布蘭森搶先貝佐斯!維珍集團「太空旅遊」首航升空
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布蘭森搶先貝佐斯!維珍集團「太空旅遊」首航升空

2021 年 7 月 13 日

 
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7/11 晚間 10 點 40 分,傳奇企業家,維珍集團(Virgin America Inc, VA-US)創辦人理查德.布蘭森(Richard Branson)首次乘坐自家公司(維珍銀河)的太空船飛到太空邊緣,71 歲的他終於實現了兒時的太空夢想。這次伴隨布蘭森一同前往的還有另外 5 名人員,其中包括 2 名駕駛員和 3 名乘客。23 點 44 分左右,布蘭森成功返回地面。

▲在抵觸達太空後,布蘭森成功返回地面

維珍銀河成立於 2004 年,是一家太空旅遊公司,致力提供 “ 次軌道 ” 太空旅遊服務,本次飛行是團結號太空船第 4 次挑戰太空高度,並非正式的商業飛行。

▲本次搭乘太空船二號的成員。除了布蘭森外,都是維珍銀河公司的員工

維珍銀河曾經遭受過重創。2014 年,在一次試飛過程中,先前有個名叫 “ 企業號 ” 的太空船發生解體,兩名飛行員 1 死 1 傷。在那之後,太空旅遊項目遭到來自各界的批評,認為這種項目是對生命的不負責任,但布蘭森打起精神,重返賽道。

 ▲2014 年,企業號太空船發生解體,2 名飛行員 1 死 1 傷

非常有意思的是,另一家太空公司 “ 藍色起源 ” 計劃於今年 7/20 開啟次軌道太空旅遊服務,其創辦人貝佐斯將首次搭乘自家火箭升空。值得注意的是,布蘭森是在貝佐斯官宣 7/20 進行太空旅遊後,才官宣自己太空旅遊日期的,有搶戲的嫌疑。

太空旅遊有哪些方式?

在大家的印象中,所謂太空旅遊就像神舟飛船的太空人一樣,搭乘高聳如雲的火箭在烈焰和濃煙中騰空而起,飛往環繞地球運作的軌道。沒錯,這是以往太空旅遊的唯一方式。早在 20 年前,美國富翁丹尼斯.蒂托花費 2,000 萬美元搭乘俄羅斯的聯盟飛船,在國際空間站上遊玩了 8 天,成為人類首位太空遊客。

▲2001 年,美國富翁丹尼斯.蒂托(左)在國際空間站上遊玩了 8 天,成為人類第一位太空遊客

此後,又有 7 位富翁搭乘俄羅斯聯盟飛船進行了太空旅遊。今年 9/17,SpaceX 計劃進行一次專門的太空旅遊發射,屆時將有 4 名遊客搭乘載人龍飛船進入繞地球的軌道,在那裡逗留 3 天。其實,除了這種傳統的太空旅遊方式,還有維珍銀河和藍色起源搞的這種次軌道太空旅遊方式,但缺點是體驗時間短,優點是價格便宜,靈活性高。由於這是一種全新的太空旅遊方式,大部分人都不熟悉,因此必須要正確理解 “ 次軌道 ” 和 “ 太空 ” 這 2 個概念。

什麼是次軌道?什麼是太空?

所謂的次軌道是指飛行器雖然觸達到了 “ 太空 ”,但是無法維持在太空高度做環球飛行,隨後會被地球引力重新拉回地面的一種飛行模式。

在解釋次軌道定義的時候,又引出一個新的定義:到底什麼是太空?我們知道,大氣密度從地面往上是一個連續變小的過程,也就是說,大氣並沒有一個明確的邊界。著名航空航天工程師馮.卡門曾根據空氣動力學計算,給出一個高度數值:100 公里,也就是說,超過這個高度就可認為是太空了,這就是所謂的 “ 卡門線 ”。

▲國際上規定,超過 100 公里高的卡門線可算作太空

計算的原理是,在這個高度以上,空氣是如此稀薄,飛行器即便以軌道速度飛行,也無法獲得支撐自身重力的空氣動力學升力。通俗講就是,有翅膀和無翅膀已經開始沒有區別了。這裡要提一句,馮.卡門當時實際得到的計算結果是 83.6 公里,但為了方便記憶,他建議把數值設為 100 公里,目前國際航空聯合會採用的就是這個標準。但美國空軍和美國國家航空暨太空總署則定義 80 公里以上就可看作太空。

有意思的是,維珍銀河公司的太空船二號,在以往的歷次飛行中,都未達到 100 公里的高度,但有數次超過了 80 公里的高度,該公司認為,他們確實觸達太空了,乘客可授予 “ 宇航員 ” 這個稱呼。這一點其實是有爭議的,貝佐斯就嘲笑布蘭森搞的是火箭飛機,不是太空船。其實,在太空旅遊領域內是有輕視鏈的,馬斯克也看不起貝佐斯搞的次軌道太空旅遊,覺得自己搞的才是真正的太空旅遊。

為什麼貝佐斯嘲笑布蘭森?

