人类像乘飞机那样方便地乘太空交通工具遨游外层空间在近几十年的未来可能还实现不了,但在此期间我们将孜孜不倦地为达此目的而攻研多项重大课题:倾全力设计新型发射运载工具、建立国际太空空间站、寻索太空能......
1993年,美国国会通过一项表决,拯救了国际太空空间站项目的立项,这是发生在人类征服太空史上的一件重大事件,此项意义特殊重大的关键可能将要深深影响着人类的未来。事实已经证明,建造国际太空空间站实际上对西方国家探索日益增长的大量科技领域新知提供了促激动力。若人类不希望成为仅立足于地球上而面临人口日益拥挤的被动局面的话,那么,开发太空领域向宇宙星球移民不失为是种充满希望的必要之举。
开发太空计划的若干近期目标:
目前,世界上存在两个各自独立的载人太空系统:美国的宇宙飞船和俄国的“联盟号”火箭。即便这两个系统的开发试验其中之一不幸失败,载人太空项目的开发也无停下来的必要。由于国际太空空间站建设项目已为美国国会审议通过,而且它的许多关键构件目前正在制作当中,故人们有理由确信载人太空项目的未来前景将是乐观的。一旦国际太空空间站成功施建完毕且可永久性地载人运营,则即便是发生类似于“挑战者”号航天飞机那样的严重技术事故也不会再令人们在太空陷入窘境了,因为国际太空空间站可作为各类宇航器的一个中心服务站而提供必要的诸如替换乘员、维修补给等支持或服务。
今天,除国际太空空间站外还存在有多种耗资昂贵的项目(包含将大量通讯卫星发射至太空轨道上的项目)正被人们规划着,它们无疑会对人类太空活动提供另一方面的重要支持。例如,由于向太空发射卫星的市场较大,这样就促激着有关商业性技术公司去积极开发相应的非载人太空运送系统(建立在可重复使用式火箭基础之上)。若这些项目获得成功的话,将会为后续的人类进入太空活动奠定更安全可靠和更经济可行的基础。美国宇航局(NASA)目前正在为一种称为X—33的项目提供资金支持,这种X—33是一种称为“冒险之星”(单级轨道火箭)作先行试验的亚轨道火箭。而“冒险之星”轨道火箭则被设计作为一种性能更先进、经济成本更易为人们所承受得起的载人太空交通运载系统。
由太空获取动力能源
就像其名称已明确表述出来的那样,国际太空空间站只是一种“站”——即人类向外层空间进一步探险所依托的第一级落脚点。人们可能想获知,若一旦国际太空空间站真的建构完毕且运营顺利的话,那有关机构下一步要做的事情会是什么呢?答案是要由太空获取动力能源。
今天,无论是发展中国家还是发达国家都需要更多数量的电能。发展中国家(诸如中国、印度等国)的总人口目前已超过20亿之多,这些国家为追求像美国人和欧洲人那样的富裕生活目前正在勤奋努力建设自己的家园,无疑这需要有大量的电力能源支持,即电力充足是国富民强的基础。
核电被认为是一种安全性能有隐患的电力资源,而只有燃煤电厂才被认为是发展中国家目前阶段获取大量电能的较切实可行的一种途径。但用煤发电对环境造成的污染又太大且在相当程度上加剧着地球温室效应,为此人们转而将目光聚焦在——从太空中获取太阳能。
有种设想令人们感到振奋,即在绕地球的空间轨道建立若干太空太阳能电站,该太空太阳能电站将采集到的太阳能电力以微波形式发射至地球上。
还有种更雄心勃勃的计划使人耳目为之刷新:即在月球表面建构太阳能电站,其理由是可利用月球上的许多材料,节省由地球向太空运送材料而耗费的资金,而且若这类电站建在月球表面的话还方便了维护管理操作,当然最终电站还是要以微波形式将太阳能电力送回地球。
专家们已认识到,真正对环境无污染的洁净燃料是氦3,但氦3这种元素只有在月球上才能采掘得到。也就是说,人类确有必要强化在月球上的各种操作作业,以及向月球移民。
