今天，太空业的本质就是开拓新的经济领域。自从人类首次进入太空迄今仅仅四分之一世纪，就已有数百家公司直接参与了太空商业活动，今后二十五年里，太空商业活动的规模将可与今天的电子计算机工业相媲美。未来学家们指出，此后的二十五年将会取得更伟大的成绩：在太空设置的太阳能板组可通过微波把电能传送到地球上；在月球和其他星球上开采矿物；也许，人类还会在火星上定居。位于马萨诸塞州坎布里奇市的Arthur D. Little咨询公司的副总裁P. 格莱塞（Peter E. Glaser）是利用卫星传送太阳能的主要倡导者。他说，“我认为二十一世纪的太空商业活动或许将等于本世纪航空、电子和电子计算机工业三者的总和。它代表着人类又一次的进化。”

开拓经济新领域的速度在很大程度上取决于美国和其他国家政府采取的行动，正如开发美国西部时修建的横贯大陆的铁路和把美国推入高速运转时代的高速公路网一样，太空工业所需要的投资更是私人企业所望尘莫及的。美国航空及宇航局已经投资二千多亿美元，其中大部分是用于建立开发太空所需的基础设施。

第一项太空工业（卫星通讯）已臻成熟。通过转播电视和无线电广播及传送电话、电子通信和商业资料，通讯卫星每年可盈利约三十亿美元。第二项工业是遥感，它比卫星通讯至少要晚十年。除了在军事上有广泛的应用之外，遥感卫星还在许多方面可供民用。新闻节目中通过卫星传送的气象图便是一个明显的例子，它大大地提高了天气预报的准确率并减少了飓风等灾害带来的损失，遥感卫星还可探测大气污染情况（比如，联邦政府正在进行一项追踪酸雨根源的实验），同时测定臭氧和大气中其它重要的成分。

从商业角度看，遥感卫星最有希望的用途是提供地球表面的照片。国家航空和宇航局（NASA）从七十年代初以来发射的五颗陆地卫星（LANDSAT satellite）提供的照片，对绘制边远地区地图极为有用。这些照片揭示了罕为人知的湖泊、岛屿，以及水下的沙洲和暗礁。人们还利用它们绘制铁路线、输油管线及输电线路，并进行人口调查以及引导船舶安全通过冰山密布的水域等等。

陆地卫星资料最广泛的用途在于探矿和农业方面。通过研究卫星提供的已知油田、气田和矿床的照片，科学家们已经掌握了辨别某些表明新矿藏的特征、石油公司都在寻找可以储藏石油或天然气的褶皱地层或穹窿，探矿专家们在搜寻铀矿特有的粘土以及生长在锡或钼矿床上的植物。陆地卫星的多光谱扫描仪可以记录地面的光线反射，它对色彩的灵敏度大大超过人的眼睛：勘察人员只要通过数字化的方法提高色彩的鲜明程度，便能发现他们即使身临其境也肯定会错过的地貌特征。

卫星照片在农业方面主要用于预报收成情况。由于美国某些农作物中三分之二供出口，对国际需求情况的预测就显得至关重要了。七十年代早期开设于马里兰州的地球卫星公司每天都对农作物的生长状况进行预报。该公司把地球划分成如同美国中西部的县那样大小的若干单位，把陆地卫星提供的每个单位内农作物长势的资料与气象资料相结合，作出预报，并通过电子计算机报告订户，卫星探测的敏感度极高，能预报何时降霜。佛罗里达州的柑桔种植者收听卫星预报，及时燃起柑桔园里的烟火，使柑桔免受霜冻。仅此一项，每年就拯救了价值三千五百万美元的水果。

尽管通讯卫星和遥感卫星的经济潜力很大，有的研究太空问题的专家仍认为，真正的革命要到能够在太空从事生产的时刻才会到来。许多专家认为，在太空从事“原料加工”（指生产药物、合金、晶体等），从商业意义上说，比遗传工程还重要。

