从1957年10月4日前苏联第一颗人造地球卫星发射成功至今，世界航天工业已经整整走过了40年的风雨历程。回首这段历史，却发现现在的航天工业与太空飞行开拓者的初衷相距甚远，这主要是因为航天飞行没有重点开发无人飞行以及航天飞行的商业成分太少而其中的浪漫气息又太浓重了。

如果你是一名即将从美国或俄国的航天部门退役的太空飞行的先驱，当晚霞映红卡纳维拉尔角（美国）或拜科努尔（俄罗斯）发射场时，回首40年来的航天史，心中有何感触呢？

40年来，航天技术给人类带来的惊喜是很多的。如果航天技术工程师是美国的，他首先会想到人类登上月球的梦想在“阿波罗”工程开始后不到10年就实现了；如果这位工程师是俄罗斯的，他会指出，人们在“米尔”空间工作站上差不多快连续工作了11个年头了。目前，我们头顶上大约环绕着500颗卫星，这一数目仍在逐月翻新。不久前，“探路者”号飞船飞上了火星；“卡西尼”号宇宙飞船也在10月中旬飞向土星。星际旅行虽还是一个遥远的梦，但我们有“哈勃”太空望远镜在大气层之上，使人类对恒星的了解达到了空前的水平。

但是，40年的航天史上也有许多让人不满意的地方。可以载人的航天器只有区区两种，其中“米尔”似乎该淘汰了，美国的“亚特兰蒂斯”号航天飞机只不过是浩瀚太空的匆匆过客，由于外层太空条件很严酷，人们在此工作的时间最多不超过几个星期。此外，虽然有计划制造更大、更豪华的宇宙飞船来取代“米尔”空间工作站，但是费用高得是个天文数字，而效益又非常有限。

时至今日，尽管航天工业已有长达40年的历史，但太空飞行还达不到常规化，火箭爆炸失事的频率还是高得吓人，而且，虽然机器造访各大行星似乎很快就能实现，但人类造访这些行星还很不现实。“阿波罗”逐渐被人们淡忘了，“米尔”的可靠性不理想，航天工程师难免会感到，自己毕生辛劳的事业仍未完成。

当然，太空时代对人类的影响毕竟是不可等闲视之的，它毕竟改变了世界上很多人的生活方式。首先，全球的通讯比以前容易得多，也便宜得多了。比如，今年9月底10月初，当今最大的卫星通讯集团Iridium正好完成了发射低轨道绕地卫星计划的一半，当66颗卫星全部发射完毕以后，将首次形成全球集成电话网络，人们就可以在地球的任何一个角落用专门设计的便携式电话联络了。在这方面竞争的，还有许多通讯服务公司，其中有家公司计划发射的小型卫星数目高达3位数。如果手持卫星电话确实可行的话，将是一种非常昂贵的通讯方式，至少在开始阶段近于奢侈。但是，对地同步卫星（运行周期为24小时，所以卫星相对于地面上的某地是静止的）接力站在几年前就大受欢迎了，卫星电视近几年推广得也很快。

方便通讯只是进入太空众多目的中的一个。航天工业还在起步时，军用间谍卫星和民用气象卫星就诞生了。现在，地面监视卫星的商业用途正在迅速发展。9月份，科罗拉多的Bosat公司宣布，将零售在太空拍摄的地球照片。人们很快就可以花上几百美元在大街上买到地球上任何一个角落（甚至是邻居后院）的高清晰度的照片了。地球看来真的会被“狗仔队”团团围住了。

当然，地面监视卫星还有更重要的使命。除观测天气外，还可以经济、准确地绘制地球表面图，也可以遥测人工难以勘探地区的矿藏，甚至可以识别出农作物的种类来判断产量。意大利种植橄榄的农民曾谎报农情骗取高额补贴，就是被卫星识破的。

从太空拍摄的照片还有一个更微妙的作用，可以提醒人们——人类共同居住在同一个地球上。人们意识到全球性的污染问题（如天气变化、臭氧减少、森林衰减）和航天工业的发展几乎是同步的，这或许不是巧合。至少，臭氧层变薄的关键证据就是由卫星发现的。

