DIY 火箭俱乐部的冒险梦想：将人类送往太空边缘

卡斯滕·奥尔森在丹麦的一个小镇长大，他很少接触太空方面的信息。直到互联网出现。上网后，奥尔森开始频繁访问论坛，真正的火箭科学家甚至宇航员都会来这里聊天。他在亚马逊上订购了火箭方面的书籍，并开始痴迷于探索那片广阔的太空。

他长大后并没有成为一名火箭科学家——不是专业的。他在哥本哈根的一所公立学校工作。但他加入了一项野性十足、危险而乐观的太空事业：一个业余爱好者团体，希望制造出有朝一日可以将志愿宇航员送上太空边缘的火箭。他们自称哥本哈根亚轨道火箭队（简称 CopSub），在丹麦首都的一个旧造船厂工作。

奥尔森第一次听说 CopSub 是当地新闻里的一个业余载人航天项目。“关于一些疯狂的家伙，”他说。“太空牛仔。”

当时，他正在为马拉松训练，在训练路线上跑过造船厂。“我注意到那里有很多人聚集在某个东西周围，”他说。那个东西是火箭发动机——正在点火。它看起来像一个大约 18 英尺长的白色管子，侧放着，用螺栓固定在混凝土柱上。其他 CopSub 测试包括一个装有碰撞假人的微型乘客舱。“我站起来说，‘我需要参与其中’，”奥尔森回忆道。

最终，该组织欢迎他加入，尽管他没有任何值得一提的技术技能。如今，他是 CopSub 大约 70 名志愿者中的一员，其中一些志愿者在航天行业工作，拥有火箭或其他技术专长，还有一些志愿者更像奥尔森。虽然其他私人航天计划——从杰夫·贝佐斯的蓝色起源到商业空间站公司 Axiom Space——正在将业余爱好者和游客送出大气层，但 CopSub 的爱好者不仅仅是俱乐部未来的潜在宇航员；他们还负责火箭升空所需的每台机器、示意图和协议，这一提议伴随着巨大的风险。

鉴于此，“太空牛仔”这个词非常准确地描述了 CopSub 正在做的事情以及法律允许它做的事情。但这个标签也适用于亿万富翁支持的公司提供的舒适太空飞行舱。确实存在保护地面人员的政策——要求火箭按照广告宣传的方式运行，从事故不会伤害附近平民的地方升空，以及机组人员接受紧急程序培训。但是，与政府资助的任务不同，几乎没有国家或国际指导方针来保障乘坐私人火箭的人员的安全。

今年 10 月左右，情况可能会发生变化，届时美国对此类规则制定的禁令将到期，至少美国人终于能够规范太空游客的安全了。政策专家表示，现在可能是时候制定一些法律了，让太空之旅不仅对在国家国旗下飞行的宇航员更安全，而且对在公司标志或俱乐部旗帜下飞行的宇航员也更安全。

“我们有了更多的国际参与者。我们有不同类型的太空应用。然后你看到了那些精彩的太空旅游活动，”航空航天公司太空安全研究所所长乌玛·布鲁格曼说。“这很棒。但它确实把太空安全纳入考量。”

当世界在想办法处理这些私人宇航员，以及应该接受哪些风险和规定时，CopSub 正在缓慢前进。该组织目前正在研究和测试一种自制火箭的设计，这种火箭可能在未来十年内将人类送上距地球表面 62 英里以上的高空。不过，这名太空牛仔是会回家还是进行单程旅行，仍是一个悬而未决的问题——几乎没有什么规则可以适用。

无论谁负责，将人类送入太空总是有风险的。它需要坐在一个本质上是导弹的东西上面——而这并不总是顺利的，即使是在行业中受到严格监管的领域。1967 年，美国宇航局的一艘名为 X-15 的亚轨道航天器在发射后解体，导致飞行员死亡。这艘航天器和 CopSub 的装置一样，原本是要飞到太空边缘，而不是绕地球飞行。然后是 1986 年和 2003 年分别发生的挑战者号和哥伦比亚号航天飞机灾难，臭名昭著，共造成 14 名宇航员伤亡。最近，在 2014 年，维珍银河的亚轨道测试飞行器太空船二号解体，导致一名飞行员死亡。自人类首次进入太空以来的 62 年里，美国宇航员在美国飞船上遭遇致命事故的总体概率为 1/100。相比之下，对于当今美国和欧洲的客机旅客来说——尽管他们的飞行系统完全不同——遭遇致命事故的概率约为 1/3000。