維珍銀河採用的是空射發射太空船的方式。具體來講,他們有架體積較大、形狀怪異的飛機,名字叫白騎士二號(White Knight Two),還有架體積較小,靠火箭發動機驅動的飛機,名字叫太空船二號(Space Ship Two)。

▲正掛載太空船二號起飛的白色騎士二號

太空船二號挂靠在母船白騎士二號下方,母船帶著太空船二號在跑到上滑行並起飛,在大約 13 公里的高度,太空船二號的飛行員發出指令釋放太空船,在經過幾秒的慣性滑行之後,太空船二號的火箭引擎啟動,最終能達到 3 倍音速左右,然後關閉火箭引擎,靠慣性衝到最高點。

▲太空船二號點燃發動機,加力爬升時的樣子

在慣性飛行的過程中,乘客將會感受到大約 4 分鐘的完全失重狀態,體驗一把做宇航員的感覺,隨後在地球引力的作用下返回。太空船二號靠著巨大的尾翼,在空氣動力學的作用下,會以正確的姿態穿越大氣層,原理類似於羽毛球,然後在指定的跑道上滑行降落,全程大約需要 2 個多小時。

▲太空船二號上的乘客能夠看到這樣的太空景象

▲太空船二號上的乘客能夠看到這樣的太空景象

你看,亞馬遜(Amazon, AMZN-US)創辦人貝佐斯其實說的也沒錯,從本質上講,這就是一架火箭動力的飛機嘛。但布蘭森也說了,他們的這種太空旅遊方式消耗的燃料更少,更節能,從跑到起飛,從跑到降落,對乘客體驗更加友好。正常營運之後,維珍銀河的票價為 25 萬美元,截至目前,據說已經有 600 多個訂單了。

空射火箭飛機,其實古已有之

從歷史上看,類似的飛行方式早就有了。上世紀五六十年代,美國空軍和美國國家航空暨太空總署聯合測試一種叫 X-15 的火箭動力飛機, X-15 掛在 B-52 轟炸機下面, B-52 攜帶 X-15 飛到高空後將其釋放, X-15 點燃火箭發動機,不斷提速和爬升,目的是用於驗證超高速公路飛行器,獲取科學數據。

▲美國 B52 飛機釋放 X15 火箭飛機的情景

據統計,在 199 次飛行中,有 13 次飛到了 80 公里以上的高度,有 2 次甚至飛到了 100 公里以上的高度。執行這 13 次任務的飛行員有 8 人,按照美國空軍和美國國家航空暨太空總署的規定,他們都是宇航員。

X-15 火箭飛機

藍色起源採用什麼方式?

藍色起源成立於 2000 年,比 SpaceX 創立時間還早,迄今為止,藍色起源最拿得出手的就是新雪帕德號(New Shepard)次軌道火箭。謝潑德是美國歷史上第一位宇航員,也是進行了次軌道飛行,為了紀念這位航天英雄,貝佐斯給自己的火箭起名新雪帕德。

▲貝佐斯和他的新雪帕德小火箭

新雪帕德火箭高 18 米,僅能把太空艙送入到 50 公里的高度,然後太空艙靠慣性繼續爬升至 100 公里的最高點,然後在地球重力作用下返回地面,在自由上升和自由下降的階段乘客可以欣賞一下太空景觀和體驗一下失重的感覺。新雪帕德火箭由液氫液氧為燃料的 BE3 發動機驅動,燃燒產物是水,這一點貝佐斯也津津樂道,也成了輕視布蘭森的一個砝碼。

7/20 的發射,陪同貝佐斯一同前往的有他弟弟,還有一位花了 2800 萬美元的土豪,還有一位 82 歲高齡,從年輕時就希望成為宇航員的老太太。有關藍色起源太空旅遊的細節,等新雪帕德火箭發射後咱們再詳細介紹。

太空旅遊市場有多大?

布蘭森最近在接受採訪時表示,太空旅遊市場足以容納 20 家公司。隨著太空船的批量化生產,人們進入太空的價格會越來越低,他相信這在未來幾年內就能成為現實。布蘭森先前曾預測,大約 200 萬人可以親身體驗太空飛行,目前這種體驗成本在 25 萬美元到 50 萬美元之間。在他眼裡,真正的太空時代才剛剛開始。

虎嗅網》授權轉載

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