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太空旅游不是夢近 七種面向普通乘客的航天器

2016年06月20日09:24 | 來源:科技日報
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  “龍二”宇宙飛船接受測試

  “太空船二號”將由維珍銀河的雙體式飛機“白色騎士二號”帶到海拔50000英尺(約合15240米)的高空

  “看世界”公司的航天器

  “追夢人”航天器與國際空間站對接的效果圖

  記者 劉 霞 綜合外電

  包括美國太空探索技術公司(SpaceX)、波音公司、內華達山公司(Sierra Nevada Corporation)在內的私人太空公司將貨物送往國際空間站后,也開始著手建造並發射自己的載人宇宙飛船。

  在商業企業准備用一大批即將面世的飛船塞滿天空之際,太空旅游業的誕生也不遠了。億萬富翁杰夫·貝佐斯和理查德·布蘭森爵士就在雄心勃勃地打造自己的載人宇宙飛船,希望盡快將人送往太空。即便“看世界(World View)”太空旅游公司這樣的后起之秀,也摩拳擦掌,試圖從這一利潤可觀的產業中分得一杯羹。

  因此,在可以想見的未來,問題不是你是否能成為宇航員,而是何時以何價成為宇航員。美國《大眾科學》網站在最近的報道中,列出了近期有望將人送往太空的7款航天器。

  NASA的“獵戶座”飛船

  首次載人飛行時間:2021到2023年

  美國國家航空航天局(NASA)正在研制16英尺(約合4.88米)的新一代載人宇宙飛船“獵戶座(Orion)”,這一多功能載人飛船用於將人送往火星。在太空中,它將與一個更大的太空艙對接,為6到9個月的太空之旅提供生活空間。

  2014年12月5日,“獵戶座”在繞地球飛行兩圈后,以“完美”姿態降落在太平洋上,這標志著人類第一艘以深空探索為目標的載人飛船首次試飛取得成功。NASA表示,這是火星探索之旅的“重大裡程碑”。

  “獵戶座”飛船由洛克希德·馬丁公司為NASA研制。它是在“阿波羅”基礎上設計制造的,相當於放大版的“阿波羅”,可載4至6人,但更加先進。現在,該宇宙飛船可供宇航員在其間生活約21天,如果宇航員想要長期生活,則需要一個居住艙,目前洛克希德·馬丁公司正在研制居住艙。該公司最近也公布了自己的航空航天計劃:先讓人類圍繞火星飛行,再將人類送往火星。

  “獵戶座”宇宙飛船下次試飛定於2018年,屆時,不載人的“獵戶座”將搭載有史以來功能最強大的火箭——NASA的“太空發射系統(SLS)”,行進大約4.3萬英裡(約合69202公裡),在21天的測試任務中,“獵戶座”會將自己的很多系統推到極限,為2021年后可能進行的首次載人飛行奠定基礎。

  此后,“獵戶座”將超越月球首先抵達小行星,最終再奔赴火星,但那最早也要等到2030年,這至少是一代人的時間。

  SpaceX的第二代“龍”飛船

  首次載人飛行時間:2017年

  SpaceX也將目光對准了“紅色星球”火星,正在把近地軌道當作未來載人火星之旅的試驗場。

  NASA的航天飛機“亞特蘭蒂斯”號在2011年退役。目前,NASA隻好依靠俄羅斯的“聯盟”號飛船,將人和貨物送往國際空間站,但這一切在2012年發生了變化。2012年10月, SpaceX的“龍”貨運飛船與國際空間站成功對接,首次向國際空間站運送重達455公斤的貨物。不久的將來,第二代“龍”飛船將執行將宇航員送入太空的任務。

  SpaceX是3家給國際空間站運送補給的機構之一,另外兩家分別是俄羅斯航天署和美國私營企業軌道科學(Orbital Sciences)公司。2015年4月28日,俄貨運飛船發射后失控,全部物資隨著飛船一起在大氣層中焚毀﹔軌道科學公司由於2014年10月底的發射發生火箭爆炸,運送補給任務已暫停。因此,目前的運送任務主要由SpaceX完成。