2020 年的一篇题为“载人航天安全：监管问题和缓解概念”的论文写道：“如果我们想在未来充分利用载人航天的益处，无论是用于探索、科学研究、商业还是旅游，我们都需要找到提高这些操作安全性的方法。”这篇论文由航空航天公司空间政策与战略中心系统主管约瑟夫·科勒和商业空间技术公司总裁乔治·尼尔德撰写。

其中一种方法是制定规则。但目前，至少在私营部门，没有对机组人员安全进行法律监督。“对于将人员送上火箭并将其送入太空，没有特别的规定，”白天在卫星行业工作、业余时间为 CopSub 工作的雅各布·拉森 (Jacob Larsen) 说。

这对于营利性公司和 CopSub 等志愿者主导的组织来说都是如此。“唯一的区别是，他们不赚钱，”专门从事太空问题的律师斯科特斯蒂尔 (Scott Steele) 说。

但是，即使有行为准则，像 CopSub 这样的业余太空飞行是否也太冒险了？如果是这样，人们是否应该被允许这样做，就像有人被允许将木筏扔进激流、将冰爪插入冰川或沿着悬崖边骑山地自行车一样？DIY 载人航天飞行是否超越了其他极限运动或业余爱好的界限？

目前，没有任何管理机构（无论是丹麦、更广泛的欧洲，还是美国等更注重太空的国家）制定这些规则。CopSub 的通讯主管 Mads Wilson 是一名数据科学家，他似乎并不为此感到苦恼。“没有法律禁止愚蠢，”他说。“人们用愚蠢的方式自杀。”

这当然符合人类长期以来对飞行的迷恋。但是，如果 CopSub 的火箭有了第一位乘客，那么这个人的生命将取决于一群修补匠在业余时间完成的工作质量，他们用自制的火箭零件拼凑成一台易燃机器，没有外部机构负责检查。这不是一个容易接受的提议。

COPSUB 于 2008 年成立时，团队只有两名志愿者，即联合创始人克里斯蒂安·冯·本特森 (Kristian von Bengtson) 和彼得·马德森 (Peter Madsen)，他们只有一个想法。“他们想尝试制造一枚可以将人类送入太空的火箭，”威尔逊说。“基本上就是这样。”

冯·本特森之前曾与 NASA 签约，从事以人为本的航天器设计工作，而马德森则是一名企业家，后来因谋杀记者金·沃尔而被判有罪。谋杀案发生三年前，CopSub 和马德森分道扬镳，该航天组织与其联合创始人断绝了一切关系。

不过，在开始这项事业时，两人躲在哥本哈根港的一个艺术家集体里。很快，他们的团体和创意空间就发展壮大了。“我认识的大多数人都说，他们有一天会突然出现在工作室里，然后问‘嘿，我能做点什么吗？’”威尔逊说，他在 2013 年成为这些“人”中的一员，几年后，CopSub 开始制造火箭，并将它们发射到一英里或更高的空中。它使用了一个浮动平台，由成员们自己建造，位于丹麦海岸的国际水域。在早期，该公司每年都会完成并测试一枚新火箭，每次建造都需要一两年的时间。

CopSub 的首次尝试——2010 年使用一枚 30 英尺高、3,587 磅重的火箭——以失败告终。2011 年，一艘具有相同设计的飞船（外形类似圆珠笔）升空后侧翻，然后坠落速度过快。助推器坠入水中，解体并沉没。用于载人的太空舱原型与火箭分离，漂浮在波罗的海上，但也遭到损坏。2012 年，该小组发射了一枚火箭，旨在测试未来载人 CopSub 任务的通信和 GPS 设备。升空约两秒后，装有所有电子设备的鼻锥与火箭分离。该火箭按计划完成了飞行，预计飞行高度超过 12 英里，但此次飞行并未产生任何有用数据。那一年，CopSub 测试了一个带有乘客安全功能的太空舱，例如逃生系统、保护乘客免遭硬着陆的弹簧，以及可以在太空舱面朝下溅水时将其翻回正上方的安全气囊。太空舱在空中翻滚，然后重重地坠入水中。由于着陆冲击力很大，CopSub 无法发出指令让太空舱直立翻转。