在地球上，所有物理过程都受引力的影响，虽然这种影响有时很小。例如，当把两种密度不同的金属熔合成合金时，引力可使较重的金属向下沉降。由此而产生的混合物是非均匀的，从而影响其强度和耐久性 · 在失重情况下就可避免这一缺陷，制造的合金性质更佳。

然而，这并不意味着绕地球沿着其轨道运行的物体（如穿梭机）可以完全摆脱地心引力的影响。穿梭机朝地球下坠与向前冲的合力决定其轨道，使其不至飞入高层太空。这种自由落体状态引起了失重效应。设想你乘坐的电梯因故障而直冲地面，如果此时从你身上掉出一枚硬币，它看上去会像是在漂浮着，因为你的身体、硬币和电梯正以同样的速度下降。处于轨道中的物体大致也是如此 · 因此，尽管新闻报道中经常说零重力，科学家却使用另一术语：微重力。

商业公司可以利用太空失重环境研究如何提高在地球上制造的铝合金等大重量产品的质量。但是，鉴于进入太空费用昂贵，只有以公斤为计量单位的价值极高的产品（如药物和晶体）才会在太空制造。负责为美国商会提供有关太空商业前景的研究报告的G · 法凯斯（Gregg Fawkes）指出：“有些具有广泛工业用途的材料每公斤的价值达数百万美元。比如，许多药物很贵重，因为它们可以挽救人的生命。”有些药，如尿激酶（该酶可以溶解血栓），在地球上只能少量生产，且费用昂贵。美国航空和宇航局的长期计划制订者J. 范 · Jesco Von Puttkamer说，五年前国家航空和宇航局进行的研究表明，在太空制造尿激酶可使每一剂量的生产成本由1200美元降至100美元。

在太空进行生产的一个显著优点是，可以不用容器和模具。例如，晶体生长过程中不会发生接触其它物体和吸收其它分子的危险。此外，在太空可以把物体制成纯球状。它们不会因为须用其它物体承托而影响其圆度。实际上，在太空制造的首批商品就是一些微小的球体，它们是NASA在1984年为国家标准局而制造的。国家标准局出售“标准参考件”，测量微电子元件的装置，或测量微小粒子的过滤器和多孔膜的校准装置等等。这些在太空制造的球体实际上是聚苯乙烯圆珠，其直径仅为一厘米的千百万分之一，即只有红细胞那么大。每个大小如手指的小瓶中可装这种球体达1500万个，每瓶售价400美元。这些球状物可用于血细胞计数；检测微粒污染；生产精磨产品（如颜料和其他化工产品）等等。

（国家航空和宇航局）准备使用宾夕法尼亚州哈伊大学化学教授J. 范德霍夫（J. John Vanderhoff）设计的仪器为国家标准局生产四种规格的球体。这种方法一旦被证实是切实可行的，国家航空和宇航局将把这项业务移交范德霍夫。

范德霍夫的颗粒技术公司是第一家出售太空产品的私人企业。步其后尘或许将是麦克唐纳 · 道格拉斯（Mc Donnell Douglas）公司和约翰逊和约翰逊（Johnson & Johnson）公司。这两家公司曾在航天飞机的五次飞行中共同投资进行过一些实验。他们已对一系列物质进行了实验，其中包括尿激酶和分泌胰岛素的胰岛细胞。麦克唐纳 · 道格拉斯公司的研究小组使用连续电泳方法，以充电把蛋白质和酶等分子分离出来，这种分离对生物学研究十分重要。电泳是一种普通技术，但这种方法在地球的引力场内并不完善，比如，某些密度较大的物质在电泳过程中很可能聚成团。道格拉斯公司的报告指出，在太空进行一次实验所得的分离物，其数量相当于地球上一次实验结果的716倍，纯度则高田三、四倍。

麦克唐纳 · 道格拉斯公司与约翰逊和约翰逊公司可望在1988年出售首批产品。另外，道格拉斯公司还计划独立研制20种不易分离的产品，如干扰素、皮肤生长剂及一种能医治肺气肿的药物。该公司希望在九十年代中期在太空制造20种产品中的三种，如果太空站能在九十年代末期投入商业生产，它希望届时能制造其中的15种。