真正关心人类未来生存状态的科学家由此而认为,大力扩展人类的太空活动、向月球进行永久性移民,这是人类向广阔宇宙进军的第一步,而建国际太空空间站这样的实质性工程项目则是为其第一步操作打基础。
太空旅游
近期及中期未来的另一可能性项目是太空旅游。这是一项纯商业目的的活动,但K正要实现它则攻克若干技术性难关之后才能实际运作。
首先,须构建成功类似“冒险之星”这样的载人式可重复使用的轨道火箭;第二,需花大力气提增现有太空火箭的载重能力。就目前而言,即便是性能最先进的太空火箭欲有效进入太空轨道尚只能做到将其载重量提增2.5%左右,人类在前40余年的反复试验中始终突破不了此极限百分比究其原因系因材料特性及化学燃料等原因所限。遗憾的是此难关目前尚无任何有望得到解决的迹象,为此人们将准备继续攻研下去。
太空旅游虽然是项颇具刺激性的娱乐项目,但真正肯花钱买票亲身一试者可能会为数寥寥,其中成本昂贵是制约大众化游娱性活动的“瓶颈”。那么买一张太空旅游的票价为多少呢?推算下来非5万美金莫属。为此人们当然有理由怀疑这种高消费项目的可行性了。
一旦国际太空空间站建立后,各种相关太空设备能给太空旅游者提供逗留时间更长、更有娱乐刺激性(譬如有太空旅馆、太空娱乐中心、太空医院等服务设施)的服务时情况就可能会发生微妙变化。也就是说,会有更多的人心甘情愿花5万美金买张太空旅游票去太空体验一回娱乐情趣。我们甚至可想象在太空建造一所医院,利用太空的失重条件让患者于悬浮状态中减轻其各种病痛折磨。
当然,人们随后要考虑的下一阶段的太空目标应定位在向月球移民上。其理由之一是人类渴求能得到大量的太阳能电力,而在月球上建太阳能电站并将电力以微波形式源源输往地球是较可行的方案之一。为此,派员长驻月球做有关工作实为一种需要。
这样的移民其先决条件必须是月球有水存在,也就是说只有在人们通过科学探测确定了月球极地的陨石坑深部有冰或水存在之后,此努力目标有可行性的基础。
一旦将来移民真的成功实施了,那才有理由相信月球将会成为一个大太空空间站而为前往其它星球探险、旅游的人类提供落脚点。人类瞄准的其它星球中最有可能的是火星。
向太空深层扩展是项长远计划
人类会持续不断地访问太空其它星球并向有类似于地球相关条件的星球移民吗?科学家们指出,在1000个行星体中,可能会仅有一个其有关条件(如适宜的气候、海洋、大陆、大气等)类似于地球。但由于行星中距地球最近的一个也大约有4光年之遥,故人类在其有生之年绝不可能抵达至彼。而另外的星球则离地球更远。
也就是说,人类要想真正实现到外层空间遥远星球上去旅游的目的,唯一可行措施只能是将人类移民到一个个太空空间“岛”上,而后再驶往预定的宇宙目标。如果一代人接一代人地延续操作下去,最终就有抵达预定宇宙目标的可能性。当然,这要先用机器人作替身试运行才可。
人类移民至银河系中将是一个非常遥远才可及的目标,我们不应指望在下世纪内就立刻实现,或许这只能在下下个千年中才能实现。但当我们考虑到人类进化至今已历时了百万年之久时,我们就会意识到我们应该有耐心,一代人接一代人地持续努力下去以达到我们预定的奋斗目标。
[The Futurist,1999年1月]
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*注:本文作者Walter. P. Kistler是一位有50多项专利权的发明家,他专攻航天火箭仪器及新型测试设备研制工作。1993年他同有关机构共同成立了Kistler航天航空公司,专项研制世界首枚可完整重复使用的运载火箭。他同时还兼任美国未来基金会主席。