如果空间具有未来,那么,它将被商业竞争所控制,而不是科学探索。

“哈罗1欢迎参加空间橄榄球世界杯决赛,现在向你播送日本奥林匹克运动队的情况,他们现正在离地面上千公里的轨道上。”这就是未来空间的情景吗?或许是的。作为世界性的标志,阿波罗11号登月25周年的纪念日,可能预示着人们将在空间开展诸如运动这样的活动。不过,一些空间分析家想得更远,他们说,宏伟的探索空间的时代已经结束,未来深入空间的主要理由将是追求金钱,新一代的空间企业家们将通过这些途径发财:买卖那些只有在空间才能生产的材料、将旅游者带入空间轨道,甚至拍卖空间运动会的主办权。

寻找工作

日本人还没有加入这场空间力量的展示。取而代之的是,他们更注重于实用性,今年早些时候,日本国家空间发展机构发射了一枚由日本工业自己设计和建造的H—2火箭,被认为是世界上最先进的折回式火箭。遥望未来,日本正希望通过下列途径赚钱:在邻近地球的失重条件下生产材料、在月球表面采挖原材料以及让有钱的旅游者享受空间轨道旅馆的滋味。

正如500年前由于黄金和原材料的匮乏导致了人类向新世界的开发,空间的商业前景将诱惑企业家们采取国家航天局从来不敢想象的冒险行动。“空间的商业潜力是我们为何将大规模回去的最终理由,”国家空间协会行政官员卢里 · 加弗(Lori Garver)说,该协会是华盛顿的一个空间爱好者小组。威廉 · 布拉赛通(William Braselton)是政府航空航天系统的副主席,墨尔本、佛罗里达国家航天局以及五角大楼的负责人,他声称空间业务是“21世纪初期世界上最大的工业”,

实际上,所有这类业务都将间接地在地球上产生。众多的通讯卫星可以利用便携式电话即时将地球上的任意两点联接起来,使得在地球上天涯海角的事务都很容易操作。例如,位于华盛顿科克兰的Teledsic公司,至2001年,计划将在地表上方700公里处的轨道上安置840颗卫星。

一个称为“全球定位系统(GPS)”的工程现正在执行,它是一个由24个军事航行卫星组成的网络,这些卫星能查明地球上100米内任一手持接收机的位置。GPS已在接收机的生产方面开创了一种新型事务,渔民们用在海上使驾驶更为容易,勘测员可用其使绘制地图更迅速。将来,GPS可被用于陆地上的其它事务,诸如将无人驾驶的汽车位置传输给控制它们的计算机等。这样一种系统将允许汽车快速安全地以更接近的队列行驶。

另一个想法是利用卫星将电力从地球的一部分传输到另一部分。在某一点生产的电将被转化成微波,射向一面在轨道上的微波镜,它会将其反射到一个接收站。这一想法前不久被纽约电子和电子工程学院(IEEE)中的一个委员会所接受。该组织也提出了在地球轨道上堆放核废料,这一建议俄国科学家也漫不经心地提出过。

这些核废料将从与世隔绝的区域诸如南极洲或格陵兰发射升空,以减少对人类的危害,如火剪爆炸并释放出它的危险物品进入大气层。从理论上而言,这些核废料将待在空间轨道上直至它变成非放射性物质。该委员会认为,根本的困难不是来自技术,而是来自大众对所有核事件的理解。

无论如何,以这种方式来处理核废料都将是十分昂贵的,为了减少这类事故中核污染的危险,核废料必须装入笨重的保护箱内,这必将会增加重量,提高每一次发射的费用。国家科学院是美国政府的一个顾问组织,它说要处理50吨钚所需要的保护箱将超过1000吨的重量,若要将它发射到轨道,则需耗资100亿美元之巨。而且,空间将由此而变得越来越拥挤,“地球轨道甚至更高的轨道都是颇有价值的不动产。他们可以找到比处理核废料工业更好的途径来利用这些轨道资源。”

月球车

最有利的空间工业之一便是娱乐。Luna公司是位于弗吉尼亚的一家娱乐公司,它计划建造一辆自动月球车,于1997年在月球上着陆,花费将在9千万至1亿2千万之间。这辆车将通过地球上的一个虚拟系统进行遥控。Luna公司希望出售取得这台机器的控制机会,希望组织一个世界范围的竞争以找到第一名驾驶员。

但是,空间工业的真正冲击将是远离地球表面的新业务,它们要求在建造空间站、轨道旅馆以及运动中心中的工人具有在失重条件下工作的技能。帕特里克 · 柯林斯(Patrick Collins)是伦敦皇家学院和东京空间航空科学院的经济学家,他说在空间建造和发射这样一个运动场将耗资8亿美元,一个旅馆至少得2.5亿美元。相对而言,将于今后8年内建造的国际空间站Alpha,美国单方面的耗资就为178亿美元。

柯林斯说,建造它的复合体是便宜的,因为它只需,要简单的模块结构,而极少需要新的技术;事实上,它所需要的技术大部分不会比70年代发射空间实验室空间轨道研究站的更先进。他也期待着能出现重复使用的火箭,以使目前约每公斤4万美元的发射材料成本降低到约200美元。钱能通过出售电视转播权这样的事情加以补偿,并且以每星期2000美元的费用待在空间。

事实上,空间旅游业业已开始了。1990年,东京广播公司付给俄国1200万美元以送一名新闻工作者到轨道空间站Mir。美国和英国的调查显示,有多达45%的成年人愿意到空间去旅行,IEEE估计,这一数字反映出全世界约有2亿5千万成年人抱有此愿望。

