商业化太空游未来可期

刘秉军

今年7月，近地轨道空间接连迎来“访客”——私营公司的载人飞船竞相完成太空首秀。人们想知道，商业化太空游什么时候能够实现？在技术上还需要解决哪些问题呢？

今年7月，近地轨道空间可谓异常“热闹”。先是7月11日，维珍银河公司创始人理查德·布兰森搭乘该公司的“团结”号飞船，完成了首次近地轨道太空旅行;紧接着，7月20日，蓝色起源公司的飞船也成功实施了首次近地轨道载人飞行。

尽管上述两次太空飞行的高度仅为100多公里，但其起飞和着陆的方式与小规模载人航天行动相当。最值得关注的是，蓝色起源公司太空飞船的乘客中，除了公司创始人杰夫·贝索斯和他的弟弟，以及他邀请的一位美国女飞行员之外，还有一位支付费用的乘客。因此，这是该公司提供的人类历史上第一次真正意义上的商业化太空游服务。

私营公司的载人飞船竞相完成太空首秀，说明商业化太空游未来可期。飞到太空中以“上帝视角”观赏我们这颗蓝色星球;绕着月球飞上几圈，仔细看看壮观的环形山;登上月球体验一跃6米高的感觉。这一切什么时候能够实现？在技术上还需要解决哪些问题呢？

近地轨道太空旅馆

将游客送到约100公里高的太空中，获得几分钟的微重力环境体验，并不是维珍银河和蓝色起源等公司的最终目标。但这个目标的实现，可以作为后续开展商业化太空游服务的基础。

商业化太空游的下一个目标，是建立近地轨道太空旅馆。2020年8月，美国发布《太空探索的新纪元》蓝皮书，其中明确提出，近地轨道可以向商业化太空游开放。也就是说，美国政府支持私营公司出资建造近地轨道太空旅馆，并在那里开展太空游业务。

飞行器在数百公里高的轨道上以7.6千米/秒的速度运行，就不会因地球的引力掉落，这一飞行速度被称为第一宇宙速度。《太空探索的新纪元》描述了近地轨道太空旅馆的设计理念：它实际上是以第一宇宙速度绕地球运行的飞行器。它虽然不是国际空间站那样的庞大科研设施，但也需要具备可供人员驻留的条件，例如通过自转产生离心力，制造与地球相近的重力环境，以避免微重力环境对游客的健康造成影响。

必须说明的是，很多人认为游客参加太空游的一个重要目的是体验微重力环境，“像宇航员在空间站中那样飘浮”。其实这是一个认识误区。对于普通的太空游客来说，应该尽可能避免长时间处于微重力环境中，因为那会使人产生眩晕、呕吐等生理反应，影响在太空中的观光体验。

微重力环境出现在载人飞船入轨后与太空旅馆对接前。游客可以在这段有限的时间内体验一下失重飘浮的感觉。一旦进入太空旅馆，就应摆脱微重力环境，在离心力模拟的重力环境中观赏地球和深邃的宇宙空间。

商业化月球游

在近地轨道太空游的基础上，月球游也将发展起来。商业化月球游的第一步是绕月游，即“远观”;第二步是在月球上建造旅馆，供游客登月游览、居住，即“近赏”。

目前第一步已经可以实现。SpaceX公司以1.7亿美元的价格将一艘可飞往月球的星舰飞船（Starship）出售给了日本富商前泽友作，后者计划几年后搭乘该飞船实施绕月飞行。星舰飞船将从地球起飞，绕月球飞行数圈，再返回地球。

在近地轨道太空旅馆建成并运行后，更便捷的绕月游方式是：用往返于近地轨道太空旅馆和月球轨道之间的飞船接送游客。

近地轨道太空旅馆和绕月游，可以使游客获得在地球上从未有过的观景视野。在国际空间站上有一个360度的全景观察窗。所有进入过国际空间站的宇航员，都对在太空中欣赏到的美景终生难忘：“在那个距离上，你看不到任何国家的边界，也听不到任何喧闹声。地球就是一颗蓝色的美丽行星，在那里孤独地旋转，那是我们人类的家园。在另一边，月球就像与地球遥相呼应的伙伴。我们人类或许是太阳系中唯一的智慧物种，只有我们能欣赏这样的奇观。”

蓝色起源公司的载人飞船为每一位乘客安排了一个高度为1米的大观景窗，使他们能够获得与宇航员一样的体验——这正是太空游的魅力所在。

成本控制非常重要

太空游作为一个旅游服务产业，成本控制非常重要。目前维珍银河、蓝色起源和SpaceX三家公司，最主要的技术突破和创新都着眼于降低成本。它们分别采用水平起飞、水平着陆、单发动机火箭、低成本多发动机并联火箭、陆上回收和海上回收等不同的技术方案，实现火箭和载人飞船最大限度的重复利用。

维珍银河和蓝色起源的飞船都是先飞到高度100公里左右的轨道上，这是商业化太空游的初级方案，目的是最大限度地降低成本。这个高度被视为“进入太空的门槛”，以此为基础建立商业生态是明智的。载人太空游产业将由简入繁，一步一个脚印地发展起来。

在SpaceX公司的星舰飞船完成多次载人绕月飞行并证明其安全性后，游客有望接踵而至。该公司预计，到2031年左右，绕月游服务将供不应求。按照星舰飞船的设计，其一次飞行最多可以搭载100名游客。

SpaceX公司还制定了独特的节省成本方案：星舰飞船在月球轨道附近加注在月球上生产出来的燃料，这比返回地球补充燃料的成本要低得多。实施这一方案的前提是，从月壤中提取燃料的技术和在太空轨道上为飞行器加注燃料的技术获得突破。目前这两项技术是世界各国新型航天企业努力的方向。

工作人员的健康保障难题

研究发现，长期暴露在宇宙辐射和微重力环境中，对人体造成的伤害远超人们的想象。宇航员斯科特·凯利在太空生活一年后，科学家对他进行了一系列研究。研究结果表明，一旦离开地球的大气层和引力场，人类的身体机能就开始衰退。认知障碍、肌肉和骨骼退化以及心臟萎缩等，都是太空生活给人体带来的负面影响。

对于太空游客来说，由于旅行时间相对较短，且次数不会很多，所以其身体受到的损害可以忽略不计。作为一项旅游服务，太空游需要服务人员——机组人员和工作人员，他们的健康如何得到保障？让每一名太空游从业人员都像宇航员那样接受系统训练和昂贵的高端医疗保障，显然是不现实的。

对于这个问题，维珍银河、蓝色起源和SpaceX三家公司都倾向于借助人工智能来解决，即主要依靠机器人提供服务。维珍银河公司的研究表明，在太空中做任何事情，包括提供各种服务，如果安排人员，其成本是采用自动化系统的10倍。

蓝色起源公司的发言人表示，现在该公司计划实施的项目，与20世纪60年代的美国登月项目已经截然不同了。半个多世纪以来，微电子技术和人工智能技术的发展，使得自动化和远程控制的系统可以在太空中做许多事，而且相对于人类，它们能以更低的风险和成本把工作做得更好。如果太空游项目中安排较多的人类服务员，那么就需要较多的生命支持系统和应急救援系统——这些系统应该主要供游客使用。

编辑：姚志刚 winter-yao@163.com