□作者: 江燕
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“太空船一號”連續三次成功飛行,摘取了1000萬美元的X大獎,一時間吸引了無數人的眼球。各界的評論家也紛紛對這一成功給予評價。但究竟該如何評價這一成功,人們似乎各有各的道理。看了這篇文章,也許你會有一些新的理解。 2004年6月,美國Scaled Composites公司研制的、取名為“太空船一號”(Spaceship-1)的飛行器進行了首次飛行,路線頂點達到103千米的太空。最近,在9月和10月間,“太空船一號”又在一星期內先後2次飛行,分別到達離地面102.8千米和 112千米,並因此獲得了1000萬美元的大獎。 這件事被國內外媒體炒得沸沸揚揚;我國某些專業性報刊也不甘落後,登載專文作詳細介紹,盛贊“太空船一號”的飛行“書寫了人類航空航天新篇章”,“開創了個人航天飛行的新時代”,“具有劃時代意義”等等。“太空船一號”成功飛行果真像某些媒體所宣傳的那樣偉大,那樣了不起嗎? 讓我們先回顧一下“太空船一號”的飛行過程。 “太空船一號”是一架裝有火箭發動機的有翼飛行器(名為“飛船”,實為飛機),由一名飛行員駕駛,同時裝載與2名飛行員體重相等的模擬重物。先由噴氣式飛機將它攜帶到15千米高空釋放,接著它的火箭發動機點火工作,80秒後飛行速度達到3倍音速,即約1000米/秒或3600千米/小時。此時發動機熄火,“太空船一號”慣性飛行上升到100多千米的頂點;然後下落,再入大氣層,在大氣層中滑翔,在機場水平著陸,完成載人亞軌道飛行。在整個飛行期間,“太空船一號”大約有200秒鐘處于失重狀態。 “太空船一號”的飛行取得了以下7項成果︰ ヾ 完成亞軌道飛行;ゝ 采用火箭發動機為動力;ゞ 乘載機從空中起飛;々 飛行速度達到3倍音速;ぁ 飛行路線頂點進入100千米以上的太空;あ 產生大約200秒的失重;ぃ 在空中滑翔,安全著陸。 這些成果是否具有劃時代的創新或是實現歷史性的突破呢? 所謂“亞軌道”飛行是指飛行器在地球引力作用下,在地球表面上空作拋物線的彈道飛行。一般的亞軌道飛行,為了避免水平飛行距離太遠,飛行彈道往往很陡,實際上形成“直上直下”的飛行。例如探空火箭就是這種飛行。我國早在1966年,載有試驗狗“小豹”的T-7A(S-2)生物火箭就完成過亞軌道飛行。 亞軌道飛行算不上真正意義上的航天飛行。(環地球)軌道飛行,即至少環繞地球一圈的飛行才算航天飛行。為此,要求飛行器的速度達到接近于第一宇宙速度的7.7∼7.9千米/秒的環繞速度,飛行路線始終在100千米以上。 載人亞軌道飛行早在43年前的1961年由美國航天員謝潑德和格里索姆先後實現,高度達到186千米,但並未作為“載人航天”紀錄載入史冊。直到1962年2月,航天員格倫乘坐“水星號”飛船環繞地球飛行3圈,世界才承認美國實現了首次載人航天飛行。 “太空船一號”以火箭發動機為動力,是因為它必須在15千米以上高空工作,那里大氣已很稀薄,氧氣不足,必須采用自帶氧化劑的火箭發動機。高空飛行的飛行器使用火箭發動機作動力,至今已不覺新鮮。 “太空船一號”從噴氣式飛機的載機上起飛,這在航空航天史上既非創新,亦非難事。飛機或火箭從載機上起飛或發射,以增加起飛點或發射時的高度和速度,減輕飛機或火箭達到預定速度所需攜帶的燃料或推進劑,這在航空航天飛行中已有先例。例如美國發射衛星用的“飛馬座”火箭,就是用飛機帶到高空發射的。 飛行速度達到3倍音速(∼1000米/秒),對于在大氣層中的飛行—— 航空來說,這個速度算是比較高的,但對于航天來說,卻是太小了,因為遠低于繞地球所必需的環繞速度。 