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【科學月刊】後太空梭時代的開始

立報/科學月刊 2012.07.01 00:00
陳彥升(任職國家太空中心)太空梭的退役揭開了太空探險春秋戰國篇,年輕的航太科技新秀如雨後春筍般的崛起,其革命性的創新將帶領人類進出太空更自如。人類在20世紀歷經了航太科技突飛猛進的洗禮,如今進入太空從事各類科學實驗,或是進行商業探勘及通訊服務,似乎已是稀鬆平常的例行事務,然而在2011年7月美國太空梭最後一次昇空畫下句點之際,一個自1960年代以來一直挑戰著火箭科學家的老問題,正將由新一代的太空科技公司來提出解答,就如SpaceX(太空探索科技公司)的天龍號太空船(Dragon Capsule),在5月25日完成與國際太空站銜接後,安全返回地面,此創舉寫下了另一歷史新頁。新一代發射載具這裡所說的老問題是:「火箭發射載具為何不能既簡化又有效率?」其中的效率又有兩個面向,也就是經營成本方面,以及運載效率方面,當然這兩者通常也是相輔相成的。而簡化的訴求,主要是要使火箭系統的可靠度提昇,因而降低經營的成本。簡單的說就是,新一代的運載火箭,必須要更便宜、可靠又有效率,這也是美國結束太空梭橫跨30年飛行的主因之一。而尋求這個問題的重大突破,需要經過深思熟慮的重大政策決定,正如1960年代的甘迺迪總統支持太空計畫,歐巴馬總統在就職之初,即作出改變NASA及美國太空工業的決定,他們將扶植民間公司負責經營地球軌道火箭運載的任務,而讓NASA能集中精神,發展火星及外太空探索的前瞻任務。其實自1995年以來,一些美國太空工業的新秀,即陸續積極作準備加入戰場,且在21世紀初開始展露好成績。首先,軌道科學公司(Orbital Science Corporation, OSC)利用美空軍現有洲際飛彈所改裝的發射載具,完成商業衛星的發射服務。接著,由航太設計黑馬奇才之稱的魯坦(Burt Rutan)的公司Scaled Composites(縮尺複合材料公司),所領銜設計的SpaceShipOne(太空船一號)太空飛機於2004年9月間,運用安全又簡化的「混合式火箭技術」,完成連續兩週內運送人員進入太空,並安全返回地面,贏得了1000萬美元獎金的Ansari X-Prize,而他們公司現在正與維珍銀河公司(Virgin Galactic)合作,繼續發展SpaceShipTwo(太空船二號)及SpaceShipThree(太空船三號),並已有可觀的太空旅行機票的銷售,自此太空旅行業正式成形。這裡提到的混合式火箭技術,即是使用液體氧化劑,加上固體燃料,以作為火箭燃燒推進的能源。

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