研究晶体生长的先驱是1979年创建于佛罗里达州的微重力研究联盟，NASA几年前曾断言，装备空间工厂的价值为五亿美元的两至三颗卫星，由航天飞机每三个月提供一次服务即可满足美国今后十年对半导体需求的增长量的一半。微重力研究联盟正试图完成这一点。

该公司的第一批产品将是用硅和砷这两种软金属制造的晶体。砷化镓晶体的导电速率比硅快十倍，可用于制造电子计算机芯片、激光、光纤系统的开关设备、高频天线、太阳能板以及属于高技术领域的其它产品。这种晶体尤其适用于太空设施，因为它具有极高的抗热性和抗辐射性，它惊人的传导速度使其工作效率以单位重量计算高于其它材料。

晶体一般在长形圆筒内形成，长到直径达8 ~ 10厘米后就可切割成薄片，用于制造芯片及其它设备。但在地球上形成的砷化镓晶体极为不纯。微重力研究联盟副总裁R. 雷斯兰特（Russell Ramsland Jr. ）对造成这种不纯的对流作了如下形容：“这就像冷锋过境带来强风那样，因为密度高的冷空气进入密度低的热空气地区。这般强风便是一种对流。形成晶体的分子也是如此，即热的液体转变成冷的固体。”当较热的、密度较低的物质上升时，较冷的分子便乘虚而入。雷斯兰特说，“分子在对流中将发生位移，同时出现空隙和错位。所有这些会导致晶体产生结构完整性和化学均匀性的问题。”

如果没有重力，也就无对流可言，因为物质冷却时产生的密度和重量的变化不再引起任何运动。较轻的分子不会上升，较重的分子也不沉降。

雷斯兰特及其同事们认为，由于砷化铕具有良好的导电性，它将会有助于下一代电子计算机的研制，也许可用于“薄片技术”的研究。工业界期望能用这种技术将整个电子计算机压缩在一张薄片上。微重力研究联盟总裁R. L · 兰道夫（Richard L. Randolph）希望他的公司能在市场上占据有利地位。他说：“对于昂贵的尖端设备来说，鉴于其性能、可靠性和耐久性要求极高，太空生产尽管费用昂贵仍是值得的。”他计划在砷化镓投产后转向其它更复杂的材料，但是，他已经遇到了竞争对手。在亚拉巴马州新开设的一家微重力技术公司已经披露了其在太空生产晶体的意图，除此之外，阵容强大的三M公司已向NASA提出借助七十二次航天飞机进行它的为期十年原料加工研究计划的要求。该公司也在进行晶体方面的研究。

三M公司的发言人H · 欧温（Henry Owen）指出，“生产大块晶体的目的之一是观察分子结构……如此大的晶体完全可以置于电镜下观察。你也许可以在地球上找到生产这种晶体的方法，但同时你也可能会遇到某些只有在太空中才能解决的难题。这样的话，人们就只能在太空制造这种晶体了。”三M公司的科学家们认为，高级晶体是制造全新型电子计算机的关键，这种晶体依靠光线而不是电流来超高速地处理数据。

对太空原料加工持积极态度的公司尚有其他公司，他们计划在三次航天飞机的飞行中进行合金实验，加工胶原纤维（这种纤维可用来修复及更换人的结缔组织）；研究玻璃合金和研究制造超纯度无气泡玻璃的可能性等等。

为了从原料加工中盈利，各个公司需要的不仅是航天飞机。它们还需要在轨道上运动的太空工厂以及管理这些工厂的人员（或机器人）。换言之，除卫星通讯、遥感和原料加工外，它们还将需要第四大产业，即提供支持性设施和服务的基础行业。

这些基础设施过去是由NASA提供的。自里根总统当政以来，重点已转向私人企业。NASA局长伯格斯（James Beggs）曾经说过，将在八十年代末期把航天飞机转让给私人企业。此外，目前已有五家公司在制造小型火箭，用于发射航天飞机无法发射的卫星。还有一些公司在制造“太空发射”火箭，以便把卫星从距地面240公里处（航天飞机最多只能把卫星送入这个高度）送到35，700公里的高度，进入地球同步轨道以地球自转的速度运行。如果卫星轨道位于赤道上空，卫星和地球的相对位置将固定不变，它将始终处于其地面站的接收范围之内。