  SpaceX和波音以及內華達山公司同NASA簽了訂單,用於開發“天地巴士”體系,未來執行向國際空間站輸送宇航員的任務。SpaceX希望憑借第二代“龍”(Crew Dragon)飛船參與競爭。SpaceX計劃於2017年使用第二代“龍”飛船將宇航員送至近地軌道以及國際空間站。屆時,第二代“龍”飛船將搭載“獵鷹9(Falcon 9)”號運載火箭在位於佛羅裡達州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心發射升空,SpaceX有望借此成為第一家將宇航員送往國際空間站的私營企業。

  2014年5月29日,SpaceX曾發布第二代“龍”飛船設計方案。與第一代“龍”飛船相比,第二代“龍”飛船有很大的技術革新:第二代“龍”飛船將實現載人升空,最多可搭載7名宇航員,為此,其除了為宇航員提供必要的生命支持外,還配備了特制的逃生系統,幫助宇航員在特殊情況下逃生。

  第二代“龍”飛船還擁有四個大窗戶,因此,宇航員能舒適地坐在由高質量的碳纖維和昂貴的阿爾坎塔拉(Alcantara)制造的座位上,欣賞地球、月球和太陽系的美妙風景。

  除此之外,這艘飛船由3D打印制造的推進系統也引人注目。據介紹,第二代“龍”飛船推進系統的燃燒室是利用金屬激光燒結技術3D打印而成的,這是首款投入使用的3D打印飛船引擎,8個超強引擎推進系統擁有約合2.22萬牛頓米的推力,動力是目前第一代“龍”飛船所用引擎的200倍。

  該飛船最特別的地方正如SpaceX聯合創始人埃隆·馬斯克所說的那樣:“它可以返回地球並能像直升飛機一樣精准地降落在任何地面,並且可以快速地重復使用,隻需要重新注入推進劑,它就可以再來一次……想象一下,如果每次任務結束之后,宇宙飛船都被丟棄的話,沒人可以承擔這樣的飛行成本。”

  根據估算,第二代“龍”飛船每次的飛行成本在2000萬美元左右,與NASA購買一個“聯盟”號座位相比要便宜很多。

  SpaceX總裁兼首席運營官格溫·肖特維爾自豪地表示:“當第二代‘龍’飛船於2017年將NASA的宇航員送往國際空間站時,它將提供有史以來最安全、最可靠的太空之旅。”

  波音的CST-100星際客機

  首次載人飛行時間:2018年

  波音公司打算利用“星際客機(Starliner)”載人航天器,於2018年將人送往國際空間站。

  和SpaceX公司一樣,老牌航空航天企業波音公司也將把NASA的宇航員送往國際空間站。其CST-100星際客機目前仍然處於研制階段。NASA向波音公司投資了42億美元,用於這款星際客機的研制和發射。該航天器將於明年進行兩次無人測試飛行,並於2018年開始將宇航員送入近地軌道。

  星際客機能夠輕鬆搭載多達7名成員,而且非常舒適。這種航天器是完全自動化的,不過,配備了手動操作裝置,供飛行員需要接管導航任務時使用。每架星際客機預計能夠完成十次往返空間站的飛行任務,且能夠使用一種先進的降落傘和氣囊系統返回地球。目前已經完成發動機試車、陸地和水面降落、空投開傘等一系列測試。

  波音公司預計,在2017年秋季進行緊急中斷發射測試,幾個月后進行無人軌道飛行測試﹔並於2018年2月進行第一次載人飛行測試。該公司發言人表示:“這些項目極富挑戰,我們在建造和測試的過程中,學習了很多東西,我們在竭盡全力,確保這艘空中客機安全可靠,因為安全最重要。”

  誰能搶先一步,將宇航員送往月球?波音和SpaceX的這場角逐目前還未見分曉。但空中客機的研制進度因動力發射和飛行軟件問題而延期,第二代“龍”飛船有可能拔得頭籌,不過,波音公司的研制工作也在有條不紊地進行。

