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我们不止有一个地球

——太空中的经济学 

廉价登天术



提到近代宇航科幻,人们都会想起凡尔纳名作《大炮俱乐部》。这部作品启发了几代人的宇航梦。其实,凡尔纳早在《培根的五亿法郎》中就写下了这个构思——如果弹丸的初速度超过第一宇宙速度,人类可以用炮把物体发射到环地轨道上去。

《大炮俱乐部》的过人之处,在于仔细讨论了实现这个目标的可能性,特别是它在经济上的可能性。在小说里,大炮俱乐部是一个民间机构兼军火商组织。南北战争结束后,政府不再重视武器,它要想办法吸引社会的眼球,进而吸引社会的金钱。整个发射计划就是在这个背景下确立的。而这个计划能够付诸实施,完全靠着商业运作。

凡尔纳细致地描写了以巴比康为首的一群人怎么建立筹款机构;象账房先生那样一笔笔介绍资金的来源,甚至包括哪个国家捐了多少钱。作者描写了得克萨斯与佛罗里达争夺发射场址的斗争,一如今天各国争取奥运会主办权。当射月大炮在佛罗里达坦帕小镇开始铸造时,凡尔纳又描写了这个小镇怎样被这一壮举所改变:铁路被修建起来,大量观光客使坦帕小镇成了旅游城市,经济繁荣,城市扩大。

凡尔纳不仅探讨宇航的技术细节,而且探讨了一百年后宇航专家才会面对问题——发射成本。可以把他封为“宇航经济学”的开创者。

现在,人们今天看到火箭升空,明天看到航天飞机降落。可能会觉得那个用炮发射卫星的设想已经成了老古董。且慢,它还远远没有失去现实意义。利用多级火箭发射虽然是成熟技术,然而也是昂贵的技术。在美国,将一公斤有效负荷送入轨道要花一万五千美元。俄罗斯和中国的发射成本便宜,但也便宜得有限。而用炮将这些东西打上去,可能会把航天的门坎大大降低。当然,能够实现这一使命的不再是用火药助推的普通大炮,而是电磁炮。

如果你看了《变形金刚2》,你就会在里面看到电磁炮的威力。当“大力神”爬上金字塔时,美国海军用秘密研制的电磁炮命中了它。估计好多观众没看明白那是什么武器。因为海军舰艇完全在视距之外。是的,美国海军已经能用电磁炮将弹丸打到三百多公里外,超过了许多导弹的射程。而它之所以能飞这么远,就是因为初速度极高。澳大利亚的电磁炮已经能使弹丸获得每秒5900米的速度,这离第一宇宙速度只有一步之遥。

电磁炮的原理是用缠满线圈的炮管将金属弹丸加速,最终发射。原理并不复杂。各国之所以迟迟没有将它装备部队,一是它需要一个长长的炮管,甚至要几十米长,所以又叫轨道炮。二是它需要一个强大的电源,而前线野战部队往往不具备这个条件。

不过,如果我们把它运用于和平目的——向太空发射物资,这两个缺点就不复存在了。据计算,一个能够将物体发射入太空的电磁炮,炮身要有几公里长,而且必须是倾斜的。这意味着我们要挖一个几千米的深井(有趣的是,这正是凡尔纳当年的预言)。同时,我们还要在附近建立充沛的电源,最好是一个专用的小型电站。这些看很宏伟,但如果不是用于战争,我们完全可以从容地把它建起来。

由于加速度太大,利用电磁炮只能发射物资。将来它会与火箭分工,后者主要用于载人航天。弹丸的初速度要达到每秒十几公里,受空气磨擦力的阻碍,它会逐渐减速,最终减少到第一宇宙速度,并正常入轨。弹丸表面要包着隔热层,当它飞入太空后,这一层几乎被烧尽。如果我们在晚上参观电磁炮的发射,将会看到一颗颗流星倒飞回天上!弹丸的直径还要足够大,比如超过一米,才能在里面装填有效负荷。当然,这意味着炮管也要足够粗。

上述种种意味着搞很多土建工程,花费可能会很大。不过一旦建成,我们就能以极低成本把物资送上天。武器级的电磁炮能够达到每分钟五百发炮弹。让我们把这个速度减少几个数量级——每天发射五十颗卫星,或者把一百吨物资送上天。一年就是一万多颗,或者三万多吨物资。一年的发射量就超过人类宇航史的总和。

慢着,发射量是大大提高了,可人类有那么多卫星要发射吗?完全有!回想一下火车、汽车和飞机的历史吧。它们刚登台时都是富贵人家的玩具,很少有人想到社会能有多大的运输量需要它们。运输工具越发达,运输需要也越大。

卫星也是一样。比如美国搞了一个GPS,巴西、南非、保加利亚为什么不想搞自己的?沃尔玛搞了个卫星来组织全球供货,国美和苏宁难道不想发射一颗?现在的卫视台都是租卫星频道,如果可以的话,自己打一个上去不是更好?甚至,如果移动公司往太空中发射足够的卫星,都可以免去建设巨量基站的费用,我们大家全部便宜地使用海事卫星电话。

对于许多民用需求而言,卫星本身并不贵,发射费用才贵。如果把一次发射的成本减少到比如说一万美元(仅仅是电费和维修、折旧成本),不知道有多少家公司想发射个什么东西上去。

从这时起,宇航才能进入寻常人家。

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郑军

郑军

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汉族,天津市人。1969年2月15日出生于上海市卢湾区。1990年毕业于天津师范大学教育系学校教育本科,攻读心理学和教育学。1997年10月开始发表作品。迄今累积在大陆、港、台等地出版长篇小说八部、评论著作一部、心理健康读物四部。中短篇小说二十余篇、评论文章三百余篇,各类科普文章二百余篇,总计四百余万字。并参与一些电视节目的制作工作。

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