蘭順正
2022 年是中國載人航天30周年,對我國航天事業(yè)來說,這無疑是具有重要意義的一年。按照計劃,中國載人航天工程正處于空間站在軌建造任務階段,2022 年年底前將完成問天實驗艙、夢天實驗艙、神舟載人飛船和天舟貨運飛船等6 次重大飛行任務,完成我國空間站在軌建造,并且將實現首次6 個型號艙段組合體飛行、首次航天員駐留達到6 個月、首次實現兩個乘組6 名航天員同時在軌等多個首次。
同時,隨著中國空間站的建成,中國的商業(yè)太空旅游也開始出現積極信號。根據《2021中國的航天》白皮書,“十四五”期間,中國將培育發(fā)展太空旅游。對此,全國政協委員、中國載人航天工程副總設計師楊利偉在接受中央廣播電視總臺央廣記者采訪時表示,普通人有可能在“十四五”期間前往中國空間站參觀,“因為商業(yè)航天也是整個航天發(fā)展的一個大趨勢”“只要有這種需求,我們的資源允許,這應該不是一個很長遠的問題”。
可以預見的是,在不遠的未來,商業(yè)太空旅游將出現在中國。
發(fā)展商業(yè)太空旅游:大勢所趨
目前,人們體驗太空旅游的方式主要有軌道飛行和亞軌道飛行兩種。
軌道飛行旅游早已有之,主要是帶旅客搭載俄羅斯的聯盟號飛船或美國太空探索技術公司(SpaceX)的龍飛船,與宇航員一起登上國際空間站,體驗一周的空間站生活。但是由于伴隨著失重、超重等體驗以及驚心動魄的速度,對旅客的身體條件和經濟條件都有著極高的要求,一直被認為是富豪的游戲。多年來,一些航天強國都在推動載人航天游以賺取大量收入。例如2001—2009年,共有7人8次乘坐俄羅斯的聯盟號飛船到達過國際空間站旅行。
亞軌道飛行旅游則因其相對較低的費用,成為近年來商業(yè)太空旅游的熱門項目。亞軌道又稱近太空、臨近空間、超高空,國外也有人稱之為橫斷區(qū)、近空間。目前,大多數觀點傾向于把亞軌道的范圍定義為距海平面20~100千米,即介于現有航空器最高飛行高度和航天器最低軌道高度之間。與軌道飛行旅游相比,亞軌道旅游飛行高度低、飛行時間短,所以門檻要低得多,未來的市場也更大,英國的維珍銀河、美國的藍色起源兩家公司是該行業(yè)中的翹楚。
維珍銀河公司的主要產品是太空船二號。該項目利用大型飛機攜帶太空船二號進行空中發(fā)射,隨后飛船自身發(fā)動機點火,經過數分鐘的加速后關閉,飛船無動力向上滑行,做減速運動,達到上升最高點(約100千米)后,以滑翔方式返回地面。太空船從起飛到著陸共歷時約2.5小時,乘客將體驗到約5分鐘的失重狀態(tài)。
藍色起源公司則采用相對傳統的方法進軍亞軌道太空旅游市場。其研制的新謝潑德號火箭采用單級火箭推進模式,能夠飛到100千米,即卡門線(太空邊界線)附近,火箭的頂部則是一個太空艙,最大載客量為6人?;鸺诘竭_頂點高度后,箭艙分離,火箭啟動空氣制動裝置和回收發(fā)動機,垂直返回地面。乘員艙則展開降落傘徐徐下降,著陸前有反推火箭發(fā)動機點火,輔助乘員艙緩慢降落在著陸點。在這一飛行中,乘客能夠體驗3~5分鐘的失重感。整個過程全部自動化,不需要人來駕駛。
2021年7月11日,維珍銀河公司太空船二號系列的VSS Unity 飛船完成首次滿員亞軌道試飛,該公司創(chuàng)始人理查德·布蘭森作為機組成員參與此次試飛;之后在7月20日,藍色起源公司的創(chuàng)始人杰夫·貝索斯和其弟弟馬克·貝索斯也乘坐該公司研發(fā)的新謝潑德號火箭成功進入了亞軌道。這兩次試飛都堪稱是商業(yè)亞軌道旅行的里程碑。同時,維珍銀河也已經于2022年2月16日起面向公眾開售太空飛行船票。
