暢想解讀末來「航天港」近百年內人類在行天領域會有什麼發展

解讀末來航天港

我們希望能到空間站、月球或者火星上去旅遊、觀光、工作，並且希望我們到達這些令人神往的地方方便、快捷得就像乘火車、搭飛機一樣。那個時候，現在的航天發射場就派不上多大的用場了。

從軍用發射場到商用航天港

絕大部分早期的航天發射場都是由導彈發射和試驗設施演變而來的。

1957年10月4日，前蘇聯軍隊從當時保密甚嚴的拜科努爾發射場發射了世界上第一顆人造衛星

，這個一直隱姓埋名的導彈試驗靶場便隨之而名聲大噪。從此以後，它開始肩負起前蘇聯航天發射的重任。

早期典型的軍用發射場有前蘇聯的卡普斯丁亞爾靶場、拜科努爾發射場、普列謝茨克發射場、斯沃博德內發射場，美國的東部試驗靶場（簡稱東靶場）、西部試驗靶場（簡稱西靶場）、沃洛普斯飛行設施、白沙導彈靶場，中國的酒泉衛星發射中心、太原衛星發射中心、英國／澳大利亞的武麥拉靶場。這些發射場導彈試驗和航天發射一般混合進行，沿用早期導彈發射試驗的作業模式。

隨著衛星發射數目的日益增加．20世紀60年代到90年代，一些國家掀起了建設發射場的浪潮，著手建設了一批更完善的發射工位和發射場，專門用來發射衛星、空間站、載人飛船及太空梭等。

隨著可重複使用運載器的研製計劃的推動，在已有的航天發射場的基礎上，20世紀90年代，美國提出了航天港概念。

早在1997年洛克希德·馬丁公司提出的「冒險星」計劃，被NASA採納。作為下一代太空梭方案，「冒險星」計劃於2010年前後實施。該計劃在美國引起的「風波」刺激了美國各州航天港研究開發的熱潮。美國空軍也計劃將航天發射操作從其試驗靶場基礎設施里分離出來組建航天港，讓它像航空港一樣成為一個獨立的行業。

要想了解未來航天港的優勢所在，那還得從現在的發射場說起。

發射場執行一次發射任務至少需要幾星期的準備時間，這還沒有考慮季節、天氣和發射窗口等限制條件。以現在發射場每年執行幾次發射任務的頻率來算，想去空間站觀光要支付高昂的費用不說，單是預定「飛船票」就得提前數年，再算上資格審查和「魔鬼訓練」等環節所需要的時間，太空游還真不是件容易的事。難道人們所夢想的太空游就那麼難實現嗎？未來航天港能提供極大的便利。

未來的航天港將像海港、航空港一樣成為空間交通的重要樞紐，成為人員、貨物運送的門戶。它配備有標準化的設施和硬體介面，支持多種飛行器起降，並行、實時的飛行器和有效載荷處理流程可以縮短準備時間，大大降低飛行成本。

為了實現未來日常化的航天運輸，現在的導彈試驗靶場、航天發射場將進一步分化，一部分轉化為航天港，並與航空運輸的空中交通管制系統相整合。經過一代代發展，它們將最終成為未來意義上的航天港，支持往返於地球表面、地球軌道和行星星體之間等航天運輸活動。隨著科學技術的發展，現在在軌道上運行的空間站也可能成為軌道內的航天港，將來還會出現地球軌道外的航天港。

亦真亦幻的五代航天港遠景

在科幻小說和科幻電影里，我們常常會看到各種星際航天器在航天港上空起落穿梭的情景。美國的科學工作者也在用智慧的頭腦勾勒未來航天港的發展輪廓。

第一代航天港

今天的航天發射場可以算作是第一代航天港。它以原有導彈測試發射設施為基礎，只負責航天器的發射。

第二代航天港

2005年~2010年，第二代航天港將實現從軍事管理向民用管理的轉型，具備全球空間交通管制功能，管理航天器從起飛到著陸的整個飛行階段。支持航天器的發射、軌道運行、著陸操作、燃料加註以及有效載荷的調整和保養，同時還能保證航天器的安全、快速和高效。

第三代航天港

2015年~ 2025年，美國的第三代商業航天港將全部實現民用管理，它與今天的飛機場類似，並形成完整的太空交通管制系統。

從體系結構上看，第三代航天港將由今天的國家空域系統和空中交通管制系統擴展成為全球綜合系統。從操作上來看，將自動編排飛行計劃，聯邦航空局空中交通管制系統指揮中心針對飛行計划進行快速實時模擬處理，然後由自動化指揮控制系統發放通行許可，通過靶場和跟蹤系統監督航天器的飛行過程。

第四代和第五代航天港

2030年~ 2040年，航天港將從地球延伸到地球軌道內，第四代航天港可實施地球軌道內結點間的運輸，並將進行軌道交通管制，該交通管制系統將擴展到太空內平台、空間碎片和自然物體。它可安置在一個在軌空間站上，完全藉助於天基設施來實現，不再依賴地球上的相關設施，而空間站就將成為太空航線中的綜合航天港，可監控軌道內運行的所有物體。

2040年～2060年，第五代航天港將出現在月球或其他行星上，它主要服務於星際運輸，但這需要建立地球軌道以外的通信和跟蹤設施。

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