買張“船票”到太空還有多遠(yuǎn)？

　　中國(guó)新聞周刊記者/牛荷

　　發(fā)于2022.10.24總第1065期《中國(guó)新聞周刊》雜志

　　太空旅游一直被視為超級(jí)富豪的“燒錢游戲”。自2001年美國(guó)富商丹尼斯·蒂托成為第一位太空游客后，世界各地的富豪開始陸續(xù)加入。此后8年，又有六名太空游客陸續(xù)登上國(guó)際空間站，費(fèi)用在2000萬~3500萬美元之間不等。

　　太空旅游主要包括失重飛機(jī)、高空氣球、亞軌道飛行和軌道飛行四種形式。前述動(dòng)輒上千萬美元的太空旅游屬于軌道飛行，如今采用該方式的票價(jià)已漲至5000萬美元以上。相比之下，亞軌道飛行費(fèi)用遠(yuǎn)低于前者，使得其成為近年來商業(yè)航天追逐的熱門賽道。

　　“2025年中國(guó)有望開始亞軌道旅行，票價(jià)200萬~300萬元人民幣。”“長(zhǎng)征十一號(hào)”火箭首任總指揮、中科宇航董事長(zhǎng)楊毅強(qiáng)9月17日接受媒體采訪時(shí)說，目前，中國(guó)的商業(yè)航天已從1.0時(shí)代進(jìn)入2.0時(shí)代，并有望在5年內(nèi)進(jìn)入3.0時(shí)代。期間，要將火箭運(yùn)力提升至5噸~14噸，建設(shè)全球性衛(wèi)星星座，實(shí)現(xiàn)火箭可回收并降低成本。

　　“200萬~300萬元是按使用可重復(fù)火箭和飛船預(yù)估的亞軌道飛行價(jià)格。”全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩告訴《中國(guó)新聞周刊》，亞軌道旅游需要面向市場(chǎng)，這意味著要在保障安全的前提下盡可能壓低成本。使用可重復(fù)的亞軌道運(yùn)載火箭和飛船可以實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，但這項(xiàng)工作目前國(guó)內(nèi)還未落地，技術(shù)屏障短期內(nèi)難以突破。

　　可重復(fù)使用火箭是降成本的關(guān)鍵

　　軌道飛行被視為真正意義上的太空旅游。目前軌道飛行目的地主要是國(guó)際空間站，供游客往返的運(yùn)輸器主要有俄羅斯的“聯(lián)盟”系列飛船和美國(guó)的載人“龍”飛船。“通過這種方式，太空游客能在國(guó)際空間站生活至少一周，可以長(zhǎng)時(shí)間享受失重，俯瞰地球美景。但動(dòng)輒上千萬美元的費(fèi)用，一般人無力承擔(dān)。”龐之浩說。

　　國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光告訴《中國(guó)新聞周刊》，從技術(shù)上來說，中國(guó)想要開展軌道太空旅游沒問題，但其高昂的價(jià)格也決定了軌道太空旅游依然只是屬于億萬富豪的“游戲”。“諸如適合于軌道旅游的民用空間站等配套系統(tǒng)還沒建成，預(yù)計(jì)10年之內(nèi)會(huì)有新的突破。所以最先發(fā)展的還是亞軌道旅行。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)副主任焦維新向《中國(guó)新聞周刊》表示。

　　技術(shù)要求和成本更低，使亞軌道旅行在商業(yè)航天的大背景下迅速“出圈”。亞軌道一般指距地面20千米~100千米的空域，不超過100千米高度的馮·卡門線，后者是國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)定義的大氣層與太空分界線。

　　“亞軌道旅游就是用亞軌道載人飛行器把游客送到約100千米高的太空邊緣后，馬上返回地面，相當(dāng)于乘客乘坐飛行器在太空做直上直下的拋物線飛行。”龐之浩介紹，這種方式的優(yōu)勢(shì)在于，乘客既能體驗(yàn)地面難以模擬的失重感覺，又可以從高空俯瞰地球長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里的弧線表面。