加弗相信,空间旅游业在近25年内将遇到生存的难题。她说,关键是找到一条廉价地将旅客送入轨道的途径。新一代能达到这一目的的火箭现正在着手开发。去年,航空航天公司的Mc Donnell Douglas推出了一种实验性的再利用火箭,被称为Delta Clipper。大约10年以后,将旅客送入空间的全部费用仅为每公斤500美元。

其他人对于空间业务的看法更为雄心勃勃。哈里逊 · 施密特(Harrison Schmitt)作为一名地质学家,也作为阿波罗17号宇宙飞船的成员之一,于1972年登上了月球。他指出,同位素氦-3在地球上贮存的量并不多,而在月球上的数量却相当可观。氦-3可被用于核聚变过程,以产生大量的能量,这比目前所使用的氚-氘聚变更为有效。1吨氦-3足以能提供一个1000万人口的城市一年的供电。一艘宇宙飞船能携带25吨东西,这一数量的能量可让整个美国使用整整一年。施密特认为,氦-3也可用于作为从月球发射火箭探索太阳系最终探索邻近恒星的能量。

飞入危险

然而,并非每个人都同意。Martin Marietta航空航天公司的空间科学家诺埃尔 · 欣纳斯(Noel Hinners)建议科学家在飞往火星的机会中迅速行动,即使没有办法再将他们送回地球。他说在我们对待科学家的态度和安全方面确实存在着矛盾,自从1946年以来,在由美国政府资助的南极项目的工作中,已有55名科学家死于非命。但是,即使死亡丁一名宇航员也会带来整个美国空间计划的停滞不前,就像发生于1986年“挑战者”号航天飞机的灾难一样。“在保护生命方面,我们经过了难以相信的距离,并且不惜一切代价”,欣纳斯说,但是以这些费用进行探险太昂贵了。他说我们不得不在对待空间探险的危险时更现实一些。

对空间探险的所有预报,最容易的便是宇航员将会死去,已有10个美国人和4个苏联人在执行他们的职责时死去。最近的预算削减使供给燃料成了问题,g家航天局可能不会再安全地飞行航天飞机丁。自从“挑战者”灾难以来,航天飞机已经飞行了38次。“这样的炸毁事件迟早会再一次发生”,美国科学家联合会的空间政策分析员约翰 · 匹克(John Pike)如此说道。他说,这样一次事件都将导致航天飞机的停飞甚至还会导致取消航天飞机项目,但是,国家宇航局的戈丁(Goldin)坚持认为,国家航天局将无论如何得阻止另—场灾难的发生,“我们将会使航天飞机安全地飞行,否则我们会停止飞行。”

航天飞机的飞行对于Alpha空间站的建设是至关重要的,它将成为以后30年国际空间计划的焦点所在。“它可能不是世界上最完美的交通工具,但它是能将40吨东西运到轨道,再带40吨东西回来的唯一机器,”戈丁这样说道。停止飞行将严重地阻挠这项建设。

戈丁说,10年以后,国家航天局将决定是否全部取代航天飞机。最有可能成为下一代候选者的是折回式火箭,它能一次达到轨道,而不像航天飞机每次飞行都要抛弃其庞大的外部燃料箱。Delta Clipper是这种所谓一次达到轨道火箭的例子。它们很容易服侍,检修的时间很短,并会使空间旅行如同今天的商业性飞行一样平常。由于它们可以多次飞行,建造费用可以在多次飞行中得到补偿。

发射成本也阻止了科学家发送飞行器进入空间的努力。主要原因是今天的飞行器是如此庞大和复杂,以至建造和发射的费用非常昂贵。未来的飞行器将更简单、小巧和便宜。

早期的卫星很小,因为早期的火箭不能带太多的东西进入空间。第一颗卫星Sputnik 1发射于1959年,重量为86公斤;而美国的第一颗卫星Explorer 1重量仅4.8公斤。从那以后,卫星造得越来越大越来越重。例如,将于1997年发射的Cassini空间探测器重量将达到5634公斤。

现代空间飞行器所需的巨额资金意味着极少次数的飞行任务就将耗费所有可供使用的资金。而这极少次数的飞行任务存在着极大的压力,必须保证成功。这迫使科学家建造支持系统,以便在发射之前广泛地检验发射装置,这又将提高发射成本。其结果将导致少数飞行器的恶性循环——建造的成本越来越高,周期越来越长。Cassini飞行任务将耗资37亿美元;而1958年发射的Explorer 1仅耗资590万美元。

但是如今,国家航天局在“发现”号项目中建造的空间飞行器,正试图打破这一周期。这些空间飞行器将更为简单,并用重量较轻的部件建造,它们将更为便宜,可以大量制造,如果发射失败,也将不是对整个空间研究计划的沉重打击。第一项计划将于1998年发射,耗资为1亿5千万美元,它将访问一颗近地小行星。未来的飞行任务将是在整个太阳系中收集材料样品,并将它们送回地球,其优点是这种飞行器重量较轻并且结构简单,因为它不需要携带任何分析仪器。同时,科学家可以从许多在理想的实验条件下的训练中,检查空间飞行器的科学性。

成本是一个关键问题。进入空间越是便宜,商人和科学家越是容易到那里进行开发。当空间工业成熟时,它将要求发射更多的飞行器,要求更多的公司贡献于建造卫星,当然也需要有更好的火箭。将来,历史学家可能会说,这种空间基础的发展在21世纪早期的世界经济中将如同本世纪主要道路网的建设以及上世纪铁路网的建设一样,具有相同的作用。

[New Scientist,1994年7月23日]