从太空遨游到太空漫步：解锁太空旅行的奥秘与技术

伴随一阵震天动地的轰鸣声，火箭拔地而起，宇宙飞船被带入大气层，进入临界轨道100～120公里以上的区域进行环绕飞行，也拉开了人类探索太空的序幕。

自1961年苏联宇航员尤里·加加林首次踏入太空以来，全球已有数百名宇航员完成了这一壮举，标志着人类正式迈入太空时代。然而，早期的太空探索对参与者的身体素质与专业技能有着极高的要求，宇航员们要面对巨大的噪声、振动、冲击、超重和失重等各种恶劣环境，并且还要在这些恶劣环境中保持头脑清醒进行工作，这使得太空旅行仅限于专业人员。

那么，普通人可以进入太空看看浩渺的宇宙吗?

近年来，随着载人航天技术的显著进步，特别是运载工具在运载能力、舒适性与安全性方面的全面提升，太空旅行逐渐展现出向大众开放的可能性，普通人开始太空旅行不再是遥不可及的梦想。2024年10月13日，SpaceX的“星舰”项目在成功完成了第五次试射，引发了外界对太空旅行的高度关注。

根据飞行高度与特性的不同，太空旅行可大致分为抛物线飞行、亚轨道飞行和轨道飞行三大类。

抛物线飞行

抛物线飞行并不是真正意义上的太空旅行，只是让乘客在到达抛物线顶端以及快速下降时期体会到失重的感觉。抛物线飞行是指航天器向上攀升，当要到达20千米高度或者抵达抛物线顶点附近时，航天器短时关闭发动机，，机舱内的乘客随机舱一起沿抛物线轨迹运动，此时，乘客短暂地处于自由落体状态，可以漂浮在机舱内，感觉上非常类似于太空中的失重。在航天员训练时，时常也采用这种方法体验失重。

亚轨道飞行

亚轨道一般指距地面20～100公里高度的空域，尤其是不超过100公里高度的冯·卡门线，后者是国际航空联合会定义的大气层与太空分界线。所谓亚轨道飞行，是指飞行高度达到了“卡门线”后，马上返回地面，相当于乘客乘坐飞行器在太空做更高的抛物线飞行。这种方式的优势在于，乘客既能体验地面难以模拟的失重感觉，又可以从高空俯瞰地球长达数千公里的弧线表面，仰望深邃的宇宙，体会到一种无边无际的空旷感觉。

2023年8月11日，英国维珍银河公司的“团结”号太空船当天搭载三名普通乘客完成一次短暂的亚轨道飞行。

“团结”号太空船搭乘的“夏娃”号双体运输机发射升空

“团结”号太空船先由“夏娃”号双体运输机搭载，飞行至约13.5千米的高度时，“团结”号太空船与“夏娃”号分离并启动火箭发动机继续飞行。

“团结”与“夏娃”号分离并启动火箭发动机继续飞行

“团结”号飞离地面超过80千米，当飞至最高处时，乘客体验了数分钟的失重状态。1小时后，“团结”号降落在发射场的跑道上。

“团结”号飞离地面超过80千米时，乘客出现失重现象

2023年12月20日，美国蓝色起源公司的“新谢泼德”飞行器将宇航员和科研载荷送入太空，飞行高度可达约107千米。发射两分多钟后，太空舱与火箭分离并继续爬升。太空舱在到达超过“卡门线”的最高点后开始降落，在降落伞缓冲下顺利返回地面。整个飞行过程持续10分13秒。

“新谢泼德”飞行器从美国得克萨斯州西部一处发射场升空

轨道飞行

轨道飞行被视为真正意义上的太空旅行。乘客搭乘太空飞船以每秒7.9千米的飞行速度、在约400公里高度，绕地球做匀速圆周运动。此时，乘客体验两种力的作用：一种是重力，将航天器往地心拽，另一种是离心力，它由于航天器绕地球运行而产生，与重力的方向相反，重力与离心力相互抵消，因而下人们可以长时间体会失重的感觉。

轨道飞行与亚轨道飞行有显著区别。亚轨道飞行的速度未达到环绕地球所需的第一宇宙速度，无法形成持续的轨道飞行，因此亚轨道飞行的时间很短，体验失重的时间仅为数分钟。而轨道飞行需要经历长时间的失重状态和真正的空间环境，对飞行器产品质量和乘员身体条件要求高，成本也更高。

目前，国外商业航天公司已开始探索和开发太空旅行市场，尝试通过亚轨道飞行和轨道飞行等方式提供太空旅行服务。例如，SpaceX利用“猎鹰9号”火箭完成了第一个全私人载人航天飞行任务，首次通过轨道飞行成功将“非现役太空人”宇航员组成的太空旅行团送入国际空间站。

从当前的趋势来看，亚轨道飞行旅游的发展潜力巨大。相比轨道飞行的高成本，亚轨道飞行依托较成熟的动力、材料、结构设计和地面系统技术基础，在飞行测试逐渐排除故障隐患后，能在收费标准和客流量上取得良性循环。相信开展这项业务的商业航天公司有望“更上一层楼”。

不过，太空旅行毕竟是一种技术门槛相对较高的航天新兴产业，需要整合先进而可靠的航空、航天应用技术。众多航空航天技术欠发达的国家对此往往只能“望洋兴叹”，甚至在市场被瓜分后，后来者凭借技术竞争也面临一些困难。

我国载人航天经历了30多年的发展，正从航天大国迈向航天强国，在太空旅行方面，无论是技术积累还是技术水平都具备了一定的实力。据公开报道，我国已初步具备了开展太空旅行的技术基础。

相信在不久远的未来，我国太空旅行飞行器也将面世，助力我国航天事业不断发展。

部分信息来源于科普中国、新京报、央视网、中国新闻周刊、中国科学报、新华网等。

本文来自： 中国数字科技馆

责任编辑：王磊