　　作為全球太空旅游的主要參與者，美國(guó)藍(lán)色起源公司、英國(guó)維珍銀河公司、美國(guó)太空探索技術(shù)公司(Space X)三家企業(yè)歷經(jīng)多年研究后，均于2021年進(jìn)行了首次面向游客的太空旅游，且價(jià)格不菲，其中前兩者為亞軌道飛行。

　　2021年7月11日，英國(guó)維珍銀河公司創(chuàng)始人理查德·布萊森搭乘自家的宇宙飛船“太空船二號(hào)”升空，抵達(dá)80多千米的太空邊緣，同行的還有另外5人。這個(gè)高度超過美國(guó)空軍和美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)認(rèn)可的80千米太空邊界線，此次飛行被視為試飛。9天后，亞馬遜和藍(lán)色起源創(chuàng)始人杰夫·貝索斯以及另外3人乘坐藍(lán)色起源的新謝潑德亞軌道火箭，從美國(guó)得克薩斯州一號(hào)發(fā)射場(chǎng)垂直升空，整個(gè)飛行持續(xù)10分鐘左右。搭載在火箭上的太空艙最高抵達(dá)106千米的高空，之后火箭與飛船分別回收。

　　國(guó)內(nèi)也不乏進(jìn)展。去年8月，中科宇航對(duì)外公布的亞軌道旅行服務(wù)顯示，每次可載7人進(jìn)入100多千米的高空，體驗(yàn)3~5分鐘的失重感。今年7月，楊毅強(qiáng)表示，其所在公司正在研制亞軌道太空旅游飛行器，計(jì)劃明年進(jìn)行首次無人亞軌道驗(yàn)證飛行。之后再進(jìn)行十余次驗(yàn)證飛行，就可以向公眾開放太空旅游服務(wù)。

　　成立于2018年的中科航宇是國(guó)內(nèi)首家混合所有制商業(yè)航天企業(yè)。據(jù)楊毅強(qiáng)披露，執(zhí)行太空旅游任務(wù)的火箭和飛船都可重復(fù)利用。該公司官網(wǎng)顯示，目前在研產(chǎn)品太空旅游飛行器“中科六號(hào)”可重復(fù)使用次數(shù)超過30次，最大飛行高度達(dá)100千米~120千米，留空時(shí)間300~550秒。

　　“國(guó)內(nèi)的商業(yè)航天起步較晚，想要實(shí)現(xiàn)亞軌道商業(yè)化飛行，仍需要一段時(shí)間，并非一蹴而就。”龐之浩說，Space X的獵鷹9號(hào)雖然是目前最成熟的可回收運(yùn)載火箭，但此前經(jīng)歷過多次回收失敗。新謝潑德火箭也是研制、發(fā)射多次后才投入使用。藍(lán)色起源官方介紹，自2012年以來，藍(lán)色起源一直在對(duì)新謝潑德火箭及其冗余安全系統(tǒng)進(jìn)行飛行測(cè)試。該計(jì)劃已連續(xù)執(zhí)行22次成功任務(wù)，其中包括3次成功逃生測(cè)試。

　　在龐之浩看來，想要實(shí)現(xiàn)太空旅游繁榮發(fā)展，需解決降低成本和保證安全兩個(gè)問題，這對(duì)于亞軌道旅游也同樣適用。“亞軌道飛行是國(guó)內(nèi)太空旅游發(fā)展的第一步，但目前國(guó)內(nèi)飛船存在載人少、不能重復(fù)使用的缺點(diǎn)，研制可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭可大幅降低太空旅游的成本。”焦維新說。

　　藍(lán)色起源官網(wǎng)介紹，新謝潑德亞軌道火箭和新格倫軌道運(yùn)載火箭從設(shè)計(jì)開始就考慮到可重復(fù)使用，這兩款火箭能重復(fù)使用25次。而且，兩種飛行器都有可節(jié)流的液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，可以精確降落在著陸平臺(tái)上。

