壮志凌云  ---亚轨道商业飞行器大奖

           

  

    “哥伦比亚”号航天飞机的失事令世界伤心不已,但却丝毫没有影响美国航天爱好者的大胆计划———用私人设计的飞行器实现太空飞行的梦想。4月19日,一架被称为“宇宙飞船一号”的私人“火箭飞机”在美国加利福尼亚州莫哈韦机场闪亮登场,并做了一次大气层内的“普通”飞行。如果挂上小型太空船并在空中发射成功,这架飞机的主人就有可能获得美国为奖励第一次私人航天飞行而设立的总额达1000万美元的“X奖金”。

  鲁坦和他的梦想

  “宇宙飞船一号”能够承载3人,到达62.5英里外的高空。这架身材修长的飞机的材料为石墨和环氧树脂,有一对短翼和一对垂直尾翼。真正的太空飞行要等到为其下腹部安装了太空船后才能完成。根据飞机设计者的方案,整个发射和着陆的过程为30分钟。这种飞行将是亚轨道的,就是指太空船飞行高度已经进入太空,但速度不够快,不能进入绕地球轨道的飞行状态。

  “宇宙飞船一号”的设计者是著名的航天器设计家伯特·鲁坦。今年59岁的鲁坦早已赫赫有名。1986年,他驾驶“航行者号”飞机完成了世界上第一次不间断、不加油的环球飞行。但他对此并不满足,又造起了“火箭飞机”,争当第一个私人航天者。

  这项私人航天计划已经秘密进行了两年。鲁坦的公司独立完成了飞机的设计,他没有透露研发费用,只是说得到了一位朋友的资助,他也没有确定首次飞行的日期。如果飞行成功,鲁坦将可能获得1000万美元的“X奖金”。在被问到为什么对太空飞行情有独钟时,鲁坦说:“我希望飞得高是因为那儿能看到好风景,而另一个目的是用一种更便宜的方式让普通人能够遨游太空,我希望宇宙飞行在10年内变得像坐飞机一样平常。比起私人航天的成就感,有没有奖金并不重要。”

  参加此次揭幕仪式的都是航天航空界的名流人物,如“阿波罗11号”的宇航员、第二个登上月球的巴兹·奥尔德林,曾花钱坐俄罗斯火箭到国际空间站一游的大富豪丹尼斯·蒂托,著名飞行家查尔斯·林德伯格的孙子埃里克·林德伯格等。

  奥尔德林说,他对这一设计感到惊叹。不过,由于这架私人航天飞机的安全性能有待检验,蒂托和奥尔德林都没有乘这架航天飞机上太空的计划。

  1000万美元奖金的由来

  要赢得1000万美元“X奖金”,参赛者必须用自己的运载工具将3名乘客送到太空———高于62英里的高度,然后安全返回。根据竞赛规则,获胜者必须在两周内重复一次同样的旅行,并不得接受政府资助。

  “X奖金”是由美国圣路易斯市的商人彼得·迪亚曼蒂斯设定的,该奖项从1998年4月30日就已生效。说起“X奖金”的由来,就不能不说激发了跨大西洋飞行的“奥尔特加奖”。

  1927年6月20日美国人林德伯格自纽约起飞,经过33小时的持续飞行到达巴黎,整个世界为之疯狂。在此之前,有一个为鼓励从纽约飞往巴黎而设的“奥尔特加奖”。像今天的鲁坦一样,林德伯格也不是冲着2.5万美元奖金去的,他是为了满足自己的冒险精神。

  1995年,迪亚曼蒂斯从林德伯格所著的《圣路易斯精神》中获得灵感,“这正是推进太空旅行所需要的东西!我们需要一个鼓励太空飞行的奖项”。当时,经历了冷战结束后的经费削减,美国航空航天局已经陷入资金短缺,但太空旅行费用却日见增长———将任何一磅物质送至地球轨道的费用至少为1万美元。迪亚曼蒂斯坚信,利用私人企业进行运作,可以有效地降低成本。他集合一帮朋友建立了“新圣路易斯精神”组织,即“X奖金”的评审与研究机构。他仅筹集了约2.5万美元的经费,其余的大宗贷款则来自一些投资与科研机构,如第一美国银行和科学博物馆。

“X-奖金”的竞赛规则很简单:

  1.航天器必须由私人资助、私人建造,也就是说,政府不能出于发展太空旅游以盈利的考虑参与竞争。

  2.航天器应能达到100千米的高度,因为这超过了美国空军认为的50千米以上飞行就算作“航天”的标准,而且还没有高到需要使用防热罩重返大气层的地步。

  3.航天器一次可运载三人,以确保它有实现商业飞行的能力。

  4.同一架航天器应能在两周内两次进入太空,这意味着每次飞行的成本只比燃料的成本多一点。这样,飞行的价格才能为大众所接受。

 

