商業(yè)旅游，人類進軍太空新潮頭

蘭順正

英國維珍銀河公司“太空船二號”試驗機。

7月11日，英國維珍銀河公司的“太空船二號”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試飛。7月20日，美國亞馬遜和藍色起源公司創(chuàng)始人杰夫·貝索斯及其弟馬克·貝索斯乘坐藍色起源公司研發(fā)的“新謝潑德”火箭成功進入地球亞軌道。這兩次試飛是商業(yè)亞軌道飛行的里程碑，同時意味著普通人距離遨游太空又近了一步。

技術(shù)發(fā)展助推常人飛天夢

一些航天強國一直在推動載人航天旅游項目，以增加收入。從2001年到2009年，共有七名非職業(yè)宇航員的普通人分八次乘坐俄羅斯“聯(lián)盟號”飛船登上國際空間站。由于失重、超重等體驗以及驚心動魄的速度，這種飛行對旅客的身體和經(jīng)濟條件都要求極高，旅客不但得是大富翁，而且上天前需要在地面經(jīng)過一段時間的專業(yè)培訓，使得太空旅游項目難以推廣。

近年，隨著亞軌道技術(shù)的發(fā)展，亞軌道旅游也熱了起來。亞軌道又稱為“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”。國際航空聯(lián)合會將其范圍確定在海拔23千米～100千米，但大多數(shù)專家傾向于定義在20千米～100千米，介于現(xiàn)有航空器最高飛行高度和航天器最低軌道高度之間。與傳統(tǒng)的太空旅游相比，亞軌道旅游飛行高度低、時間短，門檻要低很多，未來市場也更大。

英國維珍銀河公司的“太空船一號”于2003年5月20日首飛，2004年10月退役，“太空船二號”于2009年12月首次推出。該項目利用大型飛機攜帶太空船進行空中發(fā)射，隨后飛船使用端羥基聚丁二烯（HTPB）混合動力發(fā)動機點火，經(jīng)數(shù)分鐘加速后關(guān)閉引擎，飛行器無動力向上滑行，做減速運動，達到最高海拔點（約100千米）后以滑翔方式返回地球。引擎關(guān)閉的那一刻，乘客開始感受到失重。航天器再入大氣層時，乘客開始體驗氣動阻力，將保持失重狀態(tài)約五分鐘。太空船從起飛到著陸共歷時約2.5小時。

“太空船二號”設(shè)計獨特，具有氣動傾斜的尾翼和水平穩(wěn)定器，靈感來自羽毛球。兩個尾翼利用氣動阻力確保飛行器再入大氣層時腹部向下，即使姿態(tài)發(fā)生倒置也能被糾正。一旦飛行器處于亞音速狀態(tài)并再入大氣層，就會將機翼拉直并進行相對標準的著陸流程。飛船內(nèi)部安裝了16個攝像頭，以幫助乘客記錄飛行過程。座椅靠背上有顯示屏，乘客能夠借此了解每個階段的飛行狀態(tài)。座椅也是動態(tài)調(diào)整的，還裝有自收縮安全帶，既可以在不同階段的飛行過程中最大限度地讓乘客感到舒適和安全，也能讓其在失重狀態(tài)下離開座位。飛船分布有17個窗口，便于乘客欣賞窗外景觀。

據(jù)報道，此次是維珍銀河第四次載人試飛，也是首次滿員試飛，共搭載六人，包括該公司四名任務(wù)專家和兩名飛行員。當時，一架雙體運輸機載著“太空船二號”從位于美國新墨西哥州的航天發(fā)射場起飛，在距地面約15千米的高空釋放。隨后飛船啟動火箭發(fā)動機加速，數(shù)分鐘后關(guān)機并借助慣性繼續(xù)爬升。在到達距地面約86千米的最高點后，飛船緩慢轉(zhuǎn)向、滑翔下降，最后順利降落。維珍銀河介紹，此次試飛主要目標是評測客艙和用戶體驗，包括評估客艙環(huán)境、座椅舒適度、人體失重感受以及飛船內(nèi)能看到的景觀等。維珍銀河計劃在2022年正式開啟商業(yè)太空游業(yè)務(wù)，此前還將進行兩次試飛。

美國的藍色起源公司采用了相對傳統(tǒng)的方法進軍亞軌道太空游市場。藍色起源成立于2000年，秉承“循序漸進，勇往直前”的座右銘，其“新謝潑德”火箭采用了單級推進模式，最大推力50噸，能飛到100千米太空邊界線附近，火箭頂部是一個太空艙，最大載客量六人。火箭在到達頂點高度后，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。乘員艙將展開降落傘（著陸前反推火箭發(fā)動機點火）緩慢降落在著陸點，游客能體驗3～5分鐘的失重感。整個過程全自動化，不需要人來駕駛。為了提高安全性，“新謝潑德”火箭系統(tǒng)具備緊急逃逸功能。另外，作為在飛行中體驗的重要部分，每位乘客都緊挨巨大窗口乘坐，這些窗口寬0.73 米、高1.1 米，能提供十分美好的觀賞視野。此前藍色起源已進行了16次無人亞軌道飛行，還在幾次飛行中搭載了實驗載荷。藍色起源尚未透露每張船票的價格，估計會是幾十萬美元。

此次兩家亞軌道太空旅游公司老板親自上陣先飛，不僅是為自家產(chǎn)品安全性背書，更是要輿論造勢擠壓對手。

中國正在趕上

數(shù)據(jù)顯示，到2040年包括太空旅游、太空資源利用及通信衛(wèi)星在內(nèi)的整個太空經(jīng)濟市場有望突破一萬億美元市值。在太空旅游興起的熱潮下，中國沒有忽視這類商機。根據(jù)此前公布的中國航天運輸系統(tǒng)路線圖：到2025年前后，中國可重復使用的亞軌道運載器研制成功，亞軌道太空游將成為現(xiàn)實。具體而言，中國長征火箭公司已于2018年正式成立，隨后提出太空旅游規(guī)劃。據(jù)報道，該公司計劃第一步在2024年前執(zhí)行中國首次平民太空游項目，實現(xiàn)短途亞軌道飛行;第二步在2035年前，打造單次容納10至20人的長途旅行團。

除了火箭和飛船外，浮空器也是亞軌道旅游的不錯選擇。如果說飛船是過山車，那么浮空器類似于觀光纜車。乘客將在氦氣球氣囊下懸掛的太空艙里平穩(wěn)升至臨近空間，游覽一段時間后平穩(wěn)返回地面。2014年北京金海洋航天科技公司提出了太空邊緣觀光項目，擬采用高空氦氣球?qū)⒂慰退偷?0千米高度的太空邊緣，在觀光艙內(nèi)欣賞美景，觀看日出日落，體驗漂浮失重，還可完成一些科學實驗。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(shù)據(jù)采集等實驗任務(wù)，囊體設(shè)計加工、充氣放飛、環(huán)控生保、自主控制、軌跡預(yù)測、著陸回收等關(guān)鍵技術(shù)也得到驗證。當時集團總裁劉若鵬介紹，未來的載人系列“旅行者”號主艙可以容納六名旅客，他們無需身著宇航服，也無需承受失重、離心力等考驗，可在艙內(nèi)自由活動，于20千米以上的高空安全舒適地體驗超乎尋常的臨近空間美景，觀賞我們偉大地球的完美弧線。

（作者為遠望智庫特約研究員、察哈爾學會研究員、中國指揮與控制學會會員）