　　“藍(lán)色起源首次亞軌道飛行的票價(jià)高達(dá)2000萬美元，如今已降至二三十萬美元/次，價(jià)格下降的主要原因在于其可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭。”楊宇光說，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有一次性發(fā)動(dòng)機(jī)成本太高，但民營(yíng)企業(yè)還沒有掌握可重復(fù)的技術(shù)。如果只將人送上100千米的高空，現(xiàn)在有很多可選的發(fā)動(dòng)機(jī)；若非要走可重復(fù)使用這條技術(shù)路線，未來三年實(shí)現(xiàn)亞軌道旅行的目標(biāo)仍存在不確定性。

　　多名航天專家告訴《中國(guó)新聞周刊》，可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭和飛船是未來商業(yè)航天的主要趨勢(shì)，能大幅降低飛行成本，但也并非唯一選擇。楊宇光認(rèn)為，太空旅游是一個(gè)火熱的賣方市場(chǎng)，盡管價(jià)格昂貴，想進(jìn)入太空的游客依然很多。對(duì)這些太空游客而言，省錢不是主要目的，先實(shí)現(xiàn)這樣的旅游才是首要需求。

　　8月26日，由中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院自主研制的升力式亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用飛行試驗(yàn)獲得成功。飛行試驗(yàn)采用的運(yùn)載器經(jīng)健康檢測(cè)維護(hù)后，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次點(diǎn)火垂直起飛，按照設(shè)定程序完成亞軌道飛行，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機(jī)場(chǎng)。這是國(guó)內(nèi)亞軌道運(yùn)載器首次重復(fù)使用飛行。“這次只是亞軌道運(yùn)載器的試飛，距離真正的商業(yè)應(yīng)用還存在距離。”焦維新說。

　　即便解決了成本問題，亞軌道飛行的安全問題也不容忽視。據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)(CNN)報(bào)道，英國(guó)的亞軌道飛行器維珍銀河“太空船二號(hào)”2014年10月31日上午9時(shí)在動(dòng)力測(cè)試飛行時(shí)發(fā)生事故，造成飛行員一死一重傷。

　　據(jù)路透社9月12日?qǐng)?bào)道，當(dāng)日美國(guó)藍(lán)色起源公司的新謝潑德火箭進(jìn)行第23次太空試飛，升空一分鐘后意外燃燒，太空艙逃生系統(tǒng)啟動(dòng)，將沒有載人的太空艙與火箭分離。隨后火箭墜毀于地面，太空艙打開降落傘落回地面。據(jù)負(fù)責(zé)監(jiān)督和管理發(fā)射場(chǎng)安全的美國(guó)聯(lián)邦航空管理局稱，藍(lán)色起源公司的新謝潑德運(yùn)載火箭將停飛，直到事故調(diào)查結(jié)果出來。

　　“這次事故恰恰也說明藍(lán)色起源的乘員艙安全性比較高，即便出現(xiàn)緊急情況也有應(yīng)對(duì)預(yù)案。”楊宇光說，國(guó)內(nèi)如果要開始推廣亞軌道旅行，也應(yīng)最大程度保證乘客安全。簡(jiǎn)而言之，要從設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)一旦飛行器失控，乘員艙和火箭能實(shí)現(xiàn)可靠分離，實(shí)現(xiàn)更精確的故障判斷。此外，飛行器在飛行過程中如果失控砸到人或物，需要對(duì)受損的第三方進(jìn)行賠付，此外，落區(qū)的安全性問題也需要進(jìn)行相應(yīng)的法律追責(zé)。