第二年，CopSub 发射了一枚小得多的火箭——447 磅，近 28 英尺高——来试验导航和定向系统。这枚火箭运行良好，超过了音速，射程超过 5 英里，到达轨道顶部，距离工程师的预期仅差 600 英尺。尽管如此，这项技术距离将人送入太空还相去甚远。“一开始它真的很粗糙，”威尔逊说。“但这也是一种想法——它不需要做得更好。”（威尔逊的意思是，它不需要做得更好就能实现其目的。）

事实上，业余太空计划的安全状况取决于其火箭的简单性：大部分火箭都基于与 NASA 在 20 世纪 50 年代和 60 年代使用的技术类似的技术。正如智能冰箱比仅由线圈和制冷剂制成的冰箱有更多的故障点一样，CopSub 认为，与由机器人和计算机控制的太空系统相比，不太复杂的太空系统可损坏的部件更少。如果操作正确，人类乘客受伤的可能性就会减少。但如果操作不当或检查不充分，仍可能使团队未来的宇航员面临致命危险。

该团队做出了一些改进。为了让火箭更容易控制，他们不得不重新考虑原来的混合推进剂发动机，这种发动机同时包含固体和液体火箭燃料。发射时，两种燃料混合在一起燃烧。“说得客气一点，这不可行，”威尔逊说。在 2013 年制造出 Sapphire 火箭后，CopSub 转向仅使用液体的发动机——这种发动机更复杂，但也更可预测。

马德森的离开也给团队带来了急需的改变。在早期，马德森与冯·本特森，或者说与任何人都合不来。2014 年 2 月，冯·本特森终于离开了。几个月后，CopSub 和马德森永远分道扬镳。马德森于 2017 年谋杀了金·沃尔，并于 2018 年被判处终身监禁。

创始人离开后，项目并未解散。“这太神奇了，不能让一切付诸东流，”威尔逊说。此外，许多技术知识都来自新志愿者。留下的人员继续探索。

但技术问题也不断出现。2014 年末，GoPro 拍摄的一项实验出了问题。这是一项使用液体燃料的静态火箭发动机测试，火箭本应固定在地面上。但在点火后不久，火焰就爆发，吞噬了火箭和其支架。当最初的爆炸逐渐平息时，这台失事的机器发出呻吟声，就像一只孤独的鲸鱼般的外星人的哭喊声。威尔逊站在约 300 英尺外的掩体里。即使在那里，所有东西都散发着酒精的味道。没有人受伤，但火箭无法挽救——两年的工作付诸东流。他们现在该怎么办？

“我们必须再建一座！”奥尔森回忆起当时的想法。

团队成员决定强调分步工作，建造较小的火箭并用它们来测试计算机、通信和降落伞等子系统，这是他们在火灾后一直在进行的任务。“然后，一旦完成，我们就可以扩大规模并建造更大的东西，”威尔逊说。最终目标是制造Spica ，一枚足够大的火箭，可以到达地球与太空的边界，并将太空舱送回海洋——里面有一名人类。“我们一丝不苟地对其进行改造，”拉森说，自 2018 年上一次小型火箭的大型试射以来。几个部件放在车间里，工程师们正在调整发动机技术，他们将在一个被改造成试验台的集装箱里试用它。一旦完成，太空舱将刚好够一个人坐在里面，只留有足够的活动空间，以免失去血液循环。没有宇航员服，也没有控制飞行的能力，只有一套壮志凌云式的战斗机飞行员服装和一个加压舱。

到目前为止，该团队最大的成功是在 2018 年，当时其液体燃料的Nexø II火箭完成了所有预期任务。它按照正确的轨迹飞行了 4 英里。鼻锥在飞行顶部分离，降落伞将火箭带回海中，团队将两个部分都打捞上来。溅落速度足够慢，人类可以承受撞击力。

拉森在附近的一艘刚性充气船上观看。当飞船结束倒计时并开始航行时，时间慢了下来。“它只是不停地前进，”他说。“我永远也不会忘记晴朗天空下这奇妙的雷鸣声……在平静、温暖的海面上，我们周围只有蔚蓝。”

飞行开始后约八分钟，太空舱开始降落——“非常平稳”，拉森说。距离此次太空飞行结束仅剩 58 英里，这次太空飞行才算进入亚轨道。

随着 COPSUB 距离其“登月计划”越来越近，私人太空飞行也正在远隔重洋起飞。

只有美国公司曾将游客送入太空。尽管如此，国会仍明确禁止联邦航空管理局 (FAA) 制定保护私人宇航员的规则。根据 2004 年的一项法律，“FAA 不得监管机上人员的安全”，该机构自己的网站称。这种法律禁令，人们认为，可以让商业太空公司获得足够的经验，了解应该存在哪些安全原则——同时防止它们受到检查和官僚主义的束缚。与布鲁格曼合作并共同撰写《载人航天安全》论文的科勒表示，这个想法是，在法规生效之前，公司应该被允许创新、尝试困难的事情，甚至可能失败。

