開發深空是

劉增義

人類要實現到太陽系以外太空遨游的夢想在以后的幾十年內還不大可能，但在此其間人類將竭盡全力在發射運載火箭、建立國際空間站和尋找空間能源等方面有所突破。

美國會支持“太空人”計劃嗎?這在反對者與支持者雙方之間引發了一場激烈的爭論。

反對方指出載人的空間活動代價過高，每次往返飛行耗資5億美元，而且國際空間站預算達到350億美元～400億美元之巨。他們表示，從這些空間投資迄今的回報來看還不能證明它的合理性，甚至對許多新材料和純晶體的空間試驗也表示懷疑，提出是否能在成本低很多的地面來完成，或者采用低成本不載人火箭上的自動操縱系統完成。他們以為在如此多地面需求尚未滿足的今天，向太空投入一筆筆不定回報的巨額資金是不計后果的。

載人空間計劃的支持者們難以辯駁這些觀點，但他們也提出目前空間飛船的存在可以為我所用，并且深信在太空環境下創造的各種新材料可證明是極其有用的，如不同的理想晶體能使人類破解各種病毒的分子結構之謎，從而造出能攻克各種危重疾病甚至艾滋病的有效藥物，但這些晶體在地球重力場環境中是造不出來的。同時，他們爭辯說，國際空間站象征著第一次大規模的國際聯合，將促進國家間的合作與了解，有助于消除未來戰爭。

一種極具代表性的觀點確信，對新領域的探索和對深空間的征服始終貫穿著人類的創造力，它促進了知識與文化的進步。

1993年，美國國會僅以1票之差通過國際空間站計劃，這是人類征服太空史上的重大事件，它的關鍵性作用將深刻影響人類的未來。美洲的發現促進了西方文明，使后續的幾個世紀出現科學與技術的迅速發展。開發空間和向其他星球移民不失為一選擇，使人類的發展不至于因人口急劇增長而停滯不前，所以對空間的開發是非常必要的。

人類空間開發的近期目標

當今世界上存在兩個各自獨立的載人空間運輸系統，即美國的宇宙飛船和俄羅斯的“聯盟”號火箭。因此即使兩個試驗系統中有一個發生故障，載人空間活動也未必會停下來。國際空間站計劃已獲美國國會批準，它的許多關鍵部件目前正在生產之中，未來空間載人活動會穩步開展。國際空間站始終預備給養和交替乘員，所以一旦空間站建成并永久性載人運行，即便像“挑戰者”號的嚴重事故也不會終止人類的空間載人活動。

目前，一些造價昂貴的項目正在進行與規劃，包括發射大量通訊衛星到軌道的立項。一般來講，衛星發射將提供對空間活動的另一類支持，因此衛星發射服務的大市場正促使技術貿易公司開發基于可復用式火箭的不載人空間運輸系統。如獲成功，這些工程將提供通向太空更安全、更可靠、更經濟的空間旅游服務，同時也有益于其他與空間有關的活動。因此，美國航空航天局(NASA)正在為X－33計劃提供資金資助。這項可復用式單極軌道火箭的亞軌道首發試驗，被稱為“冒險之星”火箭，可提供更為經濟的載人空間運輸系統。

來自深空間的能源

國際空間站，顧名思義僅僅是一個站——人類到遙遠太空探險的第一歇腳處。然而，一旦建成國際空間站并且運營順利的話，人類下一步的目標將是什么呢?一項很有價值的空間探險可能是建立軌道太陽能發電站。

今天無論發展中國家還是發達國家，都需要大量的電力。諸如中國和印度等發展中國家，人口已超過10億，要追求與美國人、歐洲人同樣的科技進步和現代生活的享受，就需要大量的電力能源支持，即建造許多的電站。

因核電被人們認為是一種不可靠的動力資源，所以惟有煤火電站才被認為是滿足發展中國家能源需求的切實可行的途徑。但是，從長遠來看煤火電站比核電站甚至更不能接受，因其產生大量二氧化碳和其他有害氣體，加劇了全球變暖。所以今天惟一可接受的干凈能源是來自太空的太陽能，通過裝在地球軌道上的大量太陽能面板，收集太陽能并以微波形式發射到地面。

