开发深空是

刘增义

人类要实现到太阳系以外太空遨游的梦想在以后的几十年内还不大可能，但在此其间人类将竭尽全力在发射运载火箭、建立国际空间站和寻找空间能源等方面有所突破。

美国会支持“太空人”计划吗?这在反对者与支持者双方之间引发了一场激烈的争论。

反对方指出载人的空间活动代价过高，每次往返飞行耗资5亿美元，而且国际空间站预算达到350亿美元～400亿美元之巨。他们表示，从这些空间投资迄今的回报来看还不能证明它的合理性，甚至对许多新材料和纯晶体的空间试验也表示怀疑，提出是否能在成本低很多的地面来完成，或者采用低成本不载人火箭上的自动操纵系统完成。他们以为在如此多地面需求尚未满足的今天，向太空投入一笔笔不定回报的巨额资金是不计后果的。

载人空间计划的支持者们难以辩驳这些观点，但他们也提出目前空间飞船的存在可以为我所用，并且深信在太空环境下创造的各种新材料可证明是极其有用的，如不同的理想晶体能使人类破解各种病毒的分子结构之谜，从而造出能攻克各种危重疾病甚至艾滋病的有效药物，但这些晶体在地球重力场环境中是造不出来的。同时，他们争辩说，国际空间站象征着第一次大规模的国际联合，将促进国家间的合作与了解，有助于消除未来战争。

一种极具代表性的观点确信，对新领域的探索和对深空间的征服始终贯穿着人类的创造力，它促进了知识与文化的进步。

1993年，美国国会仅以1票之差通过国际空间站计划，这是人类征服太空史上的重大事件，它的关键性作用将深刻影响人类的未来。美洲的发现促进了西方文明，使后续的几个世纪出现科学与技术的迅速发展。开发空间和向其他星球移民不失为一选择，使人类的发展不至于因人口急剧增长而停滞不前，所以对空间的开发是非常必要的。

人类空间开发的近期目标

当今世界上存在两个各自独立的载人空间运输系统，即美国的宇宙飞船和俄罗斯的“联盟”号火箭。因此即使两个试验系统中有一个发生故障，载人空间活动也未必会停下来。国际空间站计划已获美国国会批准，它的许多关键部件目前正在生产之中，未来空间载人活动会稳步开展。国际空间站始终预备给养和交替乘员，所以一旦空间站建成并永久性载人运行，即便像“挑战者”号的严重事故也不会终止人类的空间载人活动。

目前，一些造价昂贵的项目正在进行与规划，包括发射大量通讯卫星到轨道的立项。一般来讲，卫星发射将提供对空间活动的另一类支持，因此卫星发射服务的大市场正促使技术贸易公司开发基于可复用式火箭的不载人空间运输系统。如获成功，这些工程将提供通向太空更安全、更可靠、更经济的空间旅游服务，同时也有益于其他与空间有关的活动。因此，美国航空航天局(NASA)正在为X－33计划提供资金资助。这项可复用式单极轨道火箭的亚轨道首发试验，被称为“冒险之星”火箭，可提供更为经济的载人空间运输系统。

来自深空间的能源

国际空间站，顾名思义仅仅是一个站——人类到遥远太空探险的第一歇脚处。然而，一旦建成国际空间站并且运营顺利的话，人类下一步的目标将是什么呢?一项很有价值的空间探险可能是建立轨道太阳能发电站。

今天无论发展中国家还是发达国家，都需要大量的电力。诸如中国和印度等发展中国家，人口已超过10亿，要追求与美国人、欧洲人同样的科技进步和现代生活的享受，就需要大量的电力能源支持，即建造许多的电站。

因核电被人们认为是一种不可靠的动力资源，所以惟有煤火电站才被认为是满足发展中国家能源需求的切实可行的途径。但是，从长远来看煤火电站比核电站甚至更不能接受，因其产生大量二氧化碳和其他有害气体，加剧了全球变暖。所以今天惟一可接受的干净能源是来自太空的太阳能，通过装在地球轨道上的大量太阳能面板，收集太阳能并以微波形式发射到地面。