费奇德（Fairchild）工业公司正在研制一种名曰“出租飞船”的小型太空实验室，第一座可望于1988年投入使用。道格拉斯公司可能会在太空生产的初级阶段使用这种实验室，但该公司目前在考虑建造规模更大的太空工厂。得克萨斯州的一家新开业的太空工业公司目前由M · 法盖特（Maxime Faget）经营，他在过去20年中一直负责NASA的载人宇宙飞船的研制工作。现在，该公司正在制造一种长10.5米的工业用太空装置，专门装配一个压力舱，供巡回宇航员使用。

联邦政府一直在考虑建造一个“伊丽莎白皇后”号太空站，尽管计划实施的进度会推迟，但里根政府希望能在1992年哥伦布发现新大陆500周年时把这座太空站发射上天，据乐观估计，这座有人驾驶的太空站的预算将达80亿美元，它将既是原料加工和研究的实验室，永久性的天文和遥感观测站，零配件、燃料及其它物质的仓库，又是其它卫星和太空实验室的服务基地。这些设施连在一起将组成第一座太空工业城。

太空站也招来了一些非议，有些研究报告提出，由机器人操纵、不依赖太空站的“自由飞翔”的太空工厂也能胜任同样的工作，而且费用低廉得多。

遑论其他，但有一点是显而易见的，即太空站将加速太空商业活动的发展，就像得到政府资助的铁路和公路在多年以前曾加速经济的发展一样。有了太空站，宇航员便可在其内长期工作，大大提高投资的经济效益，“如果发生故障，他们可以出去修理，太空工厂也就可以继续进行生产，”NASA的I · 格雷姆（Isaac Gi-ram）说，“不使用太空站也可以把一座自动化太空工厂送入轨道，但一旦发生故障，航天飞机就要专门进行一次飞行去修理，如果再发生故障，还要再飞行一次，这样昂贵的代价无人受得了。”

航天工业界人士强调指出，建立太空站可以令投资者确信，NASA对发展太空商业是认真的。太空政策中心的B. M. 密斯林（Brad M. Meslin）说，“我们感到，众多公司都以筹集资金为由，在搞清是否会建造太空站之前采取观望态度。”太空政策中心是马萨诸塞州坎布里奇市的一家咨询公司，专门从事估计太空工业生产的可能性。制造太空站所需的资金将纳入联邦政府1987年的预算，1986年中期将对此进行最后一轮表决。

私人企业能够经营太空生产中的许多服务项目。如：发电、在轨道中补充燃料、废料处理、食品供应、医疗等罗克维尔（Rockwell）国际公司正在研制一种轨道发电设备，一种耗资10亿多美元的巨型太阳能板组，用于为太空工业城供电。NASA已经与波音和马丁 · 马理塔（Martin Marietta）两家公司签订了研制“太空拖船”的合同，以便用这种“拖船”将卫星或其它仪器等从太空站送进地球同步轨道。除了别的用途以外，这种“拖船”还可用于在高层轨道修理和收回卫星，就像1984年时，用一架航天飞机在低轨道修理一颗卫星并收回两颗卫星一样。

在讨论从太空站和轨道太空平台深入到下一轮的新发展时，只有让真正富于想象的人来谈了。除了以太阳能为动力的卫星以外，他们还梦想在太空处理核废料，在蕴藏大量宝贵矿物的星球上采矿和制造面积达1万平方米、由太阳光子驱动的太阳能船，进行远距离的太空航行。1978 ~ 1980年担任NASA局长的现任通用汽车公司副总裁R · 弗洛希（Robert Frosch）建议在月球上建立以太阳能为动力的采矿和制造中心，这种中心可自我复制，因而每年可生产出更多的产品。

