|
-琼·Ｃ·霍瓦斯
早在1860年代，美国广袤荒芜的内陆地区的崎岖地形，特别是内华达山脉的陡峭山峰把西部与东部分开。当时，四名萨克拉曼多商人开始集资，给一个似乎不可能取得成功的项目投资：修建一条穿越高山的铁路，将东西两个区域连成一体。顶着媒体、金融家、一流工程师和政客的嘲笑，这项雄心勃勃的计划克服了令人畏惧的技术难题，最终取得了成功。
随着新开辟大陆移民的到来，所谓的四大投资商Collis P. Huntington、Mark Hopkins、Charles Crocker和 Leland Stanford获得了巨大财富。铁路促进了西部人口的繁荣，同时短途交通又带来了铁路的兴旺。
今天，一群企业家有一个可以与之相媲美而且更崇高的目标：提供收费低廉、安全可靠的近地球轨道运输。他们的高空飞行目标面临着同样艰巨的挑战。与铁路先驱们一样，私人火箭制造商正试图建立一个目前尚不存在的市场，同时保证客户支付得起费用。更进一步，他们希望开发一种定期太空巴士服务，它具备足够的安全性能以吸引消费者。(然而造访太空要想达到和民航一样的安全性，尚需要时日。)最后，这些企业家还必须克服政府法规的限制。
大型航天公司的注意力通常在于实现军方和政府机构设定的目标，因此强调最佳性能而不惜成本。与他们不同，新兴的火箭公司则看好小型化的巨大潜力：寻求更适中的载运物，重量只有几千克，发射费用只有几十万而不是几千万美元。
当然，无论运载物是大还是小，铁面无私的轨道发射物理学都使抵达太空极其困难。为摆脱地球引力的束缚，需要消耗大量能量，目前的运载火箭几乎不能携带进入轨道的足够燃料。这一要求意味着多数飞行器设备使用一次后都要抛弃掉。到目前为止，这一现实使太空飞行仅限于多级不可重复使用运载火箭或者航天飞机。它们捆绑携带油箱或固体燃料助推器，在上升过程中将其抛弃。可重复使用的航天飞机被认为是控制发射成本的一种方法，并且有可能使太空定期航班成为现实。
从近期来看，许多人认为针对富人的亚轨道旅行是最有前途的市场机会。多年来，弗吉尼亚州阿灵顿的Space Adventures公司一直在收取未来私人太空旅行的座位订金，这项业务估计将在2005年开始。该公司已经可以向大约2000名爱好者提供疯狂乘坐俄罗斯“米格”战斗机的机会；在乘坐“Hyushin 76”时体验抛物线轨迹飞行中的失重状况；并且两次在国际空间站停留。2000年，根据Space Adventures公司委托Harris Interactive公司完成的一项研究估计，在美国和加拿大有超过10万人愿意支付每人10万美元，遨游亚轨道空间。位于马里兰的Futron公司完成的另一项研究显示：到2021年，每年大约有1.5万名亚轨道旅客，这代表有7亿美元的市场。
走出惯性思维
私营企业发射火箭的能力由来已久。在过去20年间，一些公司已建立起真正的太空飞行器机群设计方案，有些已经进入原型制造阶段。设计概念多种多样：飞机在飞行中释放火箭或者牵引一架航天座舱；火箭由气球带到一定高度；以及先导控制的、一级和二级有翼助推器。计划中的火箭燃料包括煤油、酒精、过氧化氢和橡胶固体。而重返大气层的方式同样范围很广：降落伞、类似直升机的旋转叶轮，甚至可压皱的着陆结构。那为什么发射运载火箭的境况不佳呢？
主要是资金的原因。1990年代经济蓬勃发展的高峰期，一些私营航空企业争取到大量资金支持。通常，这些公司拥有最精密的技术，因为这个因素符合当时投资者的投资标准。在传统航空文化氛围下成长的其他公司，通常直到整个设计方案完成后才开始制造，它们将初期风险资金用于设计，却不再有能力吸引到资金投入正式制造。私营太空旅游业的投资商John Jurist介绍说：“这些小家伙们很感兴趣而且初期发展迅速，但在获得计划中的巨大成功之前，他们已经耗尽了资金和精力。”
迈向小型化