另一更雄心勃勃的计划是把太阳能电站建在月球上，在那里建电站材料大都是就地取材，并且便于运行和维护。基于大型聚变能电站很难说在21世纪中叶之前就能供电，所以真正干净的燃料将只有氦了。而这种形式的元素只能在月球表面才可采到，故载人运营先到月球将是势在必然。

科学家们真诚地希望未来人类生活安然无恙，因此不喜欢不切实际的行动方案，但人类要大步前进就会发现空间开发项目是合情合理的。当然，未来极大地扩展太空空间活动以及进行永久性的月球移民，是人类不断走向更为广阔宇宙空间的第一步。

空间旅游的开发

在不久的将来或更为遥远的未来，人类可能开发的另一空间活动将是太空旅游，这是一项无须政府决策的纯商业活动。可以预见，太空旅游会把空间活动的各项运营推进到更加稳定可靠的基础之上，并将大大扩展人类的空间活动范围。目前，尽管一些人也关注到空间旅游数十亿美元的潜在市场，但一些技术上的难题尚待研究。

首先，必须制作类似“冒险之星”的可复用式载人火箭；其次，需设法提高空间载人火箭的承载能力。迄今为止，世界上最先进的火箭只能提升其发射重量的25％进入到轨道——而且这一比例在近40年中几乎没有发生改变和刷新。其原因在于材料特性和化学动力源所限，且在可预见的未来一段时期内这些领域也没有任何重大突破的迹象。

太空运营成本因采用有助于复用式火箭穿过地球大气层的吸气式发动机或略有下降，但目前提升有效负载到轨道的最低成本在2万美元／千克以上，如此一张到太空旅游的票价最少不会低于100万美元。问题是绕地球旅行一次就要支付如此昂贵的票价是否会吸引足够多的旅客。然而，一旦建成国际空间站，各具特色的太空设施可为旅游者提供更多的太空娱乐项目和更长时间的服务，空间旅游可能会变得更具吸引力。

倘若国际空间站发展成为所有空间活动的中心，就可能出现具有服务与维修功能的火箭中途加油站。而这些发展最终将导致空间站工业园的启动、空间旅馆与娱乐中心等不同设施的构建。一旦能够提供如此丰富多彩和尽可能长时间的空间旅居服务的话，那么更多的人们将情愿支付进入太空旅行的高水平消费。人们甚至会建造太空医院，病人在失重的条件下或许能起死回生。

由于人类渴求大量干净的电力能源，所以下个空间开发目标自然是向月球移民了。科学家在月球极地的陨石坑口发现了大量冰体形式的水，这为开发月球侨居地提供了前提条件。在这些侨居地上可能会出现大型工业园和利用月球低重力条件设置的太空旅馆。具有良好设施的月球基地可能成为人类到达其他行星旅行的中途歇脚点，而下一个中转点的首选目标很有可能是火星。

人类空间开发的远期目标

人类会访问其他星球，并向那些太阳系以外深层空间里类似于地球条件的天体移民吗?天文学家认为，在1000个星球中或许只有一个完全符合地球条件的——有适合的气候、海洋、陆地和大气层。离地球最近的恒星大约超过4光年，而绕恒星旋转的行星离太阳几近10光年～50光年，在银河系中离地球最远的恒星几乎有10万光年之遥。

人在其有生之年可能横穿如此遥远的茫茫太空吗?回答是绝无可能。首次到遥远恒星造访的也不会是人类，而是机器人探测器。探测器的运行速度比光速慢得多，所以探测遥远的星系将耗去几个世纪的时光。但是只有在探测器的探测工作完成并使人类了解银河系周边环境特点之后，才能使人类进入更遥远的宇宙去探险。

根据美国普林斯顿大学物理教授杰拉德·奥尼尔提出的建议，人类到太阳系以外的遥远太空去旅行，惟一可想像的途径是通过向大量的空间“岛”上永久性移民。难以估计这些数百万吨重的物体能以接近光速的速度到达太空的任何地方，所以除了将人置于晕厥状态之外，要到达遥远距离太空旅行的“预定陆地”尚需一代接一代人的连续操作。

人类向整个银河系移民是一个极为缓慢的过程，不能期望这一迁移在21世纪就能完成。然而，当人们意识到人类现阶段的空间开发已延续了数百万年时间时，以人类应有的耐心最终会实现自己的空间目的。

董兆惠 图