普通人何时能上太空

北京时间2021年7月4日8时11分，航天员刘伯明成功开启天和核心舱节点舱的出舱舱门，刘伯明出舱后第一句话：“哇！这外面太漂亮了！”他的这句话引发了中国大众对太空旅游的热烈向往。

太空旅游的边界不断扩展

太空旅游具有很高的人文和经济价值。一方面有助于人们去实现遨游太空的梦想，并在这个过程中认识太空、认识地球、认识自己；另一方面由于它面向大众消费市场，必将成为发展太空经济的新动力。

7月11日，英国维珍银河公司创始人理查德·布兰森及3名公司有关人员，搭乘自己公司的白骑士2号/太空船2号亚轨道飞机，率先成功进行了亚轨道飞行。此举，在全球产生了巨大影响，拉开了亚轨道商业太空旅游的序幕。接着，7月20日，美国亚马逊和蓝色起源公司的创始人杰夫·贝索斯和他的弟弟，以及一位82岁高龄的曾经是替补航天员的女飞行员和一名18岁的荷兰学生，经过14小时的短暂训练后，乘坐“新谢泼德号”火箭发射的飞船，成功进入太空。

那么，什么时候太空旅游会从训练有素的航天员和有钱的富豪们，推广到普通的大众呢？要回答这个问题，我们需要解释什么是太空旅游。首先，离地面多高算是太空？也就是地球的大气层和太空的边界在哪里？国际上普遍认为，由钱学森的老师、著名航天科学家冯·卡门在1950年提出的一个界限，所谓的“卡门线”是太空的边界。他认为随着高度升高，空气就会越来越稀薄，当达到一定高度时，飞行器利用空气产生的升力，就无法抵消飞行器的重量。他计算出的边界是离地面100公里。当然，由于当时的条件，他的计算也不是很精确，但是他的计算结果得到了国际上的普遍认可。后来，美国在研制航天飞机时，为了让航天飞机返回时不会侵犯别的国家的领空，美国联邦航空委员会把太空的边界降低到80公里。所以我们现在认为必须是到达80公里以上高度的旅游，才是太空旅游。那么，现在有哪几种太空旅游的类型？利用普通飞机产生的几秒钟的失重环境体验的旅游，可以不列入太空旅游之内。众所周知，当飞行器的速度达到第一宇宙速度即每秒7.9公里以后，飞行器就可以绕地球做匀速的运动，这就是所谓的入轨，进一步达到第二宇宙速度即每秒11.2公里之后，飞行器就可以克服地心引力飞向太阳系的其他行星。由此，我们可把太空旅游分成三大类。第一类是不入轨的亚轨道的旅游。第二类是入轨的到达第一宇宙速度的旅游。那么无论是维珍银河还是蓝色起源公司的旅游项目，都是亚轨道旅游，上面提到的7月11日和7月20日的两次旅行分别达到86公里和100公里的高空，能实现4分钟的失重体验，并能让游客在太空俯瞰地球的美景。这一类就是飞行器达到了第一宇宙速度，可以在地球的轨道上驻留的太空旅游，包括在航天飞行器上的太空旅游和到空间站上的太空旅游。其实，这种太空旅游早就实现了。2001年4月28日，美国太空冒险公司用俄罗斯的联盟号飞船，将美国商人丹尼斯·蒂托送入国际空间站，目前该公司已送了7人8次。美国SpaceX公司计划今年9月份用载人飞船送旅客到达国际空间站，明年还将送几位乘客到达1000公里高度的太空。有一家与美国宇航局关系密切的美国公理公司，除打算明年初将游客送往国际空间站外，还准备在国际空间站上对接一个太空旅游舱，并计划进一步建设商业空间站，也有公司正在计划建设太空酒店。第三类是接近第二宇宙速度或超过笫二宇宙速度的太空旅游，如到达月球轨道、月球、火星等的旅游，这首先是SpaceX公司提出来的，他们计划用新建的星舰送一个日本的富豪进行绕月球轨道旅游。人类太空旅游的边界将不断扩展。

普通人的太空旅游必将到来

普通人什么时候可以上太空旅游？这需要旅游费用的下降和游客身体要求的降低。目前送游客到国际空间站旅游的价格是每人5500万美元，就是把这个价格降低10倍，普通人也承担不起。用火箭加速进入地球轨道，还要忍受很高的加速度，长期在失重环境下生活，会引起普通人发生许多疾病。因此，目前美国宇航局规定，太空游客必须经过必要体检和进行15周的地面训练。现在来看，亚轨道的旅游对普通人来说相对可行。目前这种旅游的报价是每人20万到25万美元。在运载系统成批生产和运行航班化以后，如有多个公司进行竞争，费用势必会进一步下降。假如能够下降到10万到20万人民币，有一部分人应该就可以接受了。相对来说，英国维珍银河公司的运载系统更接近目前的民航系统，蓝色起源公司的运载系统全程都是自主飞行，飞行时间只有11分钟。

对我国来说，无论是亚轨道的旅游还是地球轨道的旅游，在技术上并不存在任何的障碍。我国使用长征2F火箭发射神舟号飞船已经有12次的成功记录。7月16日，我国的亚轨道重复使用运载器也已经试验成功。但在我国空间站的建设和初步运行阶段，必须依靠训练有素的航天员来完成任务，不大可能安排游客前往中国空间站。我国的亚轨道重复使用运载器，要发展成一个载人的飞行器，还需要资金投入和研制时间，因此，我国要在5到10年之后，才有可能实现太空旅游。

未来普通人的轨道旅游，将希望寄托于发展空天飞机。它是可以在普通机场起飞和降落的航天运载系统，也可以说它是维珍银河公司现在的两级运载系统的升级版。必须要提高其第一级飞机的飞行速度，可能要达到5倍声速以上。为此必须发展一种组合的动力系统，将几种形式的发动机组合起来使用。显然，发展这种组合发动机还面临许多挑战，需要有更大的技术创新才能满足要求。从研发成功到运行以及成本下降到普通人能接受的太空旅游费用的标准，将有一个较长的过程。

钱学森是世界上最早研究空天飞机的学者之一，钱先生在1962年出版的《星际航行概论》一书中，就提出了使用吸气式发动机的概念。他提出了用一架装有吸气式发动机的大飞机，作为第一级运载工具，用一架装有火箭发动机的飞机，作为第二级运载工具。关于吸气式发动机他提出要“以涡轮喷气发动机起飞，当高度超过10千米及飞行速度达到两倍声速以上时再把冲压发动机开动，继续爬高和加速，直到极限，然后第二级火箭脱离第一级起飞”。1993年7月钱先生在给我的信中提出了为了实现更便宜、更安全和更灵活的载人航天飞行，他建议在我国研制成功载人飞船后，应将航天运载系统的目标瞄准空天飞机。他说：“航天事业的又一重大发展是空天飞机，尤其是把它作为用半小时即可横跨2万公里的民航工具。所以空天飞机是21世纪的重大成就。但此项技术工作规模和难度空前，耗资达千亿美元以上”“21世纪的中国人一定要在空天飞机上显一显身手。”

我们应该加倍努力，去实现钱学森先生的遗愿，早日让空天飞机飞上太空，为人类的太空探索事业和发展大众的太空旅游，贡献中国智慧和中国力量。