美国未来50年内征服宇宙之路

伤我心太深

在未来50年，人类在征服宇宙的道路上将取得多大成就？美国国家宇宙委员会（USNCC）对此进行了大胆而又科学的预测，并向政府提交了一份题为《2010～2060年开拓宇宙新边疆》的报告。在这份200余页的书中，写下了人类面向未来50年开拓宇宙的雄伟理想。

　　2020年开通宇宙公路

　　什么是宇宙公路？即以地球为出发点，把公路延伸到太空。宇宙公路是除了太空梯之外通往宇宙既安全又便宜的另一运输手段。迄今为止，这些公路的出入口仅限于美国的卡纳维拉尔角和前苏联的拜科努尔等几个地点，而且费用高得惊人。如果人类想要更好地控制太空，就必须开发更便宜的并且从任何地方都能起飞的运输手段。

　　USNCC报告书预测，在2020年，Zeus航空航天飞机能从普通机场起飞，它可采用改变动作的方式飞行，即：从起飞到速度达到4马赫这一阶段时，采用吸收外部气体并压缩之的滑轮喷气引擎；在高空速度从4马赫增加到12马赫期间，采用压缩外部气体速度能的超音速燃烧冲压喷气引擎；冲出大气层后采用火箭引擎。这样在不同的速度和高度时分别采用了最佳的动作方式，就能达到节省能源和费用的效果。

　　这种Zeus航空航天飞机是未来专门运送旅客的。为了能把货物运往太空还要开发两级火箭式货物运输机。货物运输机采用无人驾驶的自动方式，其第二级轨道器还可以作为客机使用。火箭式客机在效果和费用方面都比不上航空航天飞机，但实现它的技术困难要少得多，因此，USNCC也把它作为一种方案提出来。

　　2025年运行宇宙驿站
　　根据USNCC报告书的设定，在启用太空梯与宇宙公路之后，人们还会在通往宇宙的路途中建立一些宇宙驿站。第一个停车驿站是地球太空港，人类可以乘Zeus航空航天飞机在这里降落后换乘宇宙联络船。太空港不但是联络船的停留地，也是推进剂的补给地。地球太空港真正开始活动恐怕要到2025年以后。

　　一旦宇宙驿站建成应用，那么太空港会向两个方向伸出长长的索道，这就会出现一种非常有趣的现象：由于潮汐力的作用，轨道上运行的细长物体会产生向两端托的力，因此，从向下（即向着地球的方向）一端放出物体，就会落向地球：从向上一端放出物体，就会上升。如果从下索道发射航空航天飞机，从上索道发射联络船，那么两者不使用能量，也可以转移到人们期望的轨道上。

　　
    2030年在月球上建工厂
　　报告书的预测，为了在2025年重返月球，将在环绕月球的轨道上建立月球太空港，从地球太空港出发的联络船2～3天后即可到达月球太空港（人们在那里可以换乘月球登陆船）。联络船有客运和货运两种，以液氢和液氧为推进剂，如果装上脚还可成为登月船。为解决联络船从月球到地球的减速问题，可利用空气阻力达到减速。因此，在联络船的底部可以装上陶瓷制的像大器皿那样的空气制动器。

　　建设月面据点所需要的物资和人类生活所必须的氧气、水、食品等，可逐渐利用月面取得的资源。月面基地具备自给自足的条件后，人们可以在上面建设工厂，并将其发展为殖民区。预计月面实验工厂的建设将于2026～2027年开始，月面工厂的建设将于2030年开始。根据USNCC报告书的设想，随着大规模月面工厂的建设，在地、月系统的太空开发中也要用到月球资源：把在月面制造的产品送往太空固然好，但把月岩原封不动地送到太空去制作产品也许更有用。因为月岩主要由硅酸盐组成，处理月岩就可以取得人类呼吸和火箭推进剂必不可少的氧气。月岩也含有铁、镍、镁、钛等金属资源。

　　在月球上建地下宾馆
　　如果月球太空港建成，不仅是宇航员，科学家与许多技能工人也将陆续登月。与此同时还会建造月球宾馆。在月球上建造宾馆最为理想的位置应是那些昼夜温差小、生活环境稳定的地方。同时，考虑到距月球地表深93厘米以下的地方受太阳温度变化影响小，因此，月球宾馆的初步设想是，利用月球的熔岩隧道建在地下的月球宾馆，将建立一个维持生命的环境调节系统，使空气保持在与地球相同的一个大气压，室温控制在18℃～24℃之间。第一座月球宾馆将设有200间客房和供客人用餐的餐厅、休息室等，宾馆的墙面设有能看到宾馆周围和宇宙景色的银幕。每个客房都设有浴室、厕所、电视和电视电话并配有健身设施。在重力和加速度只有地球1/6的月球上，乒乓球和网球必须加重质量，同时还应在乒乓台周围和网球场上铺满有吸附力的地毯，人们的鞋底也要装有吸附器用来增加引力。另外，在封闭式月球农场里还可栽培小麦、水稻、土豆、番茄等。由于那里的空气中含有相当于大气中8倍浓度的二氧化碳，使得植物生长周期缩短一半并又能获得3.8倍的收获量。当然，月球牧场还将饲养那些已经适应了月球环境的动物，如微型猪、微型鸡、罗非鱼、蜗牛等。届时，人类的登月旅行将不再是梦想。

　　2040年建立火星据点
　　USNCC报告书中的第三要点就是：把火星作为月球之后的开拓目标。尽管火星的环境比月球更容易亲近（火星有相当于地球1%的大气，同时也存在水；自转周期是24小时37允也有四季的变化，表面重力是地球的38%）。但相比月球基地，火星基地距离地球要远得多，因而在火星开拓的初期就要自给自足。还有为预防在火星上发生紧急事态（救援队从地球赶到火星需要一年以上的时间）就必须同时建立两个火星基地，以便互相支援帮助。这样看来，火星基地不仅要在火星表面建立，而且在其卫星福波斯和德莫斯上也要建立。这两颗火卫和小行星一样，可能也含有很多有用的物资。另外，人们还可以在火星卫星的轨道上建设作为火星门户的太空港。根据USNCC报告书的预测，火星基地雏形将于2030～2040年间建成，而真正的火星基地建设，恐怕要到2050年代初。

　　2050年建成宇宙巡回航母
　　随着航空技术的发展，人们在50年后到月球去旅行，也许会像现在乘飞机到国外旅行一样容易。但要飞往火星却绝非易事，因为旅途就要5～7个月以上的时间。为此，开发宇宙巡回航母成为USNCC报告的第四要点。宇宙巡回航母是跨越地球和火星的轨道、环绕太阳旋转的宇宙船。根据以往的概念，火星宇宙飞船首先在地球附近加速后转移到环绕太阳的轨道，到达火星附近减速并转移到环绕火星的轨道。但这样每一单程都要加速和减速，非常浪费能量。而宇宙巡回航母就避免了这样频繁的加速或减速的问题（它只在地球和火星之间行驶）。

　　乘坐宇宙巡回航母的旅行需要几个月的时间，因此，船内的设施必须很齐全。船内要建立人造生态系统、再生氧气和水，并栽培植物、粮食的一部分用以自给自足。而且，宇宙巡回航母必须保证能自给自足航行几年，因为万一接近火星时移乘和补给失败，那么到下一次接近期间的漫长时间都要单独航行。