亞軌道飛行開啟商業(yè)太空旅游新時代

近日，維珍銀河公司成功開展了太空船2號亞軌道飛行器第五次載人飛行，將2名飛行員和4名乘客成功送到太空邊緣，并安全返回地面。同時，該公司宣布，將在6月開啟商業(yè)航天亞軌道客戶體驗飛行。什么是亞軌道飛行？這類飛行活動需要克服哪些困難？未來它的發(fā)展前景又如何呢？

更低成本 不同路線

亞軌道一般指距地面20～100公里高度的空域，尤其是不超過100公里高度的馮·卡門線，后者是國際航空聯(lián)合會定義的大氣層與太空分界線。所謂亞軌道旅游，就是由亞軌道飛行器把乘客送到約100公里高度的太空邊緣后，在數(shù)分鐘內(nèi)，乘客既可以體驗到地面上難以模擬的失重感，享受失重帶來的別樣樂趣，又可以從高空俯瞰地球長達(dá)數(shù)千公里的弧線表面，欣賞舷窗外的壯麗景色。

在商業(yè)宣傳中，亞軌道飛行、軌道飛行、失重飛機(jī)和高空氣球都可以帶來太空旅游體驗，但是后兩者并不是真正意義上的太空旅游。當(dāng)然，軌道飛行是令人神往的太空壯舉，但目前動輒上千萬美元的花銷也使得大眾望而卻步。

相比之下，亞軌道飛行不但能使客戶體驗到太空失重感，而且體驗費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于軌道飛行所需，技術(shù)也相對容易實現(xiàn)，運(yùn)營維護(hù)相對便捷，因此成為近年來商業(yè)航天旅游的熱門發(fā)展方向。正是看中了亞軌道旅游潛在的巨大經(jīng)濟(jì)價值，眾多商業(yè)航天公司積極投入競爭。

談到商業(yè)航天旅游，就不得不提及3家國外民營航天公司：藍(lán)色起源公司、維珍銀河公司和SpaceX公司。其中，SpaceX公司主營軌道飛行業(yè)務(wù)，另兩家公司目前主營亞軌道飛行業(yè)務(wù)，存在一定的競爭關(guān)系，但采用了不同的技術(shù)途徑和乘客體驗方式。

藍(lán)色起源公司成立于2000年，業(yè)務(wù)范圍包括大型火箭和飛船的可回收復(fù)用技術(shù)、月球著陸器等，亞軌道飛行旅游則是重要盈利項目。2021年7月20日，該公司成功完成了首次亞軌道載人飛行。截至2022年8月4日，該公司已成功實施6次商業(yè)載人飛行，累計將數(shù)十名乘客送入太空。

維珍銀河公司成立于2004年，主要業(yè)務(wù)是通過白騎士系列大型飛機(jī)攜帶并釋放太空船系列火箭動力飛行器。其中，白騎士系列飛機(jī)長期是全球最大的全碳纖維材料有人駕駛飛機(jī)，翼展超過40米，不僅能掛載太空船系列飛行器升空，還可以作為太空游客訓(xùn)練機(jī)，獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。

雙體運(yùn)輸機(jī)“白騎士二號”

太空船1號飛行器可搭載3名乘客，而更完善的太空船2號飛行器將商業(yè)載員增加到6人。2021年5月23日，太空船2號飛行器搭載2名飛行員，達(dá)到89公里高度并安全返回地面，亞軌道飛行試驗取得成功。時隔兩年后，維珍銀河公司近日成功開展太空船2號飛行器載人飛行任務(wù)，表明該公司的亞軌道載人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，初步具備了運(yùn)送6名游客的技術(shù)基礎(chǔ)。該公司還計劃2025年投入太空船3號飛行器，擴(kuò)大商業(yè)亞軌道載人飛行業(yè)務(wù)。

嚴(yán)格測試 降低風(fēng)險

與其他載人航天飛行一樣，亞軌道商業(yè)載人飛行仍然存在安全風(fēng)險。只不過由于技術(shù)相對成熟，風(fēng)險成真的概率較小。

據(jù)公開報道稱，無論是藍(lán)色起源公司還是維珍銀河公司，都在亞軌道試飛過程中發(fā)生過安全事故。維珍銀河公司的太空船2號飛行器甚至在2014年10月31日遭遇墜毀，飛行員1死1傷，直到2016年9月8日同型飛行器才得以復(fù)飛。此外，這款飛行器曾因偏離限制空域，遭到美國聯(lián)邦航空管理局禁飛。不難看出，即便是技術(shù)難度相對較低的亞軌道載人飛行，需要掌握的工程技術(shù)仍不簡單。

不過，大眾也沒必要過于擔(dān)心亞軌道飛行的安全性。從技術(shù)驗證途徑來看，載人航天飛行對公眾開放前，必須經(jīng)過嚴(yán)格的無人和有人飛行測試。藍(lán)色起源公司和維珍銀河公司對于商業(yè)載人飛行都相對謹(jǐn)慎，開展了必要的無人飛行驗證。

例如，2022年9月12日，藍(lán)色起源公司開展了一次無人飛行任務(wù)。雖然試驗由于新謝潑德火箭發(fā)動機(jī)故障而失敗，但飛船的逃生系統(tǒng)及時生效，從側(cè)面證明了飛船的可靠性和安全性。

再比如，太空船2號飛行器在2020年底出現(xiàn)發(fā)動機(jī)點火故障，之前的同型飛行器墜毀事故更是有慘痛教訓(xùn)。此后，該公司對故障原因進(jìn)行徹查，解決了飛行控制時序和程序存在的安全問題，完成整改，提升了系統(tǒng)的可靠性。

放眼未來 潛力巨大

從當(dāng)前的趨勢來看，亞軌道飛行旅游的發(fā)展?jié)摿薮螅且粋€很有經(jīng)濟(jì)前景的商業(yè)航天發(fā)展方向。依托比較成熟的動力、材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、地面系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)，隨著飛行測試逐漸排除故障隱患，進(jìn)而在收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和客流量上取得良性循環(huán)，相信開展這項業(yè)務(wù)的商業(yè)航天公司有望“更上一層樓”。

不過，太空旅游畢竟是一種技術(shù)門檻相對較高的航天新興產(chǎn)業(yè)，需要整合先進(jìn)而可靠的航空、航天應(yīng)用技術(shù)。眾多航空航天技術(shù)欠發(fā)達(dá)的國家對此往往只能“望洋興嘆”，甚至在市場被瓜分后，后來者憑借技術(shù)競爭也面臨一些困難。

我國正從航天大國邁向航天強(qiáng)國，在亞軌道飛行方面，無論是技術(shù)積累還是技術(shù)水平都具備了一定的實力。據(jù)公開報道，我國已初步具備了開展亞軌道太空旅游的技術(shù)基礎(chǔ)。

2021年8月，中科宇航對外公布了亞軌道旅行服務(wù)規(guī)劃，飛船每次可搭載7人進(jìn)入100公里高度空域，體驗3～5分鐘失重感，其方案采用了與藍(lán)色起源公司相同的火箭+飛船模式。我國民營航天公司凌空天行也在2021年提出了“技術(shù)驗證平臺——亞軌道太空旅游飛行器——全球高超聲速飛行器”的技術(shù)路線發(fā)展規(guī)劃，有望實現(xiàn)在1小時內(nèi)從紐約飛往北京，據(jù)悉已取得多項關(guān)鍵技術(shù)突破。

相信在不久遠(yuǎn)的未來，我國的亞軌道太空旅游飛行器也將面世，助力我國航天事業(yè)不斷發(fā)展。（作者：松麻）