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火星,2030
美国一直宣称要着手登陆火星,甚至火星宇航服都在设计中了,时间大概在2030年之后。此时,中国的国力和科技实力若是允许,可能也会考虑载人登陆火星,和美国形成竞争。如果不是竞争,那一定是合作伙伴。由于航天花费较大,且未来可能持续和平发展的大主题,航天列强之间合作会是比较划算的选择,也是必然的选择。
中国未来太空计划的独立性相对其他国家将会较强,在2030年前逐步独立实现载人登月。

2013年的太空竞争焦点也许会落在火星上。


在阿波罗登月成功后的1970年代,乐观的美国人相信至迟到1995年人类就会登上火星。以对技术的精准预言著称的阿瑟-克拉克曾预测美苏宇航员会在2010年联合探测木星系统(为保险起见,他把这个预言包装在科幻小说《2010太空漫游》中)。遗憾的是这些伟大的预言都落空了。说遗憾,是由于上述预言涉及的技术在当时并非无法实现,而是预算无法落实。或者说,政治风向变了,没有政府愿意为这些耗资巨亿的大项目买单。

从苏美开始在人造卫星领域展开较量以来,冷战时期的航天活动多少都有些政治色彩。随着意识形态对抗的减弱,航天成就不再是大国博弈的重要筹码。从前,只有超级大国才有能力把人送出100千米高的卡门线(太空的下边界)并安全返回,现在这一禁囿不但被新兴强国窥测,还成为私营企业的淘金乐园。

中国:弥补深空探测劣势

当航天员杨利伟飞上天太空、嫦娥2号迈出深空探测第二步,当美国人的探测器飞出太阳系,当日本的小行星探测器破天荒采样返回地球,当印度、韩国总以中国为太空对手……中国未来的太空计划已经扬帆航行在宇宙中,除了往前加速,没有别的选择。

中国大概会很重视三个领域:巩固载人航天阵地、加强深空探测、积极进行国际太空合作。

中国未来空间站与载人航天器对接的效果图。

中国未来空间站建设示意图。

在未来十年内,中国有可能将第一位女航天员送上太空。

首先,中国载人航天非常成功。此后10年-20年,中国绝不会放弃载人航天,肯定会加大力度。可以清晰知道的是2011年中国就会发射试验性空间站,通过几次发射,掌握对接技术、长期太空居住技术,实现第一位女航天员飞上太空。同时,也可能尝试6座的飞船。

当然,有鉴于美国倡导的国际空间站问题丛生,建设必要性、进度屡受质疑,且美国也坦承自己在国际空间站上犯了战略错误。空间站这种在科幻小说中很好玩的航天器,未必适合人类10年-20年间使用。中国的空间站可能不会建设使用时间超长的永久空间站,毕竟得不偿失。很有可能经过谈判,美国等国最终邀请中国参与国际空间站。

火星是太阳系最适合人类移民的星球。

国外航天专业杂志设想的几种中国空天飞行器方案想象图,有空天飞机方案(左1、2),也有基于长征-5号重型运载火箭的准空天飞机方案(左3、4),图中最右的是作为对比的长征-2F火箭和神舟飞船。


长时间驻留太空难题解决后,中国“嫦娥”探月三期工程估计实施完毕,有可能会根据当时的情况,选择登陆月球。这个时间可能在2025年左右。同时,美国一直宣称要着手登陆火星,甚至火星宇航服都在设计中了,时间大概在2030年之后。此时,中国的国力和科技实力若是允许,可能也会考虑载人登陆火星。可能会和美国形成竞争。如果不是竞争,那一定是合作伙伴。

其实,载人登陆火星指标意义大于实际科学意义。人类肯定在登陆火星前就能取回火星很多地方的样本,美国在这一块已经轻车熟路。

未来10年,中国人一定会开展独立的火星探测。现在中国已经和俄罗斯合作,将研制的“萤火一号”火星探测器,和俄罗斯的“福布斯”号,一起送上火星。随着,中国深空测控技术的日臻完善,火星这颗太阳系中最适合地球人移民的星球,一定会引起中国人的关注。嫦娥1号撞月前,已经有人提出让嫦娥1号飞赴火星的尝试性想法了。

在日本的压力下,除了火星探测,中国肯定也将开展太阳、小行星、彗星其他大行星等天体的探测研究。2006年9月,在中国科协年会空间技术开发与应用分会场上,有专家透露,我国已将目光瞄准更远的深层太空,将发展类似美国“深度撞击”的技术,计划在未来研制小行星撞击器。当时,航天的有关专家告诉媒体,我国也计划探测小行星或彗星,“不过,我们可能不单是撞击,撞击本身意义并不大,我们要做的是撞击或者直接在小行星表面登陆。”这将是技术难度和投入均高于“嫦娥”工程又一项航天工程。

由于航天花费较大,且未来可能持续和平发展的大主题,航天列强之间合作会是比较划算的选择,也是必然的选择。当然,合作必须有基础,谈判必须有筹码。随着改革开放的进一步加强,未来20年,中国可能会积极参与航天领域的国际合作,以延续优势、弥补弱势、减少资金投入。