私营航空企业同时发现，有可能通过提供小型航天飞机低成本定期发射服务这个尚未开发的市场来赢利。为了省钱，今天试验中的有效载荷都是通过搭便车上天，即搭乘用来运载价值数百万美元的有效载荷的火箭。由于缺乏经济实惠的定期搭载业务，这严重妨碍了大学空间研究人员，例如那些研究微重力的人。Chris Kitts在圣克拉拉大学(Santa Clara University)制造小型人造卫星，他说：“尽管我很愿意看到发射成本降低，但我们真正能用的是发射成本与航天飞机载运物质量(小于一千克到几十千克范围内)成比例的系统。我认为，从这个角度入手，可以大大打开大学市场。”Kitts估计，如果有人能提供这种运载服务，以目前的价值，每年将有大约10所大学发射航天飞机。
目前，大约有几十家小公司在致力于设计下一代低成本轨道发射运载火箭。有几家将尘土飞扬、长满风滚草的莫哈韦机场(Mojave Airport当作他们的家，它在洛杉矶以北大约两个小时车程的位置。机场对于私营航空活动似乎不太可能，但这个被某些人称作“煤油谷”的地方卧虎藏龙，许多渴望发起技术革新的工程师都在这里工作。机场著名的“螺旋”餐馆(由航空测试飞行员有时要体验的螺旋俯冲而命名)刚用带圆边的蓝色新遮阳蓬装饰完，上面题着新名字：航空探险家咖啡馆。顾客坐在飞机跑道边的雅座上，经常可以看到餐巾纸上外观各异的飞行器素描成为了现实，有时在沙漠上空盘旋。
安全又便宜
对于亚轨道工程师而言，驱动他们设计的动力是获得运行安全性和低成本，而不是像大型航天公司的工作人员那样，为了实现政府的要求而努力榨出引擎的最后一丝性能。作为“煤油谷”的传奇人物，Burl Rutan总结出这里的工程哲理：“安全当然极为重要，但成本最小化同样很关键。”
总部位于德克萨斯州麦斯基德的阿马迪负航天公司，提出了更具风险性的概念。该公司由视频游戏设计师John Carmack创建，公司的工程师正在开发一种航天飞机，它可以在燃用纯净过氧化氢的火箭引擎推动下垂直起飞。“黑色阿马迪罗”通过降落伞返回地面，它那可压挤的鼻子撞击地面是最后一次减速。以写流行视频游(例如“Doom”和“Quake”)驱程而知名的Carmack，目前正在编写控制火箭引擎的程序。他提到，编写引擎控制程度可没有给变幻无常的视频游戏市场编写驱程那么头疼。
为太空旅游提供财政支持的个人和公共合作也已开始出现。今年初，俄克拉荷马州宣布，对另一家私营航天飞机制造商Rocketplane公司的投资者，将有权享受特种营业税优惠。按照该计划的设计师、州参议员Gilmer N. Capps的说法，投资者在5年内可以节省1700万美元。Rocketplane公司管理层打算从2006年秋季开始，采用火箭推动的有翼飞行器向公众提供60千米高空的亚轨道飞行，收费约10万美元。
Elon MuskPayPal公司合伙创始人)的SpaceX公司则采取另一种策略，他们以一架相对传统的无人驾驶火箭为基础，试图将操作成本降低三分之一。其概念是采用一种简单的“卡车式”设计，像许多俄罗斯火箭那样，燃用液氧和经济、易处理的高级煤油。在重返地球之后，将从海洋回收该火箭，并且其80%的结构可重复使用。
当我思索今天这些私营太空先驱所面临的挑战时，经常回想起阿波罗登月。我年轻时有一次到佛罗里达度假，将“傻瓜”照相机对准肯尼迪空间中心巨大的飞行器组装大厦，技术人员正在那里组装巨大的“土星五号”。我感到惊讶，尽管不应当这样，照片只拍出了庞大飞机库的一部分。那时，所有与太空飞行有关的事物都是巨大的。现在，当我坐在航空探险家咖啡馆里一边泡上咖啡，一边研究手头上的咨询项目，计算年支出、投资回报率、亏损点和每次发射费用的时候，我认识到有一件事是肯定的：太空旅游将不再是国家政府的专利，最终，激进的梦想家和风险资本家也能够玩转它。
(本文由《科学》杂志提供中文版权，登载时有删节。）
| 
