未來會停止使用火箭進入太空嗎？
1926年3月16日美國工程師羅伯特·戈達德在馬薩諸塞州奧本市發射了第一枚液體燃料火箭，這次飛行僅持續了2.5秒，在181英尺外的白雪皚皚大白菜地里虎頭蛇尾地結束，但這將被證明是歷史上最重要的飛行之一。92年後液體燃料火箭成為太空飛行的常態，高聳的爆炸巨獸比戈達德最初的火箭高出60倍，把人類送出了地球大氣層之外。每次發射都是一場真正的奇觀，一次又一次地證明了人類通過智慧與合作超越障礙、達到新高度的集體潛力。但在遙遠的未來，火箭仍將是我們通往太空的主要交通工具嗎？還是最終會被新的方法和技術所取代？
博科園-科學科普：畢竟火箭遠不是完美的，14名宇航員在發射過程中死亡。根據化學工程師唐·佩蒂特的計算，「坐在火箭頂部比坐在一瓶汽油上更危險！」。佩蒂特已經執行了5次國際空間站的任務，在太空飛行了369天16小時41分鐘。62歲時，他是美國宇航局最老的現役宇航員。高成本也是火箭發射的一個不幸缺陷。由於火箭質量的大約85%必須由推進劑佔據，所以運載貨物的空間就所剩無幾了。這使得預訂太空機票變得非常昂貴——每公斤到達近地軌道大約要花費1萬美元。在很長一段時間裡，火箭本身也很浪費，它們的部分簡單地落回地球，在重新進入大氣層時燃燒起來，或者加入目前環繞地球運行的太空垃圾場。
美國國家航空航天局獵戶座宇宙飛船搭載航天發射系統火箭發射的圖片，獵戶座將在探索任務1中首次繞月飛行，目前的目標是2019年底。圖片：NASA
這些問題促使一些人猜測火箭發射的替代品。太空電梯是最具未來感和最牽強附會的東西之一。它是科幻迷們的最愛，這是有原因的：它幾乎肯定會在科幻領域停留很長一段時間。從紙面上看，太空升降機非常簡單——從地球靜止軌道上的空間站延伸22000英里的電纜到地球赤道上的相應結構。貼在上面的汽車將沿著拉緊的纜繩一路爬升到太空。然而，問題是，電纜系統必須由一種比任何已知材料都要堅固得多的材料構成。碳納米管已經被假設可以填補這個縫隙，但是它們還沒有準備好，也許有一天是可以的。一輛太空升降機可能在大約一周內將乘客和貨物送上太空，成本是SpaceX公司「獵鷹」重型火箭(Falcon Heavy rocket)的七倍，「獵鷹」重型火箭是目前最經濟的火箭。
另一個可能的火箭替代品是StarTram，去年秋天發表的一篇文章中解釋了這個大膽而冷靜的解決方案將如何發揮作用：磁懸浮航天器將被推進到一個以天空為目標的彎曲管中。為了消除阻力，所有的空氣將從管道中抽離。為了逃離地球大氣層，飛船將以每秒8.8公里的速度離開這個長管子。StarTram的第一代設計是用來發射貨船的，它將在一座山的一側建造一個長達81英里的管道，以達到1.2萬到2萬英尺的發射高度。StarTram的美妙之處在於它的可行性驚人，所有需要的技術都存在於今天;它只是需要擴大規模，這使得建造StarTram成為一個時間和金錢的問題，而不是一個幻想的飛躍。
StarTram 200 - 500億美元的價格值得嗎？可能。它可以將貨運成本降至每公斤20至50美元，從而有可能開啟價值數萬億美元的新產業。另一個想法來自於JP Aerospace，它避開了燃燒著的火箭，讓其成為巨大的飛艇，這種飛艇可以慢慢地上升到太空。一架巨大的v形「上升」飛機將把貨物和乘客運送到14萬英尺的「黑暗天空站」。在那裡，一艘由離子發動機提供動力的「軌道上升器」飛艇將完成太空之旅。JP Aerospace最初的資金來自美國空軍，他們仍在博客上強調這方面的進展。那麼這些想法能取代火箭嗎？JP Aerospace的飛艇在短期內可能最有機會發起挑戰，但隨著私人火箭行業迅速增長，形成了激勵創新的競爭，這種機會可能不會太大。
隨著公司精鍊推進劑和降低材料成本，貨運成本正在下降。SpaceX公司最近通過製造可重複使用的火箭改變了這一遊戲，這種火箭可以在發射有效載荷後完好無損地返回地球。該公司新推出的「獵鷹重型」(Falcon Heavy)以「低得離譜的」每公斤1411美元的價格發射貨物，比競爭對手低了數千美元。在未來幾十年，價格可能會進一步下跌。火箭幾乎可以肯定的是還會存在很長一段時間，事實上，它們可能只是剛剛起飛。
博科園-科學科普｜文：Ross Pomeroy/Space
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