伴随一阵震天动地的轰鸣声,火箭拔地而起,宇宙飞船被带入大气层,进入临界轨道100~120公里以上的区域进行环绕飞行,也拉开了人类探索太空的序幕。
自1961年苏联宇航员尤里·加加林首次踏入太空以来,全球已有数百名宇航员完成了这一壮举,标志着人类正式迈入太空时代。然而,早期的太空探索对参与者的身体素质与专业技能有着极高的要求,宇航员们要面对巨大的噪声、振动、冲击、超重和失重等各种恶劣环境,并且还要在这些恶劣环境中保持头脑清醒进行工作,这使得太空旅行仅限于专业人员。
那么,普通人可以进入太空看看浩渺的宇宙吗?
近年来,随着载人航天技术的显著进步,特别是运载工具在运载能力、舒适性与安全性方面的全面提升,太空旅行逐渐展现出向大众开放的可能性,普通人开始太空旅行不再是遥不可及的梦想。2024年10月13日,SpaceX的“星舰”项目在成功完成了第五次试射,引发了外界对太空旅行的高度关注。
根据飞行高度与特性的不同,太空旅行可大致分为抛物线飞行、亚轨道飞行和轨道飞行三大类。
抛物线飞行
抛物线飞行并不是真正意义上的太空旅行,只是让乘客在到达抛物线顶端以及快速下降时期体会到失重的感觉。抛物线飞行是指航天器向上攀升,当要到达20千米高度或者抵达抛物线顶点附近时,航天器短时关闭发动机,,机舱内的乘客随机舱一起沿抛物线轨迹运动,此时,乘客短暂地处于自由落体状态,可以漂浮在机舱内,感觉上非常类似于太空中的失重。在航天员训练时,时常也采用这种方法体验失重。
亚轨道飞行
亚轨道一般指距地面20~100公里高度的空域,尤其是不超过100公里高度的冯·卡门线,后者是国际航空联合会定义的大气层与太空分界线。所谓亚轨道飞行,是指飞行高度达到了“卡门线”后,马上返回地面,相当于乘客乘坐飞行器在太空做更高的抛物线飞行。这种方式的优势在于,乘客既能体验地面难以模拟的失重感觉,又可以从高空俯瞰地球长达数千公里的弧线表面,仰望深邃的宇宙,体会到一种无边无际的空旷感觉。
2023年8月11日,英国维珍银河公司的“团结”号太空船当天搭载三名普通乘客完成一次短暂的亚轨道飞行。
“团结”号太空船搭乘的“夏娃”号双体运输机发射升空
“团结”号太空船先由“夏娃”号双体运输机搭载,飞行至约13.5千米的高度时,“团结”号太空船与“夏娃”号分离并启动火箭发动机继续飞行。
“团结”与“夏娃”号分离并启动火箭发动机继续飞行
“团结”号飞离地面超过80千米,当飞至最高处时,乘客体验了数分钟的失重状态。1小时后,“团结”号降落在发射场的跑道上。
“团结”号飞离地面超过80千米时,乘客出现失重现象
2023年12月20日,美国蓝色起源公司的“新谢泼德”飞行器将宇航员和科研载荷送入太空,飞行高度可达约107千米。发射两分多钟后,太空舱与火箭分离并继续爬升。太空舱在到达超过“卡门线”的最高点后开始降落,在降落伞缓冲下顺利返回地面。整个飞行过程持续10分13秒。
“新谢泼德”飞行器从美国得克萨斯州西部一处发射场升空
轨道飞行
轨道飞行被视为真正意义上的太空旅行。乘客搭乘太空飞船以每秒7.9千米的飞行速度、在约400公里高度,绕地球做匀速圆周运动。此时,乘客体验两种力的作用:一种是重力,将航天器往地心拽,另一种是离心力,它由于航天器绕地球运行而产生,与重力的方向相反,重力与离心力相互抵消,因而下人们可以长时间体会失重的感觉。
轨道飞行与亚轨道飞行有显著区别。亚轨道飞行的速度未达到环绕地球所需的第一宇宙速度,无法形成持续的轨道飞行,因此亚轨道飞行的时间很短,体验失重的时间仅为数分钟。而轨道飞行需要经历长时间的失重状态和真正的空间环境,对飞行器产品质量和乘员身体条件要求高,成本也更高。
目前,国外商业航天公司已开始探索和开发太空旅行市场,尝试通过亚轨道飞行和轨道飞行等方式提供太空旅行服务。例如,SpaceX利用“猎鹰9号”火箭完成了第一个全私人载人航天飞行任务,首次通过轨道飞行成功将“非现役太空人”宇航员组成的太空旅行团送入国际空间站。
从当前的趋势来看,亚轨道飞行旅游的发展潜力巨大。相比轨道飞行的高成本,亚轨道飞行依托较成熟的动力、材料、结构设计和地面系统技术基础,在飞行测试逐渐排除故障隐患后,能在收费标准和客流量上取得良性循环。相信开展这项业务的商业航天公司有望“更上一层楼”。
不过,太空旅行毕竟是一种技术门槛相对较高的航天新兴产业,需要整合先进而可靠的航空、航天应用技术。众多航空航天技术欠发达的国家对此往往只能“望洋兴叹”,甚至在市场被瓜分后,后来者凭借技术竞争也面临一些困难。
我国载人航天经历了30多年的发展,正从航天大国迈向航天强国,在太空旅行方面,无论是技术积累还是技术水平都具备了一定的实力。据公开报道,我国已初步具备了开展太空旅行的技术基础。
相信在不久远的未来,我国太空旅行飞行器也将面世,助力我国航天事业不断发展。