另一更雄心勃勃的計劃是把太陽能電站建在月球上，在那里建電站材料大都是就地取材，并且便于運行和維護。基于大型聚變能電站很難說在21世紀中葉之前就能供電，所以真正干凈的燃料將只有氦了。而這種形式的元素只能在月球表面才可采到，故載人運營先到月球將是勢在必然。

科學家們真誠地希望未來人類生活安然無恙，因此不喜歡不切實際的行動方案，但人類要大步前進就會發現空間開發項目是合情合理的。當然，未來極大地擴展太空空間活動以及進行永久性的月球移民，是人類不斷走向更為廣闊宇宙空間的第一步。

空間旅游的開發

在不久的將來或更為遙遠的未來，人類可能開發的另一空間活動將是太空旅游，這是一項無須政府決策的純商業活動。可以預見，太空旅游會把空間活動的各項運營推進到更加穩定可靠的基礎之上，并將大大擴展人類的空間活動范圍。目前，盡管一些人也關注到空間旅游數十億美元的潛在市場，但一些技術上的難題尚待研究。

首先，必須制作類似“冒險之星”的可復用式載人火箭；其次，需設法提高空間載人火箭的承載能力。迄今為止，世界上最先進的火箭只能提升其發射重量的25％進入到軌道——而且這一比例在近40年中幾乎沒有發生改變和刷新。其原因在于材料特性和化學動力源所限，且在可預見的未來一段時期內這些領域也沒有任何重大突破的跡象。

太空運營成本因采用有助于復用式火箭穿過地球大氣層的吸氣式發動機或略有下降，但目前提升有效負載到軌道的最低成本在2萬美元／千克以上，如此一張到太空旅游的票價最少不會低于100萬美元。問題是繞地球旅行一次就要支付如此昂貴的票價是否會吸引足夠多的旅客。然而，一旦建成國際空間站，各具特色的太空設施可為旅游者提供更多的太空娛樂項目和更長時間的服務，空間旅游可能會變得更具吸引力。

倘若國際空間站發展成為所有空間活動的中心，就可能出現具有服務與維修功能的火箭中途加油站。而這些發展最終將導致空間站工業園的啟動、空間旅館與娛樂中心等不同設施的構建。一旦能夠提供如此豐富多彩和盡可能長時間的空間旅居服務的話，那么更多的人們將情愿支付進入太空旅行的高水平消費。人們甚至會建造太空醫院，病人在失重的條件下或許能起死回生。

由于人類渴求大量干凈的電力能源，所以下個空間開發目標自然是向月球移民了。科學家在月球極地的隕石坑口發現了大量冰體形式的水，這為開發月球僑居地提供了前提條件。在這些僑居地上可能會出現大型工業園和利用月球低重力條件設置的太空旅館。具有良好設施的月球基地可能成為人類到達其他行星旅行的中途歇腳點，而下一個中轉點的首選目標很有可能是火星。

人類空間開發的遠期目標

人類會訪問其他星球，并向那些太陽系以外深層空間里類似于地球條件的天體移民嗎?天文學家認為，在1000個星球中或許只有一個完全符合地球條件的——有適合的氣候、海洋、陸地和大氣層。離地球最近的恒星大約超過4光年，而繞恒星旋轉的行星離太陽幾近10光年～50光年，在銀河系中離地球最遠的恒星幾乎有10萬光年之遙。

人在其有生之年可能橫穿如此遙遠的茫茫太空嗎?回答是絕無可能。首次到遙遠恒星造訪的也不會是人類，而是機器人探測器。探測器的運行速度比光速慢得多，所以探測遙遠的星系將耗去幾個世紀的時光。但是只有在探測器的探測工作完成并使人類了解銀河系周邊環境特點之后，才能使人類進入更遙遠的宇宙去探險。

根據美國普林斯頓大學物理教授杰拉德·奧尼爾提出的建議，人類到太陽系以外的遙遠太空去旅行，惟一可想像的途徑是通過向大量的空間“島”上永久性移民。難以估計這些數百萬噸重的物體能以接近光速的速度到達太空的任何地方，所以除了將人置于暈厥狀態之外，要到達遙遠距離太空旅行的“預定陸地”尚需一代接一代人的連續操作。

人類向整個銀河系移民是一個極為緩慢的過程，不能期望這一遷移在21世紀就能完成。然而，當人們意識到人類現階段的空間開發已延續了數百萬年時間時，以人類應有的耐心最終會實現自己的空間目的。

董兆惠 圖