太空旅游新坐骑
2009-12-02沈羡云唐承革
沈羡云 唐承革
2008年7月30日,在洛杉矶北部高原的莫哈韦沙漠航空航天港,停留着一架外形奇异的喷气飞机,机舱内的两位乘客——英国人理查德·布兰森爵士和美国飞机设计师伯特·鲁坦正在向围观的人群挥手致意。这架喷气飞机是“白色骑士二号”。这时,其子船“太空船二号”静静地呆在不远处。因为它的制造工作只完成了70%,所以它仍被黑色防水布覆盖着。防水布上贴着一张标签,上面写着:“发射场离你越来越近”。这是一个意义十分重大的时刻,它标志着太空旅游进入一个重大的转折点。
强强联合
“太空船二号”是标刻集成公司和维珍集团旗下的维珍银河公司合作研发的“太空船一号”的升级版。设计“太空船二号”的是美国著名的航天专家伯特·鲁坦。他曾经设计了著名的“旅行者号”飞机,于1986年首次完成了中途不着陆、不添加燃料的环球飞行壮举。为了实现普通大众可以到太空旅行的梦想,他成立了“标刻集成公司”,致力于“太空船”的研究。2004年,他设计的“太空船一号”在不到1周的时间里,实现了两次载人冲入太空,成为第一艘到达太空的私营载人飞船,开创了航天旅游的新纪元,因而获得1000万美元的“安萨里X奖”。2005年7月27日,鲁坦开始与维珍集团总裁布兰森合作,签署了一项协定,同意建立一家新的航天产品公司来建造一种用于商业性的亚轨道太空船队和发射航天器。这家太空船公司拥有“太空船二号”和“白色骑士二号”发射系统设计的所有权。
维珍银河公司是由英国著名的冒险家理查德·布兰森创办的。这家公司成立于2004年,经营方向是商业化的亚轨道太空游。它虽然起步比较晚,但具有以下优势:有属于自己的交通运输工具一一亚轨道太空船,它在美国新墨西哥州的一块巨大的沙漠地上建设了自己的太空游航天港;目前已经有相当多的游客交纳了部分订金。布兰森已经和鲁坦达成协议,后者负责设计最新的“太空船二号”和“白色骑士二号”,布兰森则负责资金和主要设备。标刻集成和维珍银河两家具有实力公司的强强联手,将开创私人公司正式进入航天市场的新纪元。
“白色骑士二号”首次亮相让鲁坦激动万分,他说:“即使这是一种非常怪异的飞机,我们都希望它能顺利飞行。”布兰森还宣布,“白色骑士二号”是“有史以来制造的最漂亮和最特别的航天载具之一”。
“白色骑士二号”是一架拥有四个发动机的运载飞行器,它拥有两个并行的机身,机长23.7米,翼展42.7米,比一架波音757喷气机还要大,两个机身由超过143米的机翼连接,是世界上最大的碳复合材料飞机。“白色骑士二号”身兼两职,不仅能发射飞船,还能作为太空游客的训练机。“太空船二号”机体长18米,翼展也达到10米,大小如同一架“猎鹰”公务飞机,可以悬挂在“白色骑士二号”的超强机翼上。它的船体尾部有火箭助推装置,为其挣脱地球引力提供动力。船体两翼设有可移动的、如同翅膀般的稳定翼,使飞船更易于操控,着陆时更安全。“太空船二号”多数部件由高技术超轻材料制成,船体重量大为减轻。从维珍公司播放的录像显示,几名工人可以轻易地移动“太空船二号”。
从技术上来看,这次“太空船二号”有巨大的、创造性的突破。以前,人们一般采用的是直接用火箭将飞船送上太空的方法,这样航天器携带的燃料多,发射代价昂贵。“太空船二号”采用了两级的方法,即用航空飞行器护驾,护送一个航天飞行器上天。即在飞行过程中,“白色骑士二号”利用喷气发动机先载着“太空船二号”在地球大气层内飞行,当到达约1.5万米高空时,它完成护驾任务,将“太空船二号”像重磅炸弹一样抛下。“太空船二号”自带的火箭助推装置点火,急剧跃升,此时乘客们会被安全带牢牢固定在座椅上。穿着类似战斗机飞行员的增压服来抵抗陡增的重力加速度。当飞行速度达到声速的3.3倍时,火箭发动机关闭,太空船在惯性作用下继续爬升至110千米,然后开始自由落体,再次进入大气层。“太空船二号”仍沿用了“太空船一号”使用的羽状减速系统——机翼的后缘及整个垂尾和水平尾翼都会升起,用以产生阻力,飞行员此时可以完全撒手不管。在自动控制系统和气动外形的双重作用下,太空船的“气动刹车”会被恰到好处地控制,不会令乘客产生过于不适的失重感。而且,在降落阶段所有座椅都会自动放倒,使乘客背朝降落方向,以进一步减少减速带来的不适。“白色骑士二号”和“太空船二号”的这种结合的方法可以节约大量的燃料和发射费用,更加适合于太空旅游业的开展。