目前，该禁令将于 2023 年 10 月到期，不过之前曾被延长过（第一次延长至 2015 年，随后又延长了 8 年）。在预测即将出台的规则时，科勒和他的合著者提出了 FAA 和世界其他管理机构可以采取的准备方法。他们的报告称，其中最广泛的方法是“建立一个协作框架来制定安全指导和最佳实践”。这可能采取所谓的“太空安全研究所”的形式，这是一个独立组织，为政府和行业提供专业知识和支持，但本身并不制定或执行法规。

没过多久，作者的设想就变成了现实。去年，总部位于加利福尼亚州埃尔塞贡多的航空航天公司成立了一个研究所，旨在“为政府、商业和国际客户提高太空和太空相关活动的安全性”，其网站上写道。但这个新组织面临的重大挑战之一是提出针对私人太空飞行器的建议，而这些建议千差万别。例如，维珍银河希望从双体飞机上发射一艘火箭驱动的宇宙飞船，而蓝色起源则计划发射一枚更大的液化天然气驱动的火箭。相比之下，CopSub 仍然使用老式的乙醇火箭。甚至还有一些气球公司希望未来将人类送往太空边缘。

尽管太空飞行器依赖不同的技术，但它们确实有一个共同点。“从根本上讲，它们共同的因素是人，”科勒说。“犯错的是人。但人们也需要有足够的安全感，当你看到不安全的情况或不安全的环境时，能够直言不讳。”科勒认为，或许保证太空游客安全的最重要方法是创造一种“安全文化”，让工程师和技术人员不怕指出任何看似危险或马虎的事情。

布鲁格曼的研究所还建议进行自愿安全审计，以及在一个集中且可访问的地方收集系统和安全数据，理想情况下，这样公司就可以根据其他人的经验预测和预防事故。（与此同时，公司管理其责任的标准方式是让私人太空飞行器上的乘客签署知情同意书，声明他们知道自己即将要做的事情有风险。乘客还签署索赔豁免书，声明在发生伤害时他们不会起诉公司，在乘客受伤或死亡时他们的家人也不会起诉。）

美国国内外的自主创业者可以向 NASA 等经验丰富的机构寻求更多启发。2014 年，FAA 为私营公司制作了一份文件，详细说明了“载人航天飞行乘员安全建议做法”。该文件没有涉及太多技术细节，因为每个组织的系统都大不相同，而是规定了安全真正含义的高级指导。

例如，航天器不应加速或振动过快或过猛，以免运动伤害到乘员，并且应确保他们“免受严重伤害，并能成功执行安全关键操作”。飞船内对机组人员安全至关重要的每个系统都应证明其能在极端条件下按计划运行。同样，所有坐在乘客座位上的人都应接受评估，以确保他们能承受这些条件。每位机组人员都应穿着加压服和个人空气供应，机舱应配备中止或逃生系统。CopSub 目前只计划提供个人空气供应。

现代宇宙飞船上的技术之所以复杂，部分原因在于它可以诊断问题并引入冗余；这使得飞船可以以多种方式发生故障——而不会导致机组人员死亡。这种复杂性是 NASA 的一项要求，而 CopSub 无法满足，但拉森指出，他们的飞船只需要在 4 分钟的飞行中安全可靠，而不是几天或几周。此外，只有当 210 天的任务中“机组人员损失”的总体概率低于 1/270 时，NASA 才会批准私人太空公司参与其商业机组人员计划。CopSub 未来的Spica可能就是如此，但就目前情况而言，没有人做过这样的计算。

CopSub 目前正在测试其火箭子系统，以确保它们既能独立工作，又能协同工作，但要等到几年后Spica完工后才能获得全部结果。目前，没有外部机构会要求该小组在将人类送上太空之前进行全面测试，或确保该人类通过广泛的医疗和高 G 评估，而专业宇航员通常会这样做。CopSub 表示，在将人绑上火箭之前，它将进行自己的测试，但目前，丹麦政府和欧洲航天局与美国当局一样不干预。