　　龐之浩表示，目前中國(guó)只有一種載人運(yùn)載火箭——“長(zhǎng)征二號(hào)F”能達(dá)到這種逃逸救生技術(shù)，設(shè)備可靠性達(dá)98%，航天員安全性可以達(dá)到99.996%。但要達(dá)到這樣的安全性，需要傾注不計(jì)成本的研發(fā)投入，這在商業(yè)航天上并不適用。“這次藍(lán)色起源試飛失敗，也提示了各國(guó)應(yīng)該有太空旅游的相關(guān)法律作保障，確保安全才行。”

　　新玩法：

　　乘太空電梯、繞月旅行、火星旅行

　　近年來，國(guó)外太空旅游除了嘗試降低成本，也在嘗試為游客提供更新奇、舒適的體驗(yàn)。“亞軌道旅游已經(jīng)不算新鮮事，更多的國(guó)外企業(yè)在探索繞月旅游，甚至火星旅行。”焦維新說。

　　2018年，美國(guó)太空探索技術(shù)公司公布了繞月旅行方案，計(jì)劃在2023年1月把游客送入月球軌道觀光，日本富商前澤友作成為首個(gè)參與者。據(jù)了解，此次繞月之旅將持續(xù)一周時(shí)間，游客將乘坐Space X的“星際飛船”前往。前澤友作表示，他要把整個(gè)飛船包下來，費(fèi)用可能會(huì)達(dá)1.75億美元，到時(shí)會(huì)邀請(qǐng)6~8位藝術(shù)家一起參與這場(chǎng)旅行。

　　龐之浩介紹，近年，俄羅斯擬開展太空行走旅游和月球旅游。前者在軌道太空飛行旅游費(fèi)用的基礎(chǔ)上再交至少1600萬美元，游客就可在1名職業(yè)航天員的陪護(hù)下完成空間站出艙活動(dòng)，在太空行走90分鐘。

　　值得注意的是，國(guó)際空間站不是專門為旅游設(shè)計(jì)。現(xiàn)在國(guó)際空間站里要開展各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)驗(yàn)證工作，游客進(jìn)入會(huì)影響正常工作，也可能帶來設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。“美俄私營(yíng)公司準(zhǔn)備建造‘太空旅館’，不完全依賴現(xiàn)在的空間站。在更遠(yuǎn)的將來，繞月旅行和火星旅行可能成為現(xiàn)實(shí)。”龐之浩說。

　　除了建造太空旅館，美國(guó)、日本、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家已經(jīng)開展針對(duì)“太空電梯”的研發(fā)。

　　“如果能研制出24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的‘太空電梯’，太空旅行的成本可能降至目前的1%，亞軌道旅行只需要2萬~3萬元，這樣大部分人都能實(shí)現(xiàn)到太空旅游的愿望。”龐之浩解釋說，“太空電梯”就是在地球靜止軌道建設(shè)一個(gè)空間站。因?yàn)殪o止軌道和地球轉(zhuǎn)速一致，在靜止軌道和地球間拉幾根“繩”，乘員艙就可以順著“繩”上下滑動(dòng)。“這種設(shè)想原理簡(jiǎn)單，但技術(shù)難度很大，因此剛開始被認(rèn)為是天方夜譚。現(xiàn)在通過輕并結(jié)實(shí)的碳納米管材料做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，有望研制出‘太空電梯’關(guān)鍵的那條‘繩子’，不過真正研制出來至少還要再過30年。”龐之浩說。

　　值得注意的是，游客上太空前要經(jīng)過專門的訓(xùn)練，不同的旅游種類訓(xùn)練時(shí)間和強(qiáng)度存在差異。龐之浩表示，亞軌道飛行由于時(shí)間短，一般只要游客身體健康，訓(xùn)練幾天就可以參與飛行；軌道旅游的游客訓(xùn)練時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)半年以上。因?yàn)橛慰驮谔沾镁茫仨毥?jīng)過太空中吃、喝、睡等生活技能的專業(yè)化訓(xùn)練，有時(shí)還需要離心機(jī)訓(xùn)練，后者有助于游客克服出發(fā)和返回時(shí)的超重。