  內華達山公司的“追夢人”

  首次載人飛行時間:2019年

  在即將於未來幾年首秀的航天器中,內達華山公司的“追夢人(Dream Chaser)”在設計上最為獨特,而且,也最能令人想起NASA以前心愛的航天飛機。

  盡管美國的航天飛機自2011年退役之后,它那雄偉而優美的身影已離我們遠去,但事實上,這種類型的航天器卻並未退出歷史舞台。除了美國軍方研制成功的小型軍用航天飛機X-37B之外,美國也在借助私營企業的力量,讓新型航天飛機重新進入我們的視野。

  據報道,今年1月初,NASA宣布:軌道ATK公司、SpaceX和內華達山公司贏得第二輪國際空間站商業貨運任務合同。它們的任務是為國際空間站運送貨物、處理垃圾並安全運回科研樣品。從2019年到2024年,每家公司將最少向空間站運送6次貨物。其中,內華達山公司脫穎而出的“法寶”就是這款利用火箭垂直發射升空、能像飛機那樣水平著陸返回的迷你航天飛機——“追夢人”。

  不是金剛鑽,不攬瓷器活。由於“追夢人”具備在國際空間站停靠和與之對接的能力,它不但可以方便快速地交付貨物和重新裝載,達到NASA對國際空間站運貨的全部要求,而且還能在普通機場著陸﹔進行15次飛行的重復使用,大大降低了成本,因此,受到了NASA的青睞。

  “追夢人”長9米、直徑7米、總重為11噸,比以往的航天飛機要輕便小巧得多,最多可搭載7名乘員。它採用了大量最先進的復合材料,這些材料都具有無毒、易存儲的特性。

  在使用聯合發射聯盟(ULA)的“宇宙神V型”火箭發射升空之后,這款航天器將攜帶大約1.2萬磅(約合5443公斤)的貨物前往國際空間站,然后再攜帶貨物安全返回,降落在幾乎任何一個商用機場。內達華山公司副總裁約翰·羅斯說:“盡管我們一開始看不到‘追夢人’將人送往近地軌道,但是,我們仍然致力於最終打造出載人版的‘追夢人’。”

  藍色起源公司的“新謝潑德”

  首次載人飛行時間:2018年

  1961年5月5日,艾倫·謝潑德乘坐“自由7號”宇宙飛船遨游太空,成為美國第一位進入太空的宇航員。出於這一原因,億萬富翁杰夫·貝佐斯給其商業太空飛行公司藍色起源公司(Blue Origin)的旗艦版航天器命名為“新謝潑德(New Shepard)”,這一航天器可能很快把普通人變成真正的宇航員。

  可重復使用亞軌道航天器“新謝潑德”將以3馬赫的速度將最多6名乘客送往超越“卡門線”以外的目的地。“卡門線”是國際公認的大氣層與太空分界線,也就是太空的邊緣線,位於地球表面100公裡以上。

  貝佐斯是亞馬遜公司的創辦者,也是《華盛頓郵報》的所有人,這兩家公司都極端重視用戶體驗,藍色起源當然也不例外。該航天器表面三分之一的地方都被航天飛行歷史上最大的窗戶所盤踞,讓游客在離開地球大氣層時能夠欣賞沿途的風景。

  據《財富》雜志報道,貝佐斯向記者表示,該公司預計將在明年對“新謝潑德”進行載人測試飛行,預計將在2018年搭載付費乘客飛行。該公司預計將打造6枚“新謝潑德”火箭,搭載6名乘客自主飛行至地球100公裡的高空,在這一高度,乘客能體驗數分鐘的失重狀態,並觀看地球大氣層的面貌。

  “看世界”公司的航天器

  首次載人飛行時間:2017年

  讓普通人能夠從太空看見地球的全貌並非“新謝潑德”航天器的專利,“看世界”公司也能將一名普通人從位於亞利桑那州圖森的太空船發射降落場送至10萬英尺(約合30480米)的高空,使游客們可以俯瞰地球美景,目前,一趟旅程的售價為7.5萬美元。