航天界一般公認,離地面100千米的高度是太空與大氣層的分界限,100千米以上為太空。“太空船一號”是到達了太空,但只是在飛行彈道的頂點及其附近在100千米以上,逗留的時間不過短短幾十秒鐘,“蜻蜓點水”似的到太空應一應卯,大部分時間仍在100千米以下。 “太空船一號”整個飛行過程大約20分鐘,而產生失重的時間只有200秒(3分多鐘),無法與軌道飛行的全天時長期失重(繞地球一圈約90分鐘)比擬。 《中國大百科全書•航空航天卷》關于航天器的定義是︰“在大氣層以外的宇宙空間(太空),基本上按照天體力學規律運行的各類飛行器。”從“太空船一號”的技術特點及其所取得的成果看,它並不符合航天器的條件。“太空船一號”命名為Spaceship顯得矯情,叫做 “航空船”(Airship)或“準航天器”可能比較確切。 飛行器從太空返回再入大氣層時是否產生強大的氣動阻力和劇烈的氣動加熱,是區別航天器和航空器的又一分水嶺。從太空返回地面的航天器,無論是返回式衛星、載人飛船還是航天飛機,它們在返回到離地面70∼80千米再入大氣層時,速度都高達7000∼8000米/秒,是“太空船一號”再入速度(∼1000米/秒)的7∼8倍,與大氣摩擦產生的氣動阻力和氣動加熱是“太空船一號”的50∼60倍。再入防熱是任何返回式航天器必須解決的一大難關,而太空船一號從太空返回時,因速度並不太高,不存在嚴重的氣動加熱問題,不需要特殊的防熱措施。“太空船一號”的研制和飛行難度也不能與航天器相提並論。 總之,綜上所述,將“太空船一號”的飛行說成“具有劃時代意義”、“書寫了人類航空航天新篇章”等,未免言過其實,隨意拔高。 真正值得人們關注的亮點是︰“太空船一號”是航天史上首次由私人投資建造的準載人航天器。航天是具有高投入、高難度、高風險特點的活動,自1957年航天時代開始以來近半個世紀,至今絕大部分無人航天及全部載人航天都是國家行為,由政府投資。私人投資發展準載人航天器,“太空船一號”是第一家。從這個意義上說是“首創”。它由美國微軟公司的老板之一保羅•艾倫出資(數目未透露,但不少于2000萬美元)研制,並成功地進行了三次載人亞軌道飛行,目的是想打破政府對載人航天飛行的壟斷,尋求開闢一條普通人進行太空旅游之路。 說起太空旅游,似乎離我們還很遙遠!做一次環地球軌道飛行實在太昂貴︰美國的蒂托和南非的沙特沃斯兩位富翁分別在2001年和2002年搭乘俄羅斯聯盟號飛船,登上國際空間站進行為期8天的游覽觀光,每人花費了2000萬美元。這對普通人來說簡直是天文數字,一輩子也負擔不起。人們在軌道飛行無望的情況下,只能退而求其次,嘗試一下亞軌道飛行以圓航天夢,于是亞軌道飛行的“太空船”應運而生。 據Scaled Composites公司稱,“太空船”投入運營後,初期每次飛行收費為10萬美元,到2010年可能降低到普通人能接受的程度,約1∼2萬美元。從絕對數來看幾萬美元比2000萬美元便宜多了。但是,若從游時(游覽時間)價格比看,“太空船”似乎並不便宜。目前的聯盟號—國際空間站8日游,每天還可欣賞14次日出日落美景,費用為2000萬美元,平均10.4萬美元/人時;“太空船一號”每次飛行只能享受3∼4分鐘(∼200秒)的失重樂趣,費用為10萬美元,折算成人時費則為150萬∼200萬美元/人時;即使按1萬美元計,折合成15萬∼20萬美元/人時,仍高于聯盟號-國際空間站游。 太空旅游尚處于概念研究和可行性研究階段,離真正實現還有很長一段路程。到時候還會出現種種太空旅游方案,孰優孰劣,孰貴孰廉,人們將拭目以待。
文章作者:江燕 責任編輯:skylook