　　“即便完成了飛行前的專業(yè)訓(xùn)練，也不一定能最終飛行，還要身體條件過關(guān)。”龐之浩提到，雖然太空旅客不需要達(dá)到職業(yè)宇航員的要求，但身體也不能有大毛病。在火箭發(fā)射、航天器返回及太空生活過程中，可能會(huì)導(dǎo)致舊病復(fù)發(fā)甚至誘發(fā)新病。

　　在政策扶持、資本加持和市場(chǎng)需求推動(dòng)下，中國(guó)商業(yè)航天近年來發(fā)展較快。據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)，中國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)規(guī)模自2015年以來保持高速增長(zhǎng)，2015~2021年中國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)保持22.3%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率，預(yù)計(jì)2024年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到2.3萬億元。

　　“最遲到2027年，中國(guó)商業(yè)航天的‘春天’便會(huì)到來。”楊毅強(qiáng)近期接受媒體采訪時(shí)談到，到時(shí)運(yùn)載火箭進(jìn)入高密度發(fā)射階段，實(shí)現(xiàn)低成本大型液體火箭回收和復(fù)用，同時(shí)為大眾和企業(yè)提供的導(dǎo)航定位、導(dǎo)航增強(qiáng)、低軌互聯(lián)網(wǎng)等配套服務(wù)也會(huì)逐漸完善。據(jù)他了解，中國(guó)商業(yè)航天的注冊(cè)企業(yè)已逾370家。

　　“商業(yè)航天領(lǐng)域的投資熱點(diǎn)是火箭和衛(wèi)星，民營(yíng)企業(yè)雖然總數(shù)多，但與美國(guó)的民間巨頭企業(yè)相比，整體規(guī)模不強(qiáng)，尤其是專門做太空旅游的公司很少。”焦維新說，國(guó)內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域民企近幾年才發(fā)展起來，如果想發(fā)展更快，應(yīng)當(dāng)聯(lián)合體制內(nèi)航天機(jī)構(gòu)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，不要從頭再做，比如引進(jìn)體制內(nèi)航天部門已經(jīng)成熟的火箭、飛船。在龐之浩看來，體制內(nèi)航天探索更領(lǐng)先航天技術(shù)，民營(yíng)航天企業(yè)把成熟技術(shù)商品化，實(shí)現(xiàn)更低價(jià)格、更廣泛推廣，這是未來的一個(gè)出路。

　　但也有分析認(rèn)為，太空旅游行業(yè)的一個(gè)主要限制是缺乏回頭客。商業(yè)航空之所以有效，是因?yàn)槿藗冃枰L(zhǎng)途旅行來探望家人或朋友，往返工作或度假，飛機(jī)取代了已有巨大需求的長(zhǎng)途鐵路、輪船、汽車等交通方式，但去太空這件事卻沒那么容易。未來，除非人們需定期前往另一個(gè)星球工作或探親，否則無論價(jià)格如何，太空旅游的需求都將受限。

　　多名航天專家對(duì)太空旅游的前景持樂觀態(tài)度。2021年，中國(guó)創(chuàng)下了55次的航天發(fā)射新紀(jì)錄，并成功開展月球、火星研究，實(shí)施天宮空間站建設(shè)。“太空旅行”還被寫入國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《2021中國(guó)的航天》白皮書中，成為未來5年的發(fā)展規(guī)劃之一。

　　“隨著火箭及飛船等載人航天器的商業(yè)化發(fā)展，太空旅游的門檻將逐漸降低，有望實(shí)現(xiàn)‘平民化’。”楊宇光說。

　　龐之浩說，雖然太空旅游有一定風(fēng)險(xiǎn)，但作為一種產(chǎn)業(yè)發(fā)展既能帶來一定商業(yè)利益，也可以帶動(dòng)航天技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)等科技進(jìn)步。

　　《中國(guó)新聞周刊》2022年第39期

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