20年前，美国航空航天局出版了一本书——《空间技术的预测：1980-2000》，这是一本关于“遥望外空间”的指导性读物，由唐纳德 · 赫斯主持编著。在这些预测中，许多项目已经取得了进展，也有一些尚未取得突破。空间探测器业已发展，虽然在1976年，其开发费用比预期的高了10个百分点，不过它还是进入了近地轨道。在几十年的梦想以及若干次的失败之后，人类开始进入了国际空间站时代，该空间站最后将于本世纪末在近地轨道上开展工作。

今天，美国的文化和社会正处于转折阶段，空间探索也在变化着。新技术继续占据主导地位，这既反应在人类对空间探索的限制方面，也反应在有关的利益方面。在21世纪前25年间，人类在空间开发方面会产生哪些新观念和新技术呢？应该说前景是非常激动人心的，而且潜在的能力也比以往大得多。在下面的10大空间领域，无论在数量上还是质量上，人类都将取得革命性的进展，同时这些进展也会提高地球上人类的生活质量。

空间的运输

不久，在前往空间途中，人类将取得实质性的进展。将人类和货物带入空间的费用每磅仅100美元，而今天约需5000美元。到2000年，能重复工作的发射技术将对第一代火箭推进器的材料、结构和推进技术作出革命性的变革。

现已规划中的这一系统将以每磅1000美元的费用运输货物，这将是现时费用的五分之一。此外，技术上的进步将使我们在21世纪的头10年内可以克服现存的障碍，再减到100美元。通过改进主推进系统的能源效率，或增加空气的火箭“联合推进”发射，或设计出革命性的火箭，或对这些新技术进行组合，都将使未来的航天器大幅度地降低发射成本。

空间的能量

在人类进入空间的最初30年间，我们已经改变了与工业革命紧密相关的大规模、低成本的能源现状。在接下去的20年中，我们有能力开发更大规模的空间能源系统。它将给地球轨道上和行星表面的宇宙深层空间带来丰富的能量，并且建立开发基地，在宇宙空间为地球生产并输送能源。

尤其是面积极大，且能自动调节的薄片结构可用作工艺先进而成本低廉的能源转换系统。另外，无线能源输送器这种最早在19世纪由特斯拉提出的设想，将能变成现实，用于由空间向地球源源不断地输送能源。

空间的交通

成本最低但速度很快的交通工具将在20年间变成现实，它能在几天时间内于地球和月球之间，在三、四个月时间内于太阳系内，在一年时间内于地球和主贝尔特星间运输货物和人员，每磅的费用低于1000美元。太阳能和太阳电子推进系统的出现将有助于这些目标的实现。

另外，众多的高新技术将开发出高能密度的推进器，它以不同的核反应对应不同的核反应推进器。如果顺利的话，到2020年，这些技术将能够开发太阳系，让人类进入空间进行探索。如果再晚一些，还会出现更先进的方法。当空间交通进入较成熟期时，更简单但更有效的交通工具包括利用动量交换系统的交通工具可在重力系统中投入使用，尤其在地球上和火星上。

当地的资源

充分利用当地资源既能使人类生活和机器工作能做到自给自足，同时还能建立起宇宙空间的工业基地。这一设想的最初应用始于机器人，例如利用火星的环境制造出火星样品回送器。这一问题的解决也会使运输问题得以较快解决，例如可以利用该技术收集月亮上的氧，并将它用于自动运输系统。这类技术是化学和简单自动生产技术的结合，它将与本文所描述的运输、能量和生命支持区域有机地相互交织在一起。

自足的系统

如果我们能成功地在空间开发出大规模、低成本的能源，我们应该能建立起小规模的再生生化系统，以满足人类在太阳系中任何地方的生活。为了保证人类探险家的成功，我们必须开发宇宙飞船外的活动系统。当然，这方面最重要的是与人类健康有关的技术进步。如果人类希望超越近地轨道，那么，开发简单的辐射屏蔽装置和辐射破坏修复装置就显得至关重要。

