

叩问技术:太空飞行不浪漫
作者:三联生活周刊(文 / 胡泳)
一小步还是一大步?
报载,我国预计在今年进行首次载人太空飞行。
从1957年10月4日苏联第一颗人造地球卫星“Sputnik 1”升空之日算起,人类探索太空的努力已经延续了42年。似乎有很多值得庆祝的事情。“阿波罗计划”启动后不到10年,就把人类送上了月球。“和平”号空间站内,宇航员几乎不间断地生活了十几年。数百颗卫星包围在地球的上空,航天器向火星伸出了触角。虽然参观外星的希望仍然遥不可及,但“哈勃”望远镜让我们得以欣赏到前所未见的太空景象。
成就固然辉煌,问题也是不少。仅有的两个载人航天器中,“和平”号老态龙钟,而“亚特兰蒂斯”号航天飞机永远是太空中的匆匆过客,每次仅能在外逗留数星期。虽然完全可以做到建造一个比“和平”号更大、更先进的空间站,所花的代价却会是一个天文数字,而从中获得的收获,坦率地说,极为有限。
尽管航天技术40年来取得不小的进步,太空飞行仍然是一件困难的事情。火箭爆炸的频率之高令人丧气;机器虽向外星球迈出了一小步,人类紧随其后登陆的想法看上去却像危险的一大步。
但我们不可能对太空时代的巨大影响视而不见。这一时代的到来改变了我们的生活方式。首先,全球通信变得更加容易,也更加便宜。例如,“铱星”计划和其他类似想法将低轨卫星大规模送上太空,使人们可以使用特制手持电话在地球的任一角落同外界发生联系。虽然目前卫星电话还是种奢侈品,但我们依赖同步卫星进行通信都已有多年。我们对在家中观看卫星电视也早就习以为常。
不过,发展通信并不是人类进入太空的唯一理由。军用间谍卫星和民用气象卫星始终监视着地球表面,而现在,观察地球开始具有越来越大的商业价值。比如说,可以使用卫星在勘测人员未去过的地方探查矿藏,或是记录某一国家的农业生产情况——卫星对什么地方种了什么庄稼一目了然;意大利的橄榄种植者夸大种植面积以冒领政府补贴的欺骗行径就是被卫星揭穿的。
从太空拍摄的地球照片还有另外的微妙影响:这些照片提醒大家,我们生活在同一个星球上。人们对全球性的环境问题诸如气候变化、臭氧层空洞和沙漠化的关注几乎与太空时代同步,这绝不是一个偶然现象。实际上,臭氧层变薄的关键证据就是由卫星提供的。
事实证明,太空时代给地球人带来了种种有形和无形的好处。它也丰富了我们的知识。除了最远的冥王星之外,太阳系的每一颗行星都至少有一次机会充当空间探测的对象,它们的许多卫星也是如此。我们对地球邻居的了解大大增加了,掌握了令人吃惊的有关太阳系起源的细节,行星学因此成为一个有意义的学科,它的研究对象不再局限于一颗行星(地球)。
这些成绩主要是在美国和俄罗斯的努力下取得的,但欧洲、中国、日本、印度、加拿大、以色列、巴西等也在大力发展航天业。中国若能在2000年之前实现载人飞行零的突破,这会是一个十分重大的事件。不过,在此时刻,恐怕我们更应做的,不是追忆航天业的辉煌,而是反思航天业的不足。
野心和金钱:偏离轨道的运行
从某种意义上说,一部航天史充满了期望不实和执行不力的情形,而后者部分地是由前者引起的。
不切实际的期望是,宇航业想把载人太空飞行变成一种日常活动。这一期望的起因多多少少有点奇怪。太空飞行是唯一一种科幻小说详细推测过的大型技术。早期的太空飞行同科学幻想以令人惊异的程度搅在一起。许多读着太空人故事长大的工程师真真切切地感到,他们可以把幻想变成现实。
这种思路现在很容易受到抨击。所有的科幻小说中似乎都没有出现过会计师;而外层空间对生命的敌视,那时人们估计得远远不足。50年代的时候,宇航工程师对人类在外太空居住的前景要乐观得多。
工程师们好做梦并不奇怪;奇怪的是,政府竟然容许他们大规模地实践其奇思异想。政治家们同样为载人飞行而激动,是他们为宇航业提供了造梦的金钱。
过去,许多技术是由于政府的输血打气而发展起来的,通常是为了帮助打赢战争。但很少几种与武器和国家安全关系不大的技术能够像航天火箭一样,由政府开发和培育。
