未来运输方式：空天飞机与月球磁力加速器

1.太空飞机SKylon

英国航天公司Reaction Engines利用一款革命性喷气火箭发动机新技术，研制太空飞机Skylon，使它可在现行飞机跑道上升降，更可运载逾12t货物到地球轨道，预料10年内投入使用。欧洲太空总署证实已向该公司注资90万英镑（约998万港元），Sabre喷气火箭发动机由英国布里斯托尔大学工程师研发，是一种独一无二的混合发动机，能让太空飞机在大气层内如现时的飞机一样喷气，进入太空后又可转换成火箭推动。当发动机进入喷气模式时，空气会受到冷却和压缩，然后随氢燃料一并用作驱动发动机；当进入火箭模式时，氢气会与液态氧一并燃烧。

2.空天飞机

空天飞机就是既能航空又能航天的新型飞行器。它能像飞机一样起飞，以高超音速在大气层内飞行，在30～100km高空的飞行速度为12～25倍音速，并直接加速进入地球轨道，成为航天器，返回大气层后，像飞机一样在机场着陆。在此之前，航空和航天是两个不同的技术领域，由飞机和航天飞行器分别在大气层内、外活动，航空运输系统是重复使用的，航天运载系统一般是不能重复使用的。而空天飞机能够达到完全重复使用和大幅度降低航天运输费用的目的。

3.太空电梯

太空电梯就是连接地球表面和36000km高空的电梯。建造太空电梯显然将是人类最大的工程项目，需要数万公里长的缆绳，还需要强大的支撑物来将它的底部固定在地球上。由于必须保证太空电梯本身的刚性，不能让它随着地球的转动被拉得到处乱绕圈子，甚至因为拉扯而损坏，它的重心必须位于地球同步轨道上（距地面35800km左右），以使它与地面上的对应点随时保持相同的角速度，而这个对应点，当然也只能在赤道上，至于经度是否也必须正对，倒不见得，只要太空电梯的设计制造者能够容忍它斜着向高空伸展出去。缆绳材料很重要，科学家们准备用一种新型纳米材料。图14-10为太空电梯。

图14-10 太空电梯

目前，空天飞机和太空电梯技术还不成熟，但是几十年后，人们会实现梦想。

4.太阳帆船(www.xing528.com)

美国、日本和法国的一些科学家，受帆船的启迪，设计了一种太阳帆船作为火星货运飞行器。所不同的是，它并非凭借地面上的风力，而是太空中的太阳风。太阳风就是太阳光辐射，是光子流，是电磁波。因为太阳风也是一种物质流动，一阵风似的向地球直“吹”过来，所以人们形象地称它为太阳风。太阳帆船就是靠光子在帆的发光表面反弹产生的力推动的。在地球表面，这种推力作用很小，但在太空中，在一个巨型面积的帆上便能产生足够的前进推力。太阳帆船在恒定的光压下，不断地得到匀加速，日积月累下去，太阳帆船的速度，一定能够达到惊人的程度。太阳帆设计成正方形，重150kg，太空帆船每边长2km左右，帆的桅杆选用最轻的合金制成，帆本身由2.5μm厚的聚酯树脂材料制作，表面涂覆了一层镀铝薄膜。帆的正中央有一货舱，用来存放货物。起飞前太阳帆呈折叠状，收藏在航天飞机货舱内，在绕地球轨道运行的空间站上装满货物，由上面一级火箭将它送到10000km高度的轨道上。然后展开帆，面向太阳，依靠太阳光的压力，逐渐加速到第二宇宙速度，自行携带货物飞往火星。途中通过调整帆面上太阳光压力的中心位置，就能达到调整飞行姿态和方向的目的，最终停泊在绕火星运行的轨道上。在航天员动身飞往火星之前的4年里，先在空间站上组建一个由14艘太阳帆船构成的强大阵容，把飞向火星所需的全部物资和火星轨道站、火星着陆舱陆陆续续送入3000km的火星圆轨道中，以备后用。

太空帆船和通常的宇宙飞船相比，造价低廉，很适于普通乘客使用。但航行速度比飞船要慢得多，由地球乘飞船去月球，5天时间就够了，而乘太空帆船则需在茫茫太空中航行半年以上。为此，一种高速航行的太空帆船正在设计之中，预计到21世纪末，乘高性能太空帆船到月球的航期在一个月以内。

5.“月球磁力加速器”

美国的航天专家提出“电磁轨道”方案，来解决月球与地球之间的定期往返和移居月球的交通工具问题。在月球表面建立一个叫做“月球磁力加速器”的运输工具，利用强大的电磁力控制载人的月球车，在月球与地球之间来回穿梭航行。

6.巡天飞船

科学家们将设计一种载人火星巡天飞船，作为飞往火星的载人飞行器，用它在地球轨道和火星轨道之间长期环行。像定期远洋客轮一样，载人火星巡天飞船备足了长期旅行用的各种必需品。飞船舱设计得宽敞而明亮，乘员居室也很舒适，在太空长期旅行犹如在地面生活一样。飞船上还配备了大量的研究设备，能进行作物生长研究，能进行水和空气的再利用，还有人造生物圈一类的密闭生态环境，确保航天员在数年的巡天飞行中万无一失。

7.“代达罗斯”飞船

1973—1977年期间，英国星际协会的一个技术小组，对飞往距地球6光年（1光年=9.46×10¹⁵ m）的巴纳德星进行了工程研究。结果表明，这是一项极其艰巨的任务，需要一艘特大的飞船，他们设想了一种名为“代达罗斯”飞船，属于无人驾驶的自动飞船，重约54000t，船上携带500t左右的全自动有效载荷，飞船总高度为230m，最宽处直径为130m。飞船采用核脉冲火箭发动机作动力，氦⁃3为燃料。由于飞船和地球之间的无线电通信时延非常厉害，所以必须使用一台智能计算机来控制整个飞船，以便对其在探测期间的一切功能进行控制。在与巴纳德星相遇的前几年里，飞船将释放出20个或更多的探测器，每个探测器均以一颗行星或它的卫星，或者以恒星本身为探测目标。它们直接向飞船上的中央计算机发送探测结果。