未来可能会有可执行的规则，如果要继续努力，团队必须调整这些规则。由于太空事业往往是国际性的，而且涉及无国界边界，因此没有一个国家——无论是丹麦还是美国——能够孤立地考虑规则。“需要更多的国际协调，”科勒说。它可能类似于《海上人命安全条约》，这是一项在泰坦尼克号灾难后首次制定的协议，旨在规定商船的安全要求，包括最低数量的救生艇。国际空间站是另一个例子，说明互不相让的国家——俄罗斯和美国——如何彼此友好相处。

所有这些关于规则和限制的讨论可能会激怒行业中那些不愿插手火箭事务的人。但布鲁格曼、科勒和斯蒂尔并不想压制任何火箭科学家，即使是业余爱好者。相反，他们希望让私人太空飞行变得安全、可预测，这样它才能蓬勃发展，布鲁格曼说。“我们觉得这就像是‘好篱笆成就好邻居’。”

在 COPSUB，志愿者们对自己迄今为止的安全记录感到自豪：零事故导致人员伤亡。他们声称自己遵守 NASA 处理火箭燃料和发射场安全的规程。他们还指出，他们之所以选择乙醇作为燃料，是因为它比甲烷和碳氢化合物火箭燃料更环保，而且一旦出现问题，乙醇会迅速蒸发。威尔逊和拉森说，当成员们感到有问题时，他们会直言不讳，促进科勒提到的那种安全文化。

但 CopSub 的“轻触式”方法可能对它有利，至少在开发火箭硬件方面是如此。“我认为 NASA 和欧洲航天局都感受到了力求完美的压力，”拉森说。“当某个美国人让连续炸毁东西变得流行起来时，我感到很欣慰。”

他指的是埃隆·马斯克和 SpaceX，这家公司的火箭发射失误频发，火箭倾覆、翻滚、爆炸。尽管发生了这些事故，但 SpaceX 从未发生过对人类造成伤害的发射事故，而且它是唯一一家获得 NASA 安全标准认证的公司。

然而，道德问题并不会止步于发射台。2022 年秋季，SpaceX 一名员工在操作火箭发动机时受重伤，美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 对其处以罚款。杰夫·贝佐斯 (Jeff Bezos) 的太空公司蓝色起源 (Blue Origin) 已成功进行了六次载人航天飞行，没有发生过人员伤亡。尽管如此，2021 年，一群由 21 名现任和前任员工组成的团队写了一封公开信，称恶劣的工作条件和恐吓行为妨碍了公司的安全文化。（SpaceX 没有回应置评请求，蓝色起源拒绝置评。）

因此，为一家满是专业人士的公司工作似乎并不能保证地面或空中的绝对安全。但 CopSub 的组织结构（在一家必须遵守劳动法和投资者要求的企业中是看不到的）可能会使问责变得困难：没有自上而下的官僚机构——没有项目经理，甚至没有库存管理系统——这意味着制衡不会自动存在。问责制与工作本身一样是自愿的。

CopSub 网站坦率地介绍了Spica飞行的风险。“我们一丝不苟地工作，尽可能确保飞行安全，因为我们勇敢，但并不鲁莽，”它说。“但这显然会很危险，所以我们的宇航员必须做好心理准备，坦然面对风险。”

虽然很明显，CopSub 的技术落后于 SpaceX 等现代公司和 NASA 等政府机构几十年，但它的目标却更简单。但成为最好、第一或最快通常不是业余爱好的意义所在；兴趣爱好的意义在于做你喜欢的事情，和你喜欢的人一起做，因为你喜欢这件事和他们，并且因为自己做了这件事而感到有力量。然而，建造火箭飞船和编织毛衣或自制收音机之间的区别在于，毛衣和收音机几乎不会杀死使用它们的人。

当然，奥尔森、拉森、威尔逊和他们的 DIY 伙伴们都是为了生存。他们只是希望，而不是确定，他们能否把人绑进角宿一号的太空舱。不过，乐观情绪占了上风。奥尔森引用了斯堪的纳维亚著名人物长袜子皮皮的一句话。“我以前从未尝试过，”她说，“所以我认为我肯定能做到。”有人能确保这种态度不会让 DIY 太空任务的第一位乘客丧命吗？这还不得而知。

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更正 4/10/23：本文的先前版本称，随着美国禁令可能到期，美国人将能够“立法”保障太空游客的安全，而不是“监管”。PopSci 对此错误深表遗憾。