公平地说,在最初的空间竞赛中,国家安全的确是焦点问题。洲际弹道导弹离不开火箭。间谍卫星能够在战争与和平年代提供重要的军事情报。而且,在50年代末期,敌人的一个载人空间站滞留在你的领土上空(也许还会投下炸弹)看上去是一个严重的现实问题。
但至少在美国,宇航在军事方面的功用是由军方开发的。他们根据自己的需要发展合适的技术,比如固体燃料火箭,它尽管不如大的太空飞行所用的液体燃料火箭那样强劲,但发生爆炸事故的可能性较小。军方还试图用载人宇宙飞船从事侦察,但这一主意后来被放弃了——就像太空战士的想法一样。
政府对非军事方面的功用把持太久。对其他技术(比如计算机),政府在相当早的时候就将其交给私营部门,由怀有实用目的、追求商业利润的企业去经营。这种情况在宇航业中没有出现。相反,在政客的怂恿和公众的支持下,工程师们不惜花钱去解决太空飞行面临的问题,这样做能够给他们带来荣耀。而他们采取的解决方案常常不是最便宜的,也不是最理智的。
例如,把人送上月球的最快方法是使用由液态氢和液态氧所推动的不可回收的火箭。这一方法迅速成为首选,等到终于有人认识到它不一定是最佳方案时,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)推出了航天飞机——它也是由液态燃料提供动力,但却不是用完即扔。NASA向国会鼓噪说,航天飞机就像一部“太空车”,可以使发射变得便宜而可靠。飞机上载人是一项政治要求,但实际上,用它发射卫星比起一次性火箭来每千克要多花5到10倍的钱。
但即使是在这样一个怀疑一切的时代,科幻小说所引发的载人太空飞行的梦想依然不衰。这种梦想造成了“和平”号的超期服役,也使得空间站内的宇航员不断试图(常常是不成功的)进行科学实验,以便为空间站的存在提供理由。这些实验大部分可以自动进行,无需人亲自操作。而且,建造国际性空间站的计划正在实施之中,预计造价将达1000亿美元。此梦想还激励着人类开展一场精心设计而结果无谓的冒险:下个世纪登陆火星。
或许可以说,航天技术被野心和金钱发射到了一条错误的路线上——使用易爆的液体燃料火箭——为的是达到一个错误的目的:把人送入轨道,以便把他们运进另外的世界。如果把商业目标放在首位的话,一种更为合理的做法应该是,从一开始就集中人力物力降低进入太空的成本。这样做也许会在将来某个时候令安全而又承受得起的载人太空飞行成为可能。
毕竟,传统的火箭不是探索太空的唯一途径。至少以前被弃置不顾的好几种想法都值得重新考虑。
其中之一是使用大炮。好几部科幻作品都提到用大炮发射宇宙飞船。炮的功率越大,其抛射体越会在落到地面之前进行得更远。如果炮的功率足够大,它会飞快地推进抛射体,抛射体的曲线轨迹会比地球的曲度更平缓,永远也不会掉到地球上。换句话说,在轨道中就意味着不停地向地球坠落,但又不停地错开它。
大炮的问题在于,加速全部发生在飞船飞行的开始阶段。结实坚固的机器不怕这一点,但人却可能承受不了那种速度。由于载人飞行成为目标,使用大炮的想法一直被当作可笑之举。但如果载重比较小,大炮可以成为便宜而有效的发射手段。现代微电子学意味着小载重所能发挥的用途并不小。
到外太空旅游去
如果商业因素能够发挥比较有力的作用,航天业的面貌会不会早就不同了呢?也许会。部分问题在于,载人太空飞行的收益相对来说不是很大。一旦抛开所有的浮华,很难说人们在太空中做的事情是机器人不能做的。
具有讽刺意味的是,如果安全系数得到大幅度提高,载人太空飞行的主要商业市场也许会印证科幻小说中提及的另一个梦想,而此梦想也是空间计划渴盼实现的,这一市场就是太空旅游。以每千克2000美元的价格计算,普通人升空要花掉14万美元。如果算上需要为他配置的装备,上述花费还得再翻一番或两番。假设他和配偶一起去,总花销再乘以2,这样下来,一对夫妇可以花上100万美元乘经济舱到外太空探险。为了享受这种绝无仅有的休假机会,愿意掏这笔钱升空的人恐怕不在少数。当然前提是他们都掏得起。 天文太空旅游航空航天太空