另外，大规模紧急医疗系统也相当重要。机器人技术（如外科机器人）、远距离显示技术（尤其在近地空间）以及先进的培训教育技术将是人类空间时代的必需。

小型化机器

所有类型的小型化空间系统都将继续减小规模，以便建立小型的宇宙飞船系统。单个或几个的小型宇宙飞船将改变我们如何观测地球及其邻近空间的方法。随着数据收集的规模和速度的加大——包括每日观察地球海洋、地表及大气越来越多的信息——天气预报的精确性从“天”发展到“星期”进而发展到全球未来天气预报都将成为可能。小型宇宙飞船在商业方面的应用也将进一步发展。远距离通讯卫星将每天绕着地球为我们服务百万次之多。

这些先进技术将给我们带来始料未及的结果，因为通过应用这些小型系统，所有的空间系统都将出现“惊人之举”，它们都会进行自我装配、自我检测、自我修复，而无需明显地增加系统的规模。过去，庞大的空间系统要求宇航员亲往操作，这样做既复杂又费钱，将来，这些系统都将自我装配、自我组织了。这样就允许建立更大规模的空间系统而无需发射器发射大量物体，花费大量钱物了。

惊人的机器

会自我学习的机器将来可造成各种尺寸（从100磅到10万磅甚至更大），它能获得类似人类的行为，随着电脑能力的日益增强，以及新软件的不断创新，这些机器将会诞生出比人类更强的空间机器人。

这些惊人的机器将不会取代人类，但会补充人类，并为人类服务。这些机器将可制成微型、超微型（可能与昆虫的行为相似）。这些机器最先进的地方是能自我修复，并为达到目的而自我反复。这一特性将增加人类的能力，却并不增加成本，并使人类空间活动的价值大大增加。

为了制造“惊人的机器”，我们必须首先建造真正能重复使用的、当地能维修的所有类型的空间机器。这些系统将建立起在适当的费用范围内自我扩大的基地。这些系统最重要的应用可能是在宇宙深处建立前哨基地，这些基地能在无人环境中自我维修，并且能重新使用当地的空间运输系统（例如，能重新使用火星上的交通工具，而不是再从地球上带上去），这将真正实现高速度、低成本的空间探索目标。

最大望远镜

在哈勃空间望远镜投入使用之后，新一代的空间望远镜系统已经开始设计。这些新系统既可以扩大已经观测到的频率，也可以通过使用干涉技术提高观测的精度。极大口径的望远镜和干涉阵列（几米口径的透镜以及几百公里范围的干涉基线）是有可能制造的，这些望远镜至少可以回答这样的回答：“存在其他和地球相似的行星吗？其他行星上有生命吗？”这些问题通过对围绕在太阳附近100光年范围内的恒星的类地（或更大些）行星进行成像分析，便可获得。

行星际飞艇

除了火星的特殊情况，今天乃至今后几年内，普通的短距离宇宙探测器——以探测木星的伽利略号和计划探测土星卫星的惠更斯号为代表——只是代表了我们对新的世界进行科学研究的展望。21世纪早期、自动行星探测器将使人类的这种能力拓展到一个新阶段，这便是柔性行星际飞艇。运用尖端的空气动力学设计而成的这些飞艇与新颖的薄型材料相结合，可构成“惊人的机器”，这些飞艇将使我们人类进入从未去过的环境——金星及其它地外行星，如木星、土星、天王星和海王星，还有土星的卫星等。

全球性参与

所有以上描述的这些未来在技术上的突破所带来的喜悦，都将由全世界成百上千万的人类共同分享，高速通讯、高质数据压缩和处理，以及虚拟系统的结合，将能使全人类共同参与。甚至随着离开地球的人口日益增多，仍有无数的人类共同参与这一实验。这项空间实验能使人类更紧密地团结在一起，真正领会到人类如何才能获得更高质量的生活的真谛。

虽然我们尚不知未来我们将走向何方，但是我们却可以知晓我们可能走向何方。创造新的空间技术虽然不能创造未来，但是，我们正在越来越多地获得各种空间突破能力，这种突破能使人类洞察宇宙空间，更多地了解我们居住的地球及其未来，探测我们的邻近空间以及外面的宇宙深处。

[AD ASTRA，1996年5/6月］