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太空旅游

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太空旅游是什么

太空是指地球大气层以外的宇宙空间,太空的范围目前还没有明确定义,根据空间论,以人造卫星离地面的最低高度(105~110公里)为外层空间的最低界限。太空旅游是指出于娱乐目的进入太空的活动,也被叫做公民空间探索、个人太空飞行或商业载人航天,其涵盖了亚轨道、轨道甚至地球轨道以外的空间飞行。另外,也有人认为太空旅游还包括为商业目的进行的假想的未来航天飞行。去太空是人类的长期梦想,随着载人航天能力不断成熟、在太空环境下人类生存保障能力不断提高及新的消费需求不断出现等条件,太空旅游逐渐成为现实。

太空旅游公司

2001年4月,美国的Dennis Tito付费2000万美金,通过搭乘联盟号飞船进入国际空间站(ISS),他成为实现私人付费进行太空旅游的第一人。自Dennis Tito之后,还有7位富商到访ISS。Charles Simonyi于2007年、2009年两次进入ISS。然而在现阶段,太空旅游由于其高昂的费用成本所形成的价格壁垒,限制了它在民众端的进一步推广。商业太空旅游公司一般采用B2B2C或G2B2C的商业模式。太空旅游公司协调上游火箭发射公司舱位及国际空间站等资源和下游客户需求,并完成对客户的前期培训来实现盈利。以下是主要的太空旅游公司

(1)维珍银河(Virgin Galactic)

维珍银河(Virgin Galactic)创始人理查德·布兰森(Richard Branson)在纽约证券交易所敲响了维珍银河控股(Virgin Galactic Holdings)的交易钟。它是全球第一家公开上市的人类太空商业飞行公司,是“太空旅游第一股”,维珍银河已经在2018年12月完成了第一次飞往太空边缘的航行试飞,2019年2月第二次承载了该公司第一位非职业宇航员的乘客,2021年7月11日,维珍银河公司的维珍银河团结号(VSS Unity)完成了第四次太空飞行,也是首次载人航天飞行。乘员包括两名机组人员、维珍银河公司董事长理查德·布兰森以及3位公司员工。

(2)Space Adventures公司

Space Adventures公司成立于1998年,是目前唯一可以提供私人宇航员飞往太空并实现太空生活的商业航天公司。截至2019年,已经向7个客户提供8次私人航天服务。

其中,Virgin Galactic和Space Adventures两家公司均有太空旅游计划。 未来可重复使用火箭技术的成熟使得太空旅游成本降低、太空直播与VR虚拟技术的融合完成对消费市场的不断教育及具备航天能力的国家增多等有利条件,令太空旅游具备更为广阔的市场前景。然而由于现阶段在太空旅游前,航天机构需要对乘客进行大量培训,乘客还可能需要在空间站内协助宇航员完成日常空间工作,这降低了太空旅游本身应具备的娱乐属性。

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(3)太空探险公司

由埃里克·安德森于1998年创立的太空探险公司(Space Adventures Inc)是世界上第一家专门从事太空旅行服务的美国公司。该公司自2001年开始与俄罗斯国家航天集团公司(Roscosmos)合作提供地球轨道太空旅游服务。

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(4)公理空间公司(Axiom Space Inc)

公理空间公司(Axiom Space Inc)于2016年成立,旨在运营世界上第一个商业空间站,公司领导团队主要由美国国家航空航天局(NASA)的前员工担任。该公司通过购买太空探索公司(SpaceX)的乘员运输服务提供地球轨道旅游项目。2020年3月,公理空间公司宣布与SpaceX公司签署了一项合同,根据该合同,将使用SpaceX公司的载人龙飞船将一名指挥官和三名游客送往国际空间站,即Ax-1项目。2021年6月3日,公理空间公司宣布与SpaceX公司签署了另外3个私人乘员发射协议,将其通过SpaceX公司发射的太空任务总数增加到4个

(5)蓝色起源公司

2000年,杰夫·贝佐斯创立了蓝色起源公司(Blue Origin),旨在通过可重复使用的运载火箭使进入太空成本更低、更可靠。该公司通过开发可重复使用的新谢泼德号(New Shepard)亚轨道火箭系统为客户提供亚轨道太空旅游服务。2021年7月20日,蓝色起源公司完成了新谢泼德号的首次载人飞行,四名乘客包括蓝色起源公司创始人杰夫·贝佐斯、他的弟弟马克·贝佐斯、82岁的沃利·芬克以及18岁的奥利弗·戴门。其中,沃利·芬克作为贝佐斯邀请的嘉宾参加,奥利弗·戴门则是新谢泼德号上的第一个付费客户。此次飞行全程10分钟,高度超过100km[1]

