人類的太空旅行夢,再也無法實現?

譯者:虎嗅   |   2015 / 08 / 26

文章來源:虎嗅網   |   圖片來源:虎嗅網


即便富可敵國,也要考慮風險

虎嗅註:科技進步令人盲目自信,比如週末到太空玩一趟這事,恐怕有不少人會覺得很快將美夢成真。但事實並非如此,從技術,到資金,再到安全性來看,太空旅行之夢在短期內恐怕難以成真。

太空旅行

本文來自VOX,標題為《為何說太空旅行會是黃粱一夢》(Why space tourism is going to be utterly disappointing),虎嗅編譯,全文如下。

關於太空旅行,人們已暢想了百年之久。想像一下《2001:太空漫遊》中的太空旅館,或《全面回憶》中的火星人造訪就知道了。在我們還未能自由地出入太空之前,人們就已經開始暢想將旅遊業發展到遙遠的太空。

現在很多億萬富豪如Jeff Bezos和Richard Branson就在太空旅行上面不惜砸下重金。其中一家公司已經開始接受太空旅行預付費,好像這一切都將在幾年之後變為現實。

目前亞軌道飛行器的高度上已經可以越過卡門線(譯者注:卡門線為位於海拔100公里處,作為外太空與地球大氣層的界線),直達臨近空間頂層,但速度尚不足以完成繞地球軌道運轉。

suborbital flight
卡門線是外太空的底層

但這對商家來說已是商機無限了。他們僅僅計畫將商業飛行開展到亞軌道空間:技術層面,飛行器將會飛到足夠高越過位於海拔100公里處的卡門線進度太空最低邊界,這時飛行器會經歷幾分鐘的失重狀態,但它最終不會飛入地球軌道(Earth’s orbit)像衛星或國際太空站一樣繞地球飛行。

但悲劇的是,目前標價為250萬美元的維珍銀河太空船(Virgin flights)所提供的約6分鐘的失重狀態下的飛行,和你花5000美元在模擬無重力飛機“嘔吐彗星號(Vomit Comet)”裡的體驗並無二致。

現在,這些航太公司,連同Elon Musk的 Space X一道試圖將太空遊客帶入地球軌道,但是專家們表示這需要一個很長的射程。“根本上來說,這並不十分困難,” 空間政策研究所Space Policy Institute的創始人約翰尼·羅格斯頓(Johnnie Logsdon)說道。

“迄今54年來,我們專注於向外太空發射載人飛行器,已成功令近600人享受了太空之旅。但我認為將人類太空旅行路線發展到地球軌道的想法太過虛幻。”

殘酷的事實是我們已前所未有地接近太空旅行夢,但是如果你真期待在有生之年實現它,恐怕你要失望了。

“太空旅行的想法流傳已久,至少,在科幻小說中是如此,早在1920s就開始了。”Paul Milo曾在去年的一篇文章中如此說道,他是“Your Flying Car Awaits ”的作者,該書立足20世紀,以此為視角講述了對於未來科技的幻想。“20世紀60年代即有預言,說是到21世紀,太空旅行這是會變得跟從紐約飛東京一般平常,不管是入住一家繞軌環行的酒店還是飛向月球。”

而現如今,美夢尚未成真,多半是錢的問題。在登月成功後,加之認為美國已贏得太空競賽,國會在20世紀70年代間大大削減了NASA的經費。幾十年來,人們關於太空旅行的夢想毫無進展,因為它依舊是太過昂貴與冒險。

終於,在20世紀90年代末期,事情開始有了一點轉機。幾個企業家合力創設了 X Prize基金:他們會對第一個研製出可重複使用飛行器的私人組織予以1000萬美金的獎勵。2004年,這一獎項被Burt Rutan贏走,此人曾兩次發射太空飛行器:太空船一號,並成功將其發射至海拔100公里外高空 。

SpaceShip Two的亞太空軌跡
SpaceShip Two的亞太空軌跡,承諾提供6分鐘失重體驗

不久之後,Richard Branson授權了一項技術用於研發一個類似的太空船─SpaceShipTwo,該飛行器可以將乘客發送到同等的高度,讓他們經歷零重力狀態,在太空中欣賞地球優美的弧線。不過儘管他的新公司Virgin Galactic 被炒作得夠火熱了—差不多700人已經在排隊等著去走上這25萬美金的旅程了—商用飛行器計畫不得不一再後延。在2015年春季,計畫本來已經準備開始,結果一場墜機讓SpaceShipTwo成為黃粱一夢,其駕駛之一的殞命也讓航空計畫不得不推遲。

2014年維珍航空的殘骸
2014年維珍(Virgin)航空的殘骸

迄今為止,僅有7人曾有幸赴太空旅行,而他們都是經由俄國航空局的現有航班送過去的,單人票價在2000萬美金至4000萬美金不等,可以讓你在國際太空站待了數個星期。儘管這些航班目前已被擱置(主要原因是 NASA將會花更多的精力來收復美國太空人在這方面丟失的陣地),但到2015年年底,他們有望捲土重來。

退而求其次:試試“亞軌道太空旅行”

在計畫被推遲了很多年之後,我們有理由去相信亞軌道太空旅行不遠了。

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(Virgin),Jeff Bezos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,終於在最近幾年品嘗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太空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年開始研發一系列太空梭。不過就在上個月,這家公司把未來乘Lynx太空船旅行的價格從 $100,000 提到了$150,000,還允諾試飛將很快到來。

維珍(Virgin)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的設計者和測試方)理應為墜機承擔責任。據報導,維珍計畫在今年晚些時候開始測試新改版的太空船。