看来，太空时代给人类既带来了有形的、又带来了无形的效益，因此，航天技术的发展可以说是成功的。航天工业还给我们带来了抽象的知识。迄今为止，除远处的木星外，太阳系的每一颗行星至少有一个探测器造访过。这些行星的卫星也多被探测过。所以，原来通过望远镜才能模模糊糊看到大致形状的行星，如今清楚、生动地展现在人们面前。如今，人们对太阳系起源的了解已经很详细；对行星的研究已不仅局限于地球，所以星际科学成了真正有意义的学科。

既然这样，航天飞行的开拓者们为什么还要悲观呢？原因是人们对航天飞行的期望太不现实了，同时，航天工业的实际操作也不太有效。这两个原因相互影响，但后者部分地是由前者引起的。

选择有误

多数人都希望航天飞行是有人驾驶的。这种期望是很不现实的。说起来很可笑，这种期望的出处（至少是部分出处）竟是科幻小说。这听来似乎有些荒诞，但早期的太空飞行在相当程度上是按照小说的描述展开的。当然，科幻小说所描写的和“暴眼”怪物的奇遇对航天工业没有什么影响，但小说描绘了人在巨大的空间站以及其它宇宙空间居住的情况，很多航天工程师对此很迷恋，他们总想把科幻小说中的幻想转变为现实。

当然，人们现在已经明白科幻小说和航天飞行毕竟是两回事，但50年代的人们可不这样想。想来也是，地球同步卫星就是由著名的科幻作家亚瑟 · 克拉克提出的。所以，工程师们的宏大梦想也许就不太奇怪了。但竟然有人大把大把地给他们钱来实现这种离奇的幻想。在这方面，政府部门是有责任的。很多政府官员对太空飞行也很神往，所以往往在财政上给予支持。

过去，新兴技术经常是由于战备需要而得到国家财政的支持。但火箭和太空飞行技术的应用并不仅仅限于战备和国家安全，但从政府得到的支持是其它技术所不敢望其项背的。

公平地讲，在太空竞争之初，航天工业的发展可能的确关乎国家安全大局，因为洲际弹道导弹依赖火箭，间谍卫星可以提供重要的军事情报。况且，在50年代末期，人们真的认为敌方的永久性住人空间站会在头顶上监视、说不定还会丢下炸弹来。至少美国的情况是这样。所以有些技术虽然只是在某些方面同军事有关，却很快被军方垄断了。而军方只发展适用于军事目的的相关技术。固体燃料火箭就是一例：对宇宙飞行而言，固体燃料火箭虽不如液体的功率强大，但爆炸失事的可能性很小且可以反复发射。军方曾经尝试过发射载人太空仓作侦察之用，但后来放弃了。空中驻扎军队的想法也同样迅速地被否定了，因为即便是用60年代的电子设备也比人工效率高。

另外，政府对太空技术的非军事应用的控制时间过长。其它技术（如计算机）还在早期研究阶段时就被允许转给其它领域，用于实用目的来盈利。但航天工业就没有这么幸运，在政府官员和盲目冲动的大众的鼓励下，工程技术人员也难以保持清醒的头脑，他们花巨额经费从事研究的目的似乎仅仅是觉得这么做很光荣。所以他们提出的方案常常不是最经济、最合理的。比如，把人送上月球的最快捷的办法是利用液态氢和液态氧作燃料的一次性火箭。但是因为有人认为这种方法不是最好而被放弃了。美国航空航天局采用了航天飞机——还是以液态气体为动力，在多数情况下可重复利用：在对美国国会的游说中被神话为经济、可靠的“空中货车”。但是，由于政府要求航天飞机上载人，把卫星送入轨道的费用要比一次性火箭每公斤高出5~10倍。

希望与探索

虽然可笑，源于科幻小说的载人太空飞行毕竟维持了下来：“米尔”维持的时间很长，已经超过了使用期限；宇航员也上了天并且展开过多次科学试验（经常失败）。其实，所有这些活动完全可以不用人而是自动完成。但现有的成就使航天界有点飘飘然，竟规划起了国际太空站——阿尔法轨道空间站。不但如此，不少人对一些华而不实的想法（在2020年前后让载人飞船抵达火星）念念不忘。