  竞争相当激烈

  重赏之下,必有勇夫。目前,来自5个国家的20多个小组在竞争“X奖金”,其中一位名叫布莱恩·芬尼的参赛者曾计划在一年内完成这个“简单任务”:乘坐一艘尺寸接近丰田汽车大小的火箭飞船,借助一只氦气气球升至8万英尺的高空,然后点燃火箭推进器,到达75英里以外的远地点,再返回地球,两周以后再如法炮制一次。但目前还没有更多下文。

  载人太空飞行对材料、安全性能的要求之高,毕竟不是一般私人公司的力量所能达到的。参加此项角逐的20余支民间队伍的成员多是一些曾经在商业或政府航天机构工作过的人士,他们与迪亚曼蒂斯有同样的梦想,通过此次实验将揭开人类航天事业的新纪元———让普通人能够享受低价、普及的商业太空旅行。

 鲁坦的方案
  Scaled Composites公司总裁贝特·鲁塔宣布了一项利用独特的飞行器进行亚轨道商业飞行的计划,计划已实施2年多时间,但是到目前为止有关这项计划的信息都严格保密。在计划成功的情况下,Scaled Composites公司会考虑一笔数量为1000万美元的奖金,在X-Project计划范围内,这笔奖金可由第一架商业太空飞行器研制者获得。

图2
  由鲁塔总裁负责研制的亚轨道飞行器由航天座舱SpaceShipOne(SS1,见图1)和运载飞机White Knight(见图2)组成,因此,有人驾驶飞行器运送到亚轨道高度的方案与原先的美国X-15方案相类似。X-15实验型高空飞机是预先利用B-52轰炸机升空,在达到所需高度之后X-15脱离B-52,并启动自身的火箭发动机。该方案也被利用在Scaled Composites公司研制的飞行器中,最初White Knight飞机将SpaceShipOne航天座舱上升到15千米高度,然后航天座舱被抛射出去,并同时启动自身的火箭发动机,研制者的目标是上升至100千米高度,SpaceShipOne航天座舱可以乘坐3人。研制者证实,在上升时最大超重不超过6g(g指重力加速度)——这样大的加速度可以保持大多数人的健康。在飞行中将不必穿戴任何宇航服,因为航天座舱外壳是密封的,外壳用碳塑料和环氧树脂材料制成,能十分可靠地确保机组人员的安全。

  SpaceShipOne航天座舱和White Knight飞机具有非常新颖的结构(见图3),大量圆形玻璃窗旨在使飞行器结构负载、质量和价格降至最低限度,而机翼两端的折弯能确保下降时的稳定性。White Knight飞机新颖的双机身方案旨在确保运送亚轨道航天座舱至发射高度的最大效能。Scaled Composites公司进行的初步飞行试验(见图4)证实了选择这一结构方案的正确性,固定在White Knight飞机上的SpaceShipOne航天座舱可以从图3中清楚地看到。
图3

图4
  将来,贝特·鲁塔希望自己的飞行器能获准亚轨道商业飞行,这样的飞行价格目前确实不清楚,但是贝特·鲁塔宣称,亚轨道飞行的价格将可与飞向“联盟号”宇宙飞船的价格相比拟。值得一提的是,SpaceShipOne航天座舱并非贝特·鲁塔的第一项发明,早在1986年他就设计出Voyager飞机,Dick Rutan,和Jeana Yeager驾驶Voyager飞机完成世界上第一次不着陆不空中加油的环球飞行。

        

     座舱视角

领跑者“猎星人”

 

史蒂夫-班尼特的“猎星人”公司现在是私人载人航天计划的领跑者。班尼特乐观地预测,21世纪雷鸟火箭与成人大小比较初全球太空旅游业的产值将达100亿美元。在此之前,他已经成功地主持发射了11枚火箭。

  这次“新星”火箭试验飞行的目的是验证活动发射塔、“新星”机身、用降落伞回收太空舱、保障系统、箭上计算机/自动测量和GPS系统的可靠性。“新星”火箭的推进系统是针对试验飞行的要求而设计的。可供未来载人飞行使用的推进系统正在开发之中。估计仍将是固体火箭发动机。

  “猎星人”公司的下一个目标是发射更大的、能进行载人飞行的“雷鸟”火箭。届时“雷鸟”火箭的顶部将安置一个能容纳五个乘员的驾驶舱,其尺寸将达到美苏第一代载人飞船的规模,但技术要先进得多。预计“雷鸟”火箭的首次载人飞行可以在2003年进行。

 

其它方案
加拿大利用气球起飞,降落伞回收

 

阿根廷的方案

最传统的方案