太空旅游分类

众所周知,当飞行器的速度达到第一宇宙速度即 7.9km/s以后,飞行器就可以绕地球做匀速运动,这也是所谓的入轨。飞行器进一步达到第二宇宙速度即11.2km/s之后,就可以克服地心引力飞向太阳系的其他行星。由此,可以把太空旅游分成三大类:第一类是不入轨的亚轨道太空旅游;第二类是入轨的到达第一宇宙速度的地球轨道上的太空旅游;第三类是接近第二宇宙速度或超过第二宇宙速度的太空旅游,如到达月球轨道、月球、火星等的深空旅游。

无论是维珍银河公司还是蓝色起源公司,目前实现的太空旅游都是亚轨道太空旅游,即第一类太空旅游,飞行器分别达到86km和100km的高空,能出现4min的失重环境,并能让乘客在太空俯瞰地球的美景

第二类就是飞行器达到第一宇宙速度,可以在地球轨道上短期驻留的太空旅游,包括在航天飞行器上和到空间站上的太空旅游。2001年4月28日,SpaceX公司用俄罗斯的“联盟”飞船将美国商人丹尼斯·蒂托送入“国际空间站”,这类活动先后进行过8次,共7人参与。随着“国际空间站”航天员数量的增加,俄罗斯在2010年暂停了这个项目。2019年,SpaceX公司与俄罗斯签署了将在2021年把2名乘客送往“国际空间站”的合同。2021年5月,2名乘客的信息公布,分别为日本亿万富豪、最大时尚在线网站Zozotown的创始人前浞友作(Yusaku Maezawa)和他的助理平野洋三。2021年6月15日,前浞友作开始在俄罗斯加加林航天员培训中心接受培训。

至于第三类的深空旅游,首先进行的可能是SpaceX公司提出的在2023年用新建的“星舰”将前浞友作等人送到绕月轨道旅游[2]

太空旅游的方式

目前,太空旅游主要有4种方式:飞机的抛物线飞行、接近太空的高空飞行、亚轨道飞行和轨道飞行。

(1)抛物线飞行并不是真正意义上的太空旅游,只是让游客体验几次太空失重的感觉。用失重飞机进行抛物线飞行,每飞一个抛物线游客可以体验半分钟左右的失重。职业航天员在训练时也常采用这种方法体验失重。太空游客如果乘俄罗斯的伊尔-76失重飞机体验地面难以模拟的失重,费用是5000美元,但不包括到俄罗斯的往返机票的费用。

(2)接近太空的高空飞行也不是真正意义上的太空旅游,它是让游客体验一种极高空的感觉。当游客乘飞机飞到18千米左右的高空时,乘客就可以看到下方地球的曲线和上方黑暗的天空,体会到一种无边无际的空旷感觉。目前,能用来完成这种高空飞行任务的飞机有俄罗斯高米格-25、31战斗机,它们能飞到24千米左右的高度。这种旅游每次飞行的票价约1万美元,包括在莫斯科停留两天的费用。

(3)所谓亚轨道飞行是指飞行器进入距离地面大约100千米左右的太空,但不是围绕地球轨道飞行一圈以上的飞行。如果飞行器在距离地面100千米以上的地球轨道飞行一圈以上就叫轨道飞行了。亚轨道太空旅游就是用亚轨道飞行器把游客送到100千米高的太空边缘后马上返回地面,即游客乘坐飞船做近似于直上直下的飞行。采用这种飞行方式,可使游客既能感受几分钟的失重,也可目视长达数千公里的地球弧线表面,欣赏美丽的地球,而且费用比轨道飞行便宜得多,1次飞行约花20~25万美元。

(4)游客进行轨道飞行是真正意义上的太空旅游。实现轨道飞行的太空旅游工具目前主要是“国际空间站”,而目前可供游客到达“国际空间站”的天地往返运输器主要有俄罗斯的“联盟”系列飞船和美国的“载人龙”飞船。轨道飞行可以使太空游客尽情享受失重和俯瞰地球等一些新奇体验,因为太空游客至少能在宽敞的“国际空间站”生活一个星期[3]

太空旅游价格

2021年将乘客送到“国际空间站”的价格是5500万美元/人,即使把这个价格降低10倍,普通人也承担不起。由此看来,亚轨道旅游可能更容易被普通人接受,目前这种旅游的报价是20万~25万美元/人。运载系统实现批量生产和航班化运行以后,在多个公司的参与竞争下,旅游的价格会进一步下降,如果能够降到10万~20万人民币/人,普通人就可以接受了。相对来说,维珍银河公司的运载系统更接近目前的民航系统,蓝色起源公司的飞行全程都是自主飞行,飞行时间只有10min。

参考资料

[1] 太空与网络.国外提供太空旅游服务的公司及其项目概述

[2] 黄志澄. 太空旅游:太空经济新引擎[J]. 中国航天,2021(9):15-21.

[3] 庞之浩.太空旅游:怎么去,飞多高,玩什么

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