1969 ~ 1970年间担任NASA局长的T. O. 帕纳（Thomas O. Paine）最近在一次讨论会上说，通往火星的第一步将是在月球上建立一座永久性的基地，“在那里放置经过挑选的各类材料、设备和物质，并留下在两次定期运送补充品的间歇期能一直在那里工作的合格人员。”至于美国为何要到火星上去则是另一个问题。答案是，除地球外，火星比太阳系内的任何其它行星都更适合人类的生存。“海盗”号卫星1976年的飞行查明，火星上面有大气层，至少还有少量的水，它的表面可供人类生活，所以火星可以作为在其它星球上采矿和开发太阳系边远区域的中转站。

科学幻想作家A，C. 克拉科（Arthur C. Clarke）在预测太空活动方面颇有见地。他对“太空升降机”的设想很感兴趣。这种升降机用高强度的轻型材料制成，可从地球一直延伸到地球同步轨道的高度，甚至更远。它利用座舱下降的力量把另一个座舱提上去。升降机能把人带至位于地球同步轨道的设施而又能节省大量的能量。这种升降机还可以像投石器一样把太空飞行器送出引力的范围作长时间航行。克拉科（Clarke）预计，这种“太空升降机”将在“人们停止嘲讽之后再过五十年”制成。除了能自行复制的太空工厂和太空升降机外，NASA对上述建议都进行了研究。亚利桑那大学行星科学教授J · 列威斯（John Lewis）已向NASA提出申请，要求制造一种用于航天飞机上的自动设备，以求从积聚在小行星上的岩屑中提取铁、镍和钴。列威斯希望不久就能在航天飞机上试验他的设备，并表示将在15年内开始使用该方法采矿。

诚然，对这种想法持怀疑态度者也大有人在。在纽约市的世界政策研究所从事有关太空研究的D · 迪尤尼（Daniel Deudney）把输送太阳能的卫星、星球采矿以及在月球上建立居民点称为“技术文明时代最不切实际的幻想。”他认为那些所谓“倡导和热心太空业的人”的预测太过分了。球尼告诫人们：“我认为，直到我们对太空原料加工切实进行更多的研究和开发工作之前，任何对商业市场的预测都是极不成熟的……目前，对这一问题基本仍无法得出结论。”抑或许多观察家认为极有把握的太空药物生产，球尼亦表怀疑。他说：“在太空从事研制的代价和在地面是如此不同，因此，将在太空所学到带回地球，然后付诸实施总是令人鼓舞的。”

道格拉斯飞机公司太空计划总设计师，NASA航天飞机计划前负责J · 耶雷（John Yardley）预计，十年后，在太空制造的药物每年将达十亿美元的销售量。全国商会基金会的G · 福克斯（Grag Fox）认为，到公元2000年，最能获利的行业“或许是人类今天根本没有想到的。”他预料太空制造业将会兴旺起来，而地球上的加工工业也将从开发太空的技术中大大获益。他列举了人工智能、机器人、遥控操纵装置、高速通讯、光能计算和通讯、低温实验（使用超冷材料）等等行业。福克斯说：“也许可以将这些技术视为下一次工业发展浪潮的基石。钢铁业的勃兴是一次浪潮，宇宙航行、电子计算机和电子学将是另一次浪潮。”

NASA每年出版一本书，介绍该局研究者研制的已投入商业使用或商业服务的50种产品。如果你每期都浏览的话，你会看到机器人、高温润滑剂、保护性涂料、医用扫描仪、新型陶瓷材料，甚至还有可服用的牙膏。然而，影响最大的要数利用太阳能的技术。如果卫星越造越大，如果真的要建立太空站，那么，用更少的材料获得更多的动力的研究还要继续进行。在实现太阳能电池技术方面，最有希望的材料仍是砷化镓、与目前使用的硅相比，它有更高的能量传导效率，而且在高温下更稳定。

太空政策中心的密斯林把太空技术的发展与一个世纪前美国西部开发相比较。他说，“1840年沉思默想着这条铁路的人们，丝毫没想到开发西部最终会发挥如此巨大的经济潜力。”

[The Atlantic，1985年5月]