载人航天:不再以月球为唯一目标

2030年之前的太空探索格局将延续2010年的模式,即国际合作与各国单打独斗并存,国家仍是主导力量。具体而言,投资巨大经济效益不明显的大科学项目将以国际合作为主。战略高技术、涉及有限资源的航天项目仍以各国独立开发为主。以营利为目的的私营企业在二十年内不会成为这个领域的主导力量,它们只是为形形色色太空探测项目提供软硬件设备及服务。

2008年2月,美国天文学家、宇航员和前NASA官员在斯坦福大学举行会议,讨论了修改太空探索远景计划(小布什2004年提出)的可行性。与会者认为,有可能将载人火星探索日程提前。新计划将重点突出载人小行星飞行,有可能先将宇航员送上火卫一和火卫二,以及距地球100万英里的拉格朗日点。

近几年来,无人小天体探测取得了不少进展。在美国“深度撞击”号撞击“坦普尔1号”彗星(2005年7月)四个月后,日本的小行星探测器“隼鸟”号携带的微型探测器“智慧女神”成功登陆小行星“丝川”并取得了岩石样本,2010年6月,携带样本的着陆舱安全返回地球。这是人类的探测器首次往返于地球和月球之外的天体。

未来人类探测火星想象图:火星将成为未来航天探测的重点对象。

美国历来对火星很感兴趣,甚至登陆火星的宇航服也已经在设计中。

新研发的“战神”系列火箭(右1、2、3)是未来美国前往更遥远深空的基础。


火星将会是未来航天探测的重点。2008年初,时任NASA局长的迈克尔·格里芬接受《航空周刊与太空技术》采访时提出了美国和欧洲面临的登月还是登火星的问题。他承认:“美国科学界多倾向于火星而非月球。但对月球的兴趣是出于各种目标的驱动,不仅仅是科学家提出的目标……尽管科学目标确实是整个计划的重要组成部分。”两年后,奥巴马在参观肯尼迪航天中心时发表了美国的太空探索新计划,取消2004年颁布、致力于重返月球的“星座计划”。奥巴马“期待”:到2025年,美国能对太阳系进行深入探索;到2030年代中期,美国具有运送宇航员平安往返火星轨道的能力。

这项计划的实施取决于美国经济复苏的程度,载人往返火星轨道可能要花费上千亿美元。而且,奥巴马政府可以否定四年前小布什政府的“新太空计划”,未来的美国政府同样可以修订这个计划。

目前,中国参与的火星探测与预研活动包括“萤火一号”和“火星-500”长时间生存实验。这两个项目都与俄罗斯合作。遗憾的是苏联/俄罗斯从未成功探测过那颗红色星球。美国的航天器也多次在火星折戟沉沙。无人探测尚且如此,载人登陆火星风险可想而知。除非有重大事件推动,各国不太可能快速载人登陆火星计划。

国际合作是未来太空计划主流

2003年发射升空的斯皮策太空望远镜。


另外,太空望远镜曾经带给了我们更广阔、深邃的视野,但这方面可能不会有激动人心的新变化,但可能有激动人心的发现。詹姆斯-韦伯太空望远镜将于2014年发射,以取代逐渐老化的哈勃太空望远镜。“哈勃”将于2020年退役,并在地面控制下坠落于太平洋。

天文望远镜获得的科学数据除了投资方拥有优先使用权外,最后都将由全人类共享。这些数据中仍有可能蕴藏着潜在的科学发现。这也是不少财力紧张的国家不打算发展太空望远镜的原因之一。

印度月船1一号携带的美国宇航局的Mini-SAR雷达,最近在月球北极发现40多个含有水冰的陨石坑。


而在深空探测领域,国际合作在未来会是主流,合作也往往在友好国家之间进行。例如:日本宇宙航空研究开发机构将与欧洲航天局共同实施水星探测计划,这一计划的目标是在2013年发射水星探测器。

英国与美国的科学家们将于2012年以后联合进行月球探测任务,该任务使用类似火箭的钻探器进入月表,会有3-4个探测器与科学仪器一起发射并钻入月表。

在深空探测领域,国际合作会是主流,合作也往往在友好国家之间进行。例如:日本宇宙航空研究开发机构将与欧洲航天局共同实施水星探测计划,这一计划的目标是在2013年发射水星探测器。

俄罗斯将帮助印度实施“月球航行”2任务。“月球航行”2任务包括一个绕月探测器、一个着陆器和一个月表漫游器。着陆器来自俄罗斯,漫游器将由俄罗斯和印度联合研制,探测器上大多数科学仪器由印度研制。

韩国首颗人造卫星“罗老号”发射失败,曾归咎于俄罗斯的火箭发动机。本着不将鸡蛋放在一个篮子里的原则,韩国教育科学技术部也曾与NASA签署未来航天合作意向书,希望通过在太空探测、载人航天等领域的合作,发展两国利益。未来也会有更多的航天新秀国家产生,加入航天大国的航天计划中。