  這一目的地嚴格來說並不算處於太空中,但顯然已經很遠,足以看到以夜空為背景的地球曲面。乘客不會經歷穿越地球大氣層時通常會感受到的重力,因為他們不是搭乘火箭,而是乘坐一個用氦氣球吊起的航天器以每分鐘304.8米的速度升空。這也說明,未來的太空旅游不一定要靠火箭或飛船,氦氣球有可能是其中一個選項。

  “看世界”公司總裁波因特認為,這種氦氣球“類太空”旅游,重點不是讓旅客體驗無重力感;這一旅程的賣點是,在寬敞的船艙中,從大氣層邊緣看地球景觀,觀賞地球的美麗弧線。

  整趟旅程大約需要4小時,上升至目標海拔大致需要1.5至2個小時,然后飛行器會在這樣的海拔高度中,停留2小時,比任何其他太空旅游公司提供的觀賞時間都要長。在這段時間內,游客能站起身在客艙中自由活動,選擇自己喜歡的觀測位置。

  “看世界”公司的航天器非常適合現在的游客胃口,其上配備了互聯網,游客能夠給地球上的親朋好友發推特,分享自己的難忘經歷﹔除了食物和酒水外,航天器上還配備了浴室。

  總的來說,氦氣球之旅能讓乘客看到黑色的天空、地球的曲面,幾乎可以媲美太空旅行。不過,7.5萬美元的高價意味著這最終可能只是富豪們的消遣吧。

  維珍銀河公司的“太空船二號”

  首次載人飛行時間:未知

  2014年10月31日,英國維珍銀河公司的“太空船二號(SpaceShipTwo)”亞軌道飛船試飛時在美國莫哈韋沙漠墜毀,導致一名駕駛員死亡,另一名駕駛員受重傷。經過調查得知,一個過早啟動的減速裝置很可能是該太空飛船墜毀的原因。

  據悉,事故發生時,這艘飛船正在進行載人測試,維珍銀河公司將事故形容為“一次嚴重異常”。

  “太空船二號”由理查德·布蘭森爵士的維珍銀河公司制造,這款可重復使用的固定翼航天器是該公司首款能夠提供私人亞軌道飛行的航天器。

  這次災難性的事故讓維珍銀河沉寂了2年多,直到今年2月底,公司才發布新版“太空船二號”火箭飛機——VSS Unity。維珍銀河在一則推文中透露,新版航天器的名字VSS Unity實為斯蒂芬·霍金所取。霍金也通過一則推特信息表達了對未來商業太空飛行的興趣:“如果我還能去,如果理查德仍然願意帶著我,我會很自豪地乘坐這艘飛船飛行。”在上一版“太空船二號”試飛遭遇致命事故之后,這是該公司首次發布新版飛機。

  維珍銀河公司計劃讓“太空船二號”搭載2名飛行員和6名乘客到地球100公裡外的高空旅游。為了完成這一壯舉,“太空船二號”將由維珍銀河的雙體式飛機白色騎士二號(WhiteKnightTwo)帶到海拔50000英尺(約合15240米)的高空。在那個高度上,“太空船二號”跟“白色騎士二號”分離,然后點燃自己的火箭發動機來完成余下的航程。

  目前,仍然不清楚“太空船二號”何時進行第一次飛行測試,因為其目前仍然在進行一系列地面測試。維珍銀河公司的官網表示:“對於太空我們知之甚少,但有一點顯而易見:更多人能穿越太空的最終邊界這一點對於人類的進步至關重要。”

  據悉,每位乘客需要為此令人心動的太空之旅支付25萬美元。該公司表示,目前已賣出700張票,預定者有賈斯汀·比伯、阿什頓·庫徹和拉塞爾·布蘭德等明星或其他富翁。

(責編:馬麗、趙竹青)

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