从“白色骑士二号”发射升空到“太空船二号”自动着陆,整个飞行过程持续大约2小时30分,从火箭发动机关闭到太空船再入大气层,乘客会经历约5分钟左右的失重,届时他们可以松开安全带,在座舱内自由飘浮。“太空船二号”可搭乘6名乘客和两名飞行员,飞船上升时的最大过载不超过6g,这样的加速度可以保证旅行者的安全。因为航天座舱外壳是密封的,外壳用碳塑料和环氧树脂材料制成,能确保机组人员和旅行者的正常状态,所以旅客在飞行中将不磐穿戴任何航天服。太空游对旅客的身体要求不太高,95%能乘坐飞机的人都有可能上太空。不过维珍银河公司在飞行前仍将对报名者进行3~4天的培训,使乘客了解飞行中的一些注意事项,进行飞行中遇到的一些环境的体验,例如乘坐离心机。游客还,必须接受一次彻底的身体检查,不合格者最终还是不能上太空。
安全与前景
无论是地面旅行或太空旅行,最重要的是保证乘客的安全。当然,人们在参加“太空船”旅行前,首先考虑的也是安全问题,谁也不想为了一时的“尝鲜”而牺牲自己的生命。尤其在进行“太空船一号”飞行时,曾发生过故障:航天器机翼上具有平衡功能的活动挡板在超声速飞行中突然卡住,致使航天器在爬升过程中两度倾斜90度,短短几秒中内偏离预定轨道30多千米,驾驶员不得不启用备用系统;在飞行中突然发出“嘭”的一声巨响,原因可能是推进器排气口附近的航空器复合材料骨架非关键部件出现变形,幸好没有影响其性能。一年前在试验“太空船二号”推进系统时,可能是由于氮氧化物罐发生泄漏而爆炸,造成3死3伤。这使得人们心有余悸,对“太空船”的安全提出质疑。
对于众人关注的安全问题,设计者鲁坦承认,太空旅游当然存在风险。他指出,太空旅游处于起始阶段,风险程度与上世纪二三十年代民航刚刚起步时差不多,苏美也曾为此付出了惨痛的代价。但是,他们对“太空船”的研发本着“安全第一”的原则,有严格的安全性要求。“太空船二号”系统的设计目标是,系统可靠性达到99.97%的水平。它的安全性是当今航天大国使用的载人飞船安全性的许多倍。在正式投入商业应用前,还要进行多次载人航天飞行和有关部门的严格审批,所以,其安全性还是有保障的。
太空是一个高技术、高投入、低回报的领域,要在一个很短的时间里取得商业性成就的可能性非常小。但是,随着航天技术的进一步发展,到上个世纪末,航天事业已逐步从科学实验性部门转变为新兴产业性经济部门,政府也希望通过航天技术的商业应用,减少太空开发和研究的财政负担。于是,一些私人公司纷纷考虑从事太空旅游的商业活动,“太空船二号”将为太空旅游创造新纪元。最近几年来,越来越多的人拥有航天的梦想,他们渴望能从太空眺望地球。到目前为止,已经有6名富人支付了2000万美元的门票,乘坐俄罗斯飞船前往国际空间站。但是,这样高昂的门票绝非一般人可以承受,对绝大多数普通人来说,只是一个遥不可及的梦想。“太空船二号”如果试航成功,将为一般人的太空游提供条件。“太空船二号”计划在2010年开始首次商业飞行,在最初的几年,计划每周向太空飞行一次,条件成熟后,计划两天发射一艘太空船。该公司想在第一年将500人送入太空,每人收费20万美元。这个人数将与45年里进入太空的航天员人数持平。以后,随着其他太空船的面世,票价最终会降至普通人可接受的程度。据维珍银河公司公布的数据,至今,他们已经收到了200名以上个人航空爱好者的“太空旅行”申请,获得3000多万美元的定金。其中有一名88岁高龄的航天科学家——詹姆斯·勒弗洛克希望在有生之年去太空旅游一次,他可能是最年长的申请者。中国也有6男1女报名参加这一太空游计划,他们中将有两人成为最终的幸运儿。此外,有超过一百家公司希望对此计划提供赞助和帮助,并要求在此计划中享受名额。由此可见,“太空船”的太空之旅有着良好的发展远景。