐步点亮,亚轨道太空旅游的旅游费用相对开始变低,但普通人群仍然承担不起。

  “将目光聚焦于7月的两次太空旅游,我们发现尽管时间接近,但布兰森和贝索斯所搭乘飞行器的发射思路并不相同。” 汤靖师表示,蓝色起源公司采用传统的载人飞船的方式开展亚轨道太空旅游,用新雪帕德火箭(一种可回收火箭发射系统)发射乘员舱。其特点是飞行器都是垂直起降,飞行一次的时间为10分钟左右。而维珍银河公司采用的方案是通过白骑士2号航空飞机在空中发射太空船2号亚轨道航天飞机,把游客送入亚轨道,飞行器为水平起降,飞行一次的时间为1.5小时左右。

  由于飞行器和发射方式的不同,美国蓝色起源公司的新雪帕德号亚轨道飞船,和英国维珍银河公司的太空船2号亚轨道航天飞机可以说是各有优劣。汤靖师介绍,英国维珍银河公司的太空船采用新的水平起降方式能够飞得更久,而新雪帕德号采用传统的火箭垂直发射方式,虽然飞行时间只有短短10分钟,但飞行高度更高,搭载逃逸系统更加安全,且飞行器排放的废物是水,对臭氧层的影响小,而维珍银河飞行器发动机所采用的推进剂对臭氧层的危害是蓝色起源的100倍。

  飞多高才算是“太空旅游”

  目前体验太空旅游有3种方式:亚轨道飞行、轨道飞行及抛物线飞行。需要注意的是,7月份的两次“太空旅游”都是“亚轨道飞行”,那究竟什么是“亚轨道飞行”?汤靖师解释,所有的轨道飞行轨迹都是围绕地球的一个“椭圆”。但亚轨道飞行器,由于高度和速度都没有达到轨道飞行的要求,它的飞行轨迹实际上是一条“抛物线”。

  汤靖师告诉《科技周刊》记者,界定亚轨道飞行主要是看它的飞行最高点,是否超过了国际认定的距地球100公里的“卡门线”,距离地球300公里以上的飞行则被认为是轨道飞行,而国际空间站的运行轨道在400公里左右。

  也就是说,亚轨道飞行是指飞行器进入距离地面大约100千米左右的太空,但不是围绕地球轨道飞行一圈以上的飞行。如果飞行器在距离地面300千米以上的地球轨道飞行一圈以上就叫轨道飞行。亚轨道太空旅游就是用亚轨道飞行器把游客送到100千米高的太空边缘后,马上返回地面。

  只有游客搭乘飞行器进行轨道飞行,才是真正意义上的“太空旅游”。目前,实现轨道飞行的太空旅游工具主要是 “国际空间站”,而目前可供游客到达 “国际空间站” 的天地往返运输器主要有俄罗斯的 “联盟” 系列飞船和美国的 “载人龙” 飞船。轨道飞行可以使太空游客尽情享受失重和俯瞰地球等一些新奇体验,因为太空游客至少能在宽敞的 “国际空间站” 生活一个星期。至今,已有7名游客8次到 “国际空间站” 上享受轨道飞行旅游,其价格极为昂贵,一般都在千万美元级别。

  最后一种抛物线飞行也不是真正意义上的太空旅游,只是让游客体验几次太空失重的感觉。用失重飞机进行抛物线飞行。职业航天员在训练时也常采用这种方法体验失重。太空游客如果乘俄罗斯的伊尔-76失重飞机也能体验地面难以模拟的失重。当游客乘飞行器飞到18千米左右的高空时,乘客就可以看到下方地球的曲线和上方黑暗的天空,体会到一种无边无际的空旷感觉。目前,能用来完成这种高空飞行任务的飞机有一些特殊战斗机,它们能飞到24千米左右的高度。

  太空旅游究竟可以玩什么

  短时间的亚轨道太空旅游究竟能玩些什么?“与其说是玩什么,不如说是一种体验。”汤靖师解释道,目前的亚轨道太空旅游更像是一种体验,好比坐过山车,虽然时间很短,带给人一种前所未有的体验。太空旅游也是一样,一是可以让人居高临下欣赏美不胜收的地球美景,以及在真空条件下瞭望璀璨的宇宙星空;二是可以让人体验神奇的失重,在舱内自由地漂来漂去,举重若轻。

  “在10公里高的飞机上,你看到是云层和高远的天空,在100公里高太空中,你能看到的是如宝石般蔚蓝的地球,地球表面分布的大气和无比深邃的星空。”太空旅游之所以吸引人们,是它给了我们一次真正接触太空的机会,对于对太空有情怀的人们来说,有着别样的意义。

  虽然亚轨道太空旅游的例子已经出现在我们面前,但汤靖师认为,离大众可接受的太空旅游还需要很久。如何降低太空旅游的成本十分重要,离形成产业还有很长的路要走。虽然两家公司的飞行器都是可回收反复使用的,但是反复使用的同时也要担负巨额的回收,维护等成本费用,此外反复使用和维修的飞行器安全是否有保障也是未知数,技术可能还需要反复更新。

  尽管布兰森和贝索斯完成的亚轨道太空旅游还只是公司内部的体验式试飞,但汤靖师认为其意义重大,将商业引入到航天事业的发展有其特有的优势,它可以承担初期实验失败的代价,可以反复地试错,可以尝试更多的领域。“人类第一种可重复使用的轨道飞行器是航天飞机,但航天飞机在成本控制以及安全性方面不是很成功,其惨痛的教训,从客观上阻碍了后来人对可重复使用技术的尝试。但英国维珍公司等,又把这些技术重新使用发展,开发新技术,打破了航天飞机失败带来的影响,这值得鼓励。”

  在汤靖师看来,民间太空旅游未来可期。根据中国长征火箭公司的规划,将在2024年之前,执行中国首次平民太空旅游项目,实现短途的亚轨道飞行。最终目标是在2035年之前,打造单次能容纳10至20人的长途旅游团。“太空旅游并不是一个纯粹的市场或者商业问题,实际上还是人类社会发展的一个必然趋势。”也有专家表示,目前国内主要是以商业航天活动为主,还没有正式的太空旅游活动。中国的天空旅游如果想得到更大的发展,则需要社会力量和市场资本的共同推动。

  新闻多一点:

  为什么飞过“卡门线”才算是太空旅游?

  卡门线(Kármán line)是一条位于海拔100 km(330,000英尺)处,被大部分认可为外太空与地球大气层的界线的分界线。此线是国际航空联合会(国际的航空航天标准制定、记录保存机构)所接受的,为现行大气层和太空的界线的定义。只有当飞行器的飞行高度越过卡门线,才算是真正进入太空。

  此线得名自匈牙利裔美国工程师、物理学家,主要致力于航空和航天工程的西奥多·冯·卡门。他首次计算出,在这个高度附近无法航空飞行。在此高度附近,因大气太过稀薄,难以产生足够支持航空飞行的升力。据他的计算,在这个高度的飞行器自身的速度必须比轨道速度快很多,才能够获得足够的升力来支撑自身重量。

  新华日报·交汇点记者 张宣 实习生 王鲲鹏

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责编:顾志铭

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