14 年前,理查德·布兰森创办了自己的太空飞行公司维珍银河。在这期间,该公司经历了几次高潮,也经历了几次惨淡的低谷,但从未真正进入过太空。 直到现在。周四上午,维珍银河的载人太空飞机“太空船二号”及其两名飞行员成功以 2.9 马赫的速度飞到莫哈韦沙漠上空 51.4 英里的高度——根据美国军方和 NASA 使用的定义,这个高度刚好足以跨越大气层门槛进入太空(尽管仍低于 62 英里的卡门线,国际和科学界都用它来定义地球大气层与大气层之间的边界)。周四之前,“太空船二号”的飞行高度只有 32 英里左右。 太空船二号是维珍银河自成立以来首创的两部分发射系统的一部分。白色骑士二号将太空船二号送入高空,后者与白色骑士二号分离,经过巨大的推进器燃烧,短暂进入亚轨道空间。 对于一家在 2014 年遭遇毁灭性挫折的公司来说,这是一个了不起的壮举,当时其 VSS Enterprise 太空飞机在飞行过程中发生灾难性故障,导致一名副驾驶死亡。 周四的成功意味着该公司比以往任何时候都更接近实现将游客送入太空的目标,但其影响不仅限于娱乐。维珍银河与当今许多其他私人航天公司一样,可以在扩大科学技术研究和为一系列学科的科学家开辟新的、具有成本效益的实验机会方面发挥关键作用。 “我们通常用‘太空旅游’这个标签来谈论游客,”普渡大学航空工程师史蒂文·科利科特说。“但这些亚轨道供应商也提供亚轨道研究实验室。地球上没有零重力室。我们不能只按一下墙上的开关就能创造失重状态。” 但进入亚轨道或轨道空间的航天器本质上是一个零重力室。“任何能够补充这一点的公司,比如蓝色起源或维珍银河等商业太空公司,都是一笔好买卖。这是一个绝佳的新机会,而且价格还不错。” 科利科特在之前的蓝色起源任务中已经搭载过四次有效载荷,他指出,空间站仍然是终极的超凡实验室——但大多数研究人员在完成实验需要数周或数月的时间里都没有机会将实验送上空间站。“并不是说 [维珍银河飞行] 是已经存在的事物的更好版本,”他说。“但以合理的价格体验三分钟的失重状态是无价的。有这样的行业来补充空间站的时间真是太棒了。” 可以利用此类系统的学科范围非常广泛。科利科特自己的研究领域是流体动力学,旨在了解失重如何在宏观和微观尺度上改变液体和气体的物理性质。在航天领域,这些变化最终变得极其重要——例如,确保在太空中疾驰的车辆或火箭内安全储存和使用推进剂。 但生物学家和生理学家也可以通过将生命系统暴露在类似太空的环境中并观察它们的反应来学到很多东西。当我们开始将植物、动物和其他生物系统运送到外太空以支持人类在月球、火星和更远的地方居住时,这将非常有用。失重状态下的急救医学是另一回事,了解如何执行我们在地球上永远不必考虑的事情至关重要,比如在手术过程中将血液与空气分离或进行抽吸。 其他研究天体形成方式的物理学家可以从微重力实验中收获很多信息,观察细小的岩石和尘埃如何碰撞、粘在一起或在失重状态下分裂。 最后,大气和气候科学家对中层及更远的大气层情况几乎没有直接数据。太空船二号和其他商业航天器是直接与大气层这些部分相互作用的少数物体之一,为这些科学家提供了非常宝贵的机会来实际研究那里发生的事情。 这些飞行只能在太空停留几分钟,但科学家们足够聪明,能够充分利用它们。“显然,很多事情你无法在三分钟内完成,但也有很多事情你可以做。它们真的可以帮助填补科学空白,”科利科特说。事实上,周四的飞行携带了 NASA 的四个实验有效载荷,其中一个专注于研究小行星物质在微重力下的碰撞,这将有助于绘制低表面重力物体上尘埃的行为。这是一个快速的实验,但它可以提供一些数据,帮助我们弄清楚如何将机器人和航天器降落在小行星和小卫星上。 这些机会变得越来越便宜,这也无伤大雅。蓝色起源和 SpaceX 推出的可重复使用火箭和航天飞机架构已经降低了进入太空的成本,而且这种趋势应该会持续下去。随着竞争对手争夺客户,维珍银河的可重复使用航天飞机系统只会进一步压低这些价格。确切的成本很难确定,但 Collicott 估计,与将有效载荷放在老式火箭上的几百万美元价格相比,将有效载荷放在维珍银河的飞行器上要低得多。而且这些飞行可以在短时间内完成,这对试图进行多次试验的科学家来说是个好消息。 而且由于像这样的亚轨道飞行更加平稳(因为它们不需要达到更高高度所需的重力),研究人员不必花费额外的资金来加固有效载荷以应对颠簸的旅程——他们可以使用更多现成的设备。 科利科特认为,太空旅游的兴起对科学界最令人兴奋的作用可能就是为年轻学生提供机会。例如,根据他的经验,蓝色起源让 K-12 学生能够以大约 8,000 美元的价格将实验有效载荷送入亚轨道空间,这相当于新足球队制服价格的一半。“这对孩子们来说真的很棒,”他说。“我认为这具有革命性的潜力。” 如果维珍银河能够延续其最新的成功,并明确证明它可以安全地往返太空(是的,这意味着跨越卡明线!),它可能会成为推动全球科技发展的强大力量。我们所有人都买不起太空票,但他们相对便宜的火箭之旅最终仍可以帮助改善我们的生活。 |
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