現在看來,發(fā)展商業(yè)太空旅游將是世界載人航天的大勢所趨,而在載人航天技術方面早已邁入世界前列的中國,自然也不會落后。
此次楊利偉在接受總臺央廣記者采訪時表示:“從工程來講,我們也希望能有更多不同性質的企業(yè)參與進去,這對整個行業(yè)的發(fā)展是一個很好的助力?!睆募夹g角度出發(fā),將來普通老百姓進入空間站是沒有問題的,“主要看需求”。而對記者提出的在“十五五”或10年內普通人上空間站是否就能實現的問題,楊利偉也給出了肯定的回答。同時,相關調查顯示,目前中國消費者探索外太空的意愿強烈,對可以訪問空間站、在太空中體驗空間站生活非常感興趣。
飛入尋常百姓家:需要時間
不過也應該看到的是,短期內,太空旅游在大眾人群中是比較難普及的。
不同于傳統旅游,太空旅游對參與者有更高的要求。首先,對軌道飛行旅游的參與者來說,身體要能夠承受軌道飛行帶來的不適——火箭發(fā)射和返回再入時的失重反應,對旅客來說是不小的挑戰(zhàn)。 其次,軌道飛行旅游的參與者需要接受一段時間的大強度體能訓練和專業(yè)培訓——以現在的飛行器設備狀況來看,參與軌道飛行旅游前,平均需要花費半年時間進行訓練。最后,價格是對太空旅游需求影響最大的因素。如2001年4月首位參觀國際空間站的美國商人丹尼斯·蒂托,為這次旅游體驗支付了2000多萬美元;2021年9月,美國SpaceX公司(太空探索技術公司)的龍飛船系列靈感4號,搭載4位非宇航員進行了3天在軌飛行,雖然具體費用還未公布,但按照SpaceX 此前給NASA(美國航空航天局)的報價,每個龍飛船的座位也需要5500萬美元。而維珍銀河公司的太空船二號早前公布的一個太空飛行座位的售價是25萬美元,隨后漲到了現在的45萬美元。
體驗太空游新方式:浮空氣球
以上種種,都制約著太空旅游還不能立刻“飛入尋常百姓家”。 另外有分析認為,未來乘坐浮空器進行亞軌道旅游或許更容易實現。
如果說太空飛船是過山車,那么浮空器則類似于觀光纜車。乘客將在氦氣球氣囊下懸掛的設施齊全的太空艙里,平穩(wěn)地升到臨近空間,游覽一段時間以后,再平穩(wěn)地返回地面。而在該領域,中國已經行動起來了。
例如,2014年北京金海洋航天科技有限公司推出了太空邊緣觀光項目,采用高空氦氣球將旅客送到40千米高度以上的太空邊緣,在觀光艙內欣賞太空美景,觀賞日出日落,體驗飄浮失重,還可完成一系列的科學實驗。2017年10月25日,中國光啟集團自主研制的臨近空間氣球“旅行者”3號成功放飛,完成了環(huán)控生保、天地通信、空間環(huán)境數據采集3項實驗任務,囊體設計加工、充氣放飛、自主控制、軌跡預測、著陸回收等7項關鍵技術也得到了驗證。當時光啟集團總裁劉若鵬介紹,未來的載人系列“旅行者”號主艙可容納6名旅客,普通旅客可以安全舒適地體驗超乎尋常的臨近空間美景,看到地球的完美弧線,在20千米以上的高空進行觀賞。
相比之下,此類飛行器的亞軌道飛行旅游在整體設計上,對旅客的經濟條件和身體素質的要求,都降到了太空旅游的最低標準,具有比較高的安全性和舒適性,旅客無須身著航天服,可以在艙內自由活動,不必承受失重、離心力等帶來的艱苦考驗,整個飛行過程如同乘坐電梯或纜車,相對平穩(wěn)舒緩。
可以想象,隨著技術的進步,讓更多普通人體驗太空旅行已不再遙遠。