太空游开始了?
如果气球搭载的是一群“买票乘坐”的游客,他们就不应该承担潜在的风险和安全隐患。
今年国庆长假前夕,一则有趣的消息吸引了不少人的眼球:多位国内知名航天专家聚首北京航天城,参加“太空边缘观光项目”总体设计方案研讨会。这一项目的核心,是让人们搭乘一具特制的氦气球,前往距离地面大约4万米的高空,在那里观看地球曲面的奇观。在像科幻小说中描述的“平民航天器”出现之前,这些“太空旅游”替代方案真的能实现我们的梦想?
气球“接棒”飞机并不奇怪
如果仔细观察“太空边缘观光项目”的研讨材料,我们不难发现它与另一个曾轰动全球的探险项目,奥地利人菲利克斯·鲍姆加特纳2012年的“超音速跳伞”颇有相似之处。按照研讨会上介绍的方案,这种“观光项目”采用超级氦气球携带载人观光舱的飞行方式。飞行期间,乘员可以在特别设计的观光舱内看到深邃的太空美景、1000多公里的地球弧线,还有蔚为壮观的太空日出和日落景象。
可以说,这个“观光项目”的本质,其实是一种气球探险,只不过气球的各个部分,都被现代科技武装起来。
事实上,作为人类历史上最早的载人飞行器,气球正在现代社会中再立新功。只不过,此时的气球,与最早那一批帮助人类摆脱地面束缚的气球,已不可同日而语。“太空边缘观光项目”和其他一些高空气球探险使用的气球,其实与现代气象工作中使用的高空探测气球“系出同门”。这些气球是高分子材料科学发展的结晶,它们使用高压聚乙烯材料制成球膜,在关键部位还可能会以尼龙进行加强,通常充入轻于空气而且不易燃的氦气,可以说稳定性和安全性都比热气球和氢气球大为提升。
相比于飞机,高空探测气球最大的优势,在于它本身就轻于空气。飞机自身重于空气,是依靠气流吹过机翼上下表面的速度差产生升力来飞行的,而且,大部分飞机使用航空汽油或者煤油为动力,需要氧气助燃方能正常工作。因此,在空气稀薄的高空中,绝大部分飞机都将没有用武之地。想要再向高空突进,就需要用到装备了火箭喷气发动机的飞机。
然而,这种发动机对燃料的消耗速度,决定了它的引擎工作时间极短。因此,大部分使用火箭喷气发动机的飞机,要么只能飞几分钟就必须开始滑翔和着陆;要么不直接从地面起飞,而是由某种传统动力的飞机携带升空,再从这架母机上释放出来,以延长火箭发动机的“有效”工作时间。前者的代表是第二次世界大战时德军的Me-163战斗机,后者的代表则是人类第一架超音速飞机X-1和著名的超音速研究机X-15。
但高空探测气球的飞行能力,则属于“天生我才”的性质。只要经过精心计算之后再充入气体,以保证气球不至于在高空因为空气稀薄而胀破,它就可以继续向高空爬升。因此,看似“落后”的高空探测气球,成了“后起之秀”飞机的“接棒者”,占据了平流层顶部这一块“生态位”,算是填补了飞机与航天器之间的“空白区域”。
游客的安全是重中之重
尽管高空探测气球已经沿用数十年,其技术相当成熟。但如果同样的技术被应用于载人的商业旅游,那么其可靠性还必须达到现有技术所能提供的最高水平,最大限度保证游客们的生命安全。
俗话说,“人命关天”。当高空探测气球运载科研设备升入高空的时候,尽管它搭载的设备也非常贵重,但肯定无法和人的生命相比。极限运动员和冒险家等极少数人会搭乘类似结构的氦气球升入高空,是因为冒险本身就危险,因此,他们在选择这种“交通方式”的时候,也就承担了可能的危险。但如果气球搭载的是一群“买票乘坐”的游客,他们就不应该承担潜在的风险和安全隐患。这就像前往极地探险的飞艇失事可以被接受,而“兴登堡”号飞艇的火灾是无法原谅的灾难一样,因为前者本身就处于危险的环境之中,而后者则是本应有更高安全系数的商业航班。
“对于搭乘气球进行的‘太空游’,可能出现问题的环节主要有两个,分别是载人观光舱的密封性能和气球本身的可靠性。”《国际太空》杂志执行主编庞之浩说,“气球所处的高空空气稀薄,因此这两者都绝对不能漏气,否则游客的安全就无法保障。气球的下降环节如何处理,也是‘旅游路线设计’中的关键问题。如果采用放掉一部分氦气降低浮力,再以降落伞减速落地的形式,那么放气阀门和降落伞都需要精确的控制,不能让气球和观光舱下落太快,降落伞也要能在必要时打开,发挥减速作用。这一整套流程,必须经过大量实验,有确凿的安全数据之后,方才能够推向市场。”
按照“太空边缘观光项目”的设计,考虑到高空飞行时可能出现的意外,搭乘气球的观光者需要穿上类似航天服的增压服。很显然,这样的设计就是为了保证游客们的安全,让他们能在观光舱出现故障时维持生命。
廉价太空游还有“备选项”
自从美国富豪丹尼斯·蒂托在2001年成为自费参与航天飞行的第一人,“太空旅游”就进入了人们的视野。但是十多年过去,受制于人类目前的航天发展水平,“货真价实”的太空游,也就是进入地球轨道,做环绕地球的航天飞行,其费用至少需要3000万美元,仍然只有极少数超级富豪才有可能负担。因此,世界各地的科技企业和旅游开发者,都在寻找太空旅游的“廉价备选项”,以中产阶层能够承受的价位,提供近似太空旅游的服务。
庞之浩介绍说,到目前为止,这类备选项大体可以分为3类。第一类是体验失重或者类似的环境,比如搭乘模拟失重环境的大型运输机,或者进入航天员水下训练场模拟太空行走的感觉。这些“太空旅游”虽然不能亲眼目睹真实的太空,但身体的感觉却是相近的。
第二类则是一些私营航天企业正在开发的亚轨道飞行器。所谓“亚轨道飞行”,就是进行类似弹道导弹发射的航天飞行,虽然也会真正进入太空,但不会进入地球轨道,也不会环绕地球一周。相比于“货真价实”的太空游,一次亚轨道飞行的费用有可能被私营航天企业降到20万美元左右,相对“亲民”了许多。
第三类即是升入30~40公里的高空,观看类似于太空的景观,但通常不体验失重的感觉。在俄罗斯,诞生于冷战时期的米格-31高空高速战斗机,就承担着一部分旅游服务的任务。这种为预防美国核突袭而研发的战斗机,拥有飞行速度超过3倍音速和飞行高度超过30公里等特化的性能。当它以最高速度爬升到极限的时候,可以带给乘客近似宇宙火箭的体验,而乘客的眼睛也会看到明显的地球曲面。相比于此,搭乘气球前往太空的费用更为低廉,只需要大约40余万元人民币,而且能获得更接近于置身太空的视觉体验——尽管在气球升到顶点的时候,乘客距离真正太空的下限,还有一半的路程。