不现实的想法和投资终于使太空技术作出了有可能是错误的选择：首先，方式是错误的，液态燃料常会爆炸；其次，目的是把人送人轨道，也是有问题的。比较慎重的方法应当是把商业目的放在首位，从一开始就大刀阔斧地降低整个过程中的费用。这样发展下去，或许有一天会将安全、经济的载人太空飞行带动起来。

无论如何，传统的火箭并非是唯一的发射途径。不论是载人还是不载人飞行，如果要变宇宙飞行为常规性操作，至少还有两个方法。只可惜这两种方法还未成熟就被抛弃了。一个方案是用巨型大炮发射，这是个老办法，有几本早期的科幻小说曾经提到过用大炮发射航天器；再早的时候，牛顿也曾经试验过大炮能否把物体送人轨道。大炮的火力越大，弹射物落地前飞行的距离就越大。如果火力足够的话，弹射物轨道曲度就比地球自身的曲率小，不会触及地球的曲线。也就是说，进入轨道后的弹射物不断落向地面却接触不到地面。

用大炮发射有个难以解决的问题：所有的加速度都在物体发射时获得，这对坚固的机器或许没什么影响，但搭载人员却有性命之忧。载人飞行是多数人的向往，所以大炮发射仅仅被看作是类似幻象一样好玩的东西。但发射净重量不大时，大炮却是经济有效的办法。如今飞船上装备的多为现代化的微电子设备，发射重量不太大，用大炮发射很可能是行之有效的。

另一种进入太空的方法是利用气动力升力面多的设计外加一种被称为混合马达的发动机。这有点像喷气式发动机的原理，利用大气层中的氧气。氧气供应中断后再转而利用携带的氧气，这时运载工具才成为真正意义上的火箭。这种方法还可以用另外一种形式从大气层中获得氧气：像飞机一样利用动力升力面爬升。当然，这种设计比纯粹意义上的火箭复杂得多（这也是早早被放弃的原因之一），但操作起来成本很低，因为是从大气层中获取氧气，所以就不必携带那么多燃料了。

目前，美国航空航天局还不准备对现行技术作如此大的改动，但它已经开始尝试了。该局最新项目X-33航天飞机就准备利用大气层的提升作用进入轨道。X-33利用的是“单级到规道”（SSTO）技术。航天器整机落地，可反复使用，现在服役的航天飞行器一般有两级助推器。这两个助推器虽然可以重复利用，但每次发射后都要从大西洋里打捞上来，此外，现行的航天器还有一个庞大的一次性燃料箱。设计X-33时考虑到了节约经费问题，这次美国航空航天局事前还进行了招标，这在以前是少见的。竞标成功的是洛克希德下属的马丁公司。这家公司设计出的X-33除有升力面外，还专门增设了一台叫做气进口整流锥（aerospike）的发动机。当然，它还是火箭，但和把航天飞机与“阿波罗”系列航天器送人轨道的助推器相比较，该发动机更先进，对燃料的利用率更高。

“单级到规道”最终还是要载人，美国航空航天局对载人飞行真是恋恋不舍。但如果一切正常，新产品将有效负荷送人轨道的费用大约为每公斤2，000美元。现行的一次性火箭在这方面的费用是20，000多美元。

太空飞行以外的收获

如果航天工业从开始就侧重于商业目的的开发，是不是早就有了类似X-33这样的技术？或许是吧？如果把载人飞行的虚荣看破，就会认识到，机器人能够做到人在太空所能干的一切。

但反过来说，如果航天飞行的安全性大大提高的话，载人航天飞行可能会像幻象小说中描写的那样，向太空旅游业方向发展。我们批评航天工业受科幻小说的影响走上了歧途，现在却又推测将来太空旅行会是航天飞行很重要的一个方面：听起来有些讽刺意味吧？如果每公斤负荷的发射费用是2，000美元的话，每人平均花140，000美元就可以到太空旅行一番了。送一个人进入太空旅行的设备费用可能是4，000美元或6，000美元，如果有人相伴的话，再将费用翻一番，夫妻两人到太空旅行的费用也就是100万美元左右。在所有形式的短期旅行中，太空旅行可谓最有特色的了，所以甘愿掏腰包到太空去的人会多得超出人们的预料。航天事业的开拓者们大概做梦都想不到这一点，但这可能会真的实现，而且这还仅仅是一个开始。

[The Economist，1997年10月4日]