私人航天:到外太空兜一圈

此前,所有国家的航天计划都是以国家意志推行的,但随着航天技术的普及,越来越多的私营航天机构也慢慢具备了独自开展航天的能力。随着,利益的牵引,他们可能将在未来10年-20年间扮演重要角色。

私营航天机构的“太空船”维珍银河2号已经完成试飞。

XCOR航空宇宙公司设计的“山猫”号太空飞机飞行示意图。

计划在太空建造的第一家旅馆——“银河套房”(Galactic Suite)有望在十年内正式营业。


以维珍银河为代表的太空旅游公司力图让现世更有意义。他们相信总有一天“人一生要去的100个地方”里会包含近地轨道乃至月球。虽然初期20万美元的亚轨道飞行船票价格不菲,但目前仍吸引了成百上千人交纳定金。毕竟比起3000万美元的国际空间站旅行来说,这个要现实得多。如果把在国际空间站逗留一周比作攀登珠穆朗玛峰之旅,那么亚轨道飞行充其量也就是到玉龙雪山玩一趟。二者的差别在于高度和象征意义,但本质都是雪山。

在微重力和人工白昼条件下,疗养、娱乐都将变得与地面有天壤之别。甚至仅仅是为了在漂浮状态下俯瞰蓝色地球和远眺漆黑太空,都会激起消费者的体验欲望。

随着提供太空旅游服务的航天企业增加、市场扩大、成本降低,到2030年,很可能花上1000美元就可以进行亚轨道之旅,花20万美元就能到运行在400千米高的原国际空间站(那时它早已报废坠毁了)轨道上的太空旅馆住上一周。但万一出现安全事故,这个由富人消费支撑起来的行业有可能遭受灭顶之灾。

私人航天的另一个增长点可能属于太空殡葬。人人都渴望“不朽”,无论是声名还是肉体、精神。构成人体的化学元素来自远古的超新星爆发。从这个意义上说,我们来自太空,最后也将回归于太空。太空殡葬提供了这样的可能性,通过小型火箭把客户的骨灰、DNA、个人数据光盘装在“漂流瓶”射入太空。保持轨道高度还要额外收费,没有客户希望花了大价钱后骨灰瓶又在地球重力和稀薄大气阻力的作用下重返大气层。因为轨道资源有限,这项服务将变得越来越昂贵。与地球位置相对不变的拉格朗地点将是最贵的太空墓园。

结语

首先,中国载人航天非常成功。此后10年-20年,中国绝不会放弃载人航天,肯定会加大力度,几年内甚至可能实现第一位女航天员飞上太空。同时,也可能尝试6座的飞船。另外,在日本的压力下,除了火星探测,中国肯定也将开展太阳、小行星、彗星其他大行星等天体的探测研究。

而美国一直宣称要着手登陆火星,甚至火星宇航服都在设计中了,时间大概在2030年之后。此时,中国的国力和科技实力若是允许,可能也会考虑载人登陆火星,和美国形成竞争。如果不是竞争,那一定是合作伙伴。由于航天花费较大,且未来可能持续和平发展的大主题,航天列强之间合作会是比较划算的选择,也是必然的选择。

预计发展速度:★★★★ (文/赵洋)

 
 

第一期 大推力火箭之梦

虽然中国的运载火箭虽然可靠性比较高,发射纪录良好,但从运载能力来看仍与欧美火箭强国存在相当差距。

第二期 低纬发射,始于文昌

2013年海南文昌发射基地建成后,中国将拥有极具竞争力的低纬度发射优势,并有望藉此在发射场地这一领域上超越俄罗斯。

第三期 探月谱上的排名

目前中、日、印等国的探月水平基本处于同一起跑线。这使得国家意志在“谁率先载人登月”上将起到决定作用。

第四期 深空探测“未完成”

当中国开始探月时,美国的“旅行者”1号已经接近到达太阳系的边缘。比月球更遥远的深空探测,中国仍一片空白。

第五期 神舟接班航天飞机?

当美国航天飞机退役后,中国的神舟飞船可能成为俄罗斯“联盟”号与“进步”号飞船执行飞往国际空间站任务的候补力量。

第六期 宇航员培训学苏俄

中国曾经派出航天员到俄罗斯进行学习,并租用俄罗斯的设备进行失重实验,这些航天员后来成为了中国航天员的教员。

第七期 构筑“天宫”

中国即将成为世界上第三个独立发射组装空间站的国家。但“天宫一号”从结构上仅与上世纪70年代苏联的礼炮号类似。

第八期:中国航天体制仍处转型期

中国航天由于长期受苏联模式和计划经济影响,体制上仍然处于转型期,种种航天机构呈现相当分散的局面,且对民众过于封闭。

第九期:航天民用,有名无实?

在中国人能享受到的航天科技成果中,绝大部分是国外的成就。市场上很多号称源自航天的商品,大多只是商家的自我包装。

第十期:火星,2030

美国人在2030年之后有望登陆火星。到时,中国的国力和科技实力若是允许,可能也会和美国形成竞争。如果不是竞争,那一定是合作伙伴。