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(Virgin )創始人理查·布蘭森就預測:商業航班將於2009年開始。2012年,維珍(Virgin)的CEO George Whitesides又說得等到2013年才開始。2008年XCOR發佈了他們的太空梭設計,當時預測到2010年就能飛起來;到了2012年,又說到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說道。

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(Virgin)以及其他的從事太空飛行的公司來說,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著陸的速度),但是他們不缺錢,並且願意嘗試。

但維珍(Virgin)的墜機事件仍然在不斷提醒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%的幾率會失敗,對於純粹抱著娛樂心態去外太空旅遊的遊客來說,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%的死亡機率,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(Virgin)以及其他的公司能夠把風險機率降到1%,那麼就會有很多人樂意前往嘗鮮。”

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,為繞地球飛行提供資金。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、長達一周的零重力假期、完美的賭場。

《2001:太空漫遊》海報
《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軌道運行,因為你無法達到軌道運行所必需的速度。

“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說道,“要達到這個速度所需的能量會指數級攀升。”迄今為止,繞軌道飛行的人都必須乘坐垂直發射的火箭才行。

然而,在過去50年中,火箭技術始終不足且鮮有進步。今天用來發射衛星和送太空人飛天的火箭技術,與1957年斯波尼克號衛星發射升空相比相差無幾。裝有燃料的火箭,在發射出大量氣體推動太空梭進入軌道後就脫落墜下,崩解得四分五裂。

問題在於,這種模式使太空飛行的成本高漲。埃隆·馬斯克曾形象地比喻說,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自有太空梭在2011年退役之後,不得不為以超過8000萬美元的單價,請俄羅斯將太空人送上國際太空站。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的太空梭,包含了一架可重複使用的太空梭,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並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。

太空旅行和亞軌道旅行有什麼區別?

鑒於這些實際困難的存在,我們未來的太空旅行能有何期望?有錢人很可能只花幾十萬美金,就能得到維珍公司、XCOR公司、藍色原點公司等有能力實現軌道飛行的公司提供的亞軌道飛行服務,成為太空旅者。

對不少人而言,問題是:這值得嗎?很難說啊,畢竟還沒人切身實踐過這類飛行。但已經有上千人上了零重力公司名為“嘔吐號彗星”的飛行器。這款飛行器產於20世紀50年代,由NASA設計,最初用於太空人訓練,如今少數公司也提供這類服務。

Maneuver Time-Seconds

在每次飛行中,飛機會以一連串抛物線軌跡飛行,在30秒內急劇俯衝,以產生失重感受。當然並非太空飛行,但這刺激感,跟維珍公司未來太空飛行“數分鐘失重”的感覺有一拼,離在俄羅斯國際太空站待上一周的感覺也更接近。

在與零重力公司的乘客聊過之後,我發現他們普遍覺得零重力飛行的感受真是美妙絕倫。當然這飛行還不足以改變人生。

“躺倒時突然間會感到不由自主地四腳朝天。”零重力公司的飛行教練 Maraia Hoffman 說。“那種感受真是不可思議令人吃驚,”2007年曾有過飛行經歷的Cynthia Emmons這麼形容道,“我當時忍不住全程笑場。”

“我倒不會將之稱為改變一生的失重,”一名任職於Mashable的太空記者Miriam Kramer 在2013年經歷一次失重飛行後撰文表示,“很好玩,但又轉瞬即逝。”雖然零重力公司表示他們的飛行時間短到不會產生嘔吐症狀,但Kramer回憶到,與她同行的旅客真實演繹了這飛機“嘔吐彗星”的諢名,真是適得其所。

當然,亞軌道飛行器和“嘔吐彗星”有個巨大的區別:前者將為乘客提供高於後者約10倍的高度俯瞰地球,還有機會看到地球的曲率。太空旅遊公司期望亞軌道飛行器能引起所謂的綜觀效應(Overview Effect)。許多太空人被報導說他們曾這樣俯瞰著地球—地球就像一塊孤獨的大理石,漂浮在空中—這種觀感讓他們有種肅然起敬的感覺,進而擁有了截然不同的世界觀。

但是,即使亞軌道飛行器能夠提供無限接近於零重力的體驗,他們還是無法讓你看到地球的全貌。“在100英里的高度,你也還是浮在地球的表面,無法感受到地球是一個整體。”太空人Michael Collins 1986年曾這樣說道。坐在維珍的太空飛船二號上,你可以從17英尺寬的舷窗看出去。並且,這些飛行船一般不會達到100英里的高度—達到62英里的高度就算是在太空空間了。相比之下,國際太空站距離地球250英里。

不過,一些乘客和航空專家都認為亞軌道飛行器還是會有市場的。“我可以清楚地預見到,普通人會對它產生極大的興趣,還會想親自體驗一番,既是為了感受太空飛行的氣氛,也是為了收穫得一次太空飛行的經歷,”Kramer 對我說。

首先你得有錢,非常有錢,才能買的起

與此同時,即使有公司有能力營運定期航班—從而壓低價格—注意,我們這裡討論的只是短途航班,它們提供幾分鐘的失重狀態的花費就能夠達到數十萬美元。這樣一來,一旦有人想要進行軌道旅遊(orbital-tourism),票價可能要飆到百萬以上。也許,兩種方式都可能最終變得便宜一點,但可以肯定的是,對於普通人來說絕對沒有辦法很快就享受到。

這讓我們感受到了未來的航太飛行的深深惡意:它是精英主義者的玩物。更重要的是,航太飛行似乎將成為一個新的超級富人身份的象徵。

“太空旅行這門生意最詭異之處在於,它是建立在收入不平等的假設之上的,只關注財富,”McCurdy說,“這門生意也許會有市場,但是它卻讓你不禁懷疑,這真的是我們想要的那個未來嗎?”(譯/虎嗅)

虎嗅網授權轉載》

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