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像“云霄塔”这样的太空飞机，以及NASA想要的东西，都可以作为传统火箭的补充，并瞄准非常低的近地轨道。它们是将人类送入太空的理想工具，但不适合运送重的货物。至少有五种类型的太空飞机已经成功进行了试飞。但没有一架飞机能真的像你想象的那样，水平起飞，然后飞入轨道。例如，有些人将NASA的航天飞机描述为太空飞机，但它们实际上只是需要用火箭送入太空的滑翔机。苏联有一个几乎相同的方案，被称作“天龙”（Buran），只在1988年飞行过一次。它在那次飞行中安然无恙，但几年后在一次奇怪的仓库事故中被撞得粉碎。波音X-37由美国国防部控制，NASA参与，就像一架缩小版的航天飞机，于2010年首次用“阿特拉斯5号”运载火箭发射升空。2012～2017年，X-37飞行了五次，其中一次是用“猎鹰9号”发射的。这是一个机密的军事项目，关于这些无人飞行的目的，目前还没有公开信息。其中一些飞行已经持续了一年多。
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第一架真正接近外太空的飞机是美国空军的X-15。这是一架超音速火箭动力飞机，曾在20世纪60年代服役。X-15先从B-52载机上坠落到13.7千米的高度然后再上升到50英里以上的高度，这要求飞行员具备宇航员资格。2004年，“太空船1号”（SpaceShipOne）是第一架到达太空的私人太空飞机。它飞越了国际公认的海拔100千米（62英里）的卡门线（Karman line）。该线就是太空的边界。虽然还没能进入轨道，但作为第一个在两周内两次将可重复使用的载人航天器送入太空的非政府组织，“太空船1号”赢得了1000万美元的安萨里X大奖（Ansari X Prize）。“太空船2号”（SpaceShipTwo）已经显示出巨大潜力。该太空飞机将用喷气式货机运到半空中再发射出去。维珍银河明确表示，它计划运营一支由5架“太空船2号”太空飞机组成的机队，并已开始接受票价为25万美元的航班预订。[44] 不幸的是，第一架飞机在2014年的一次测试中坠毁，造成一名飞行员死亡，另一名飞行员严重受伤。维珍银河董事长理查德·布兰森（Richard Branson）曾经承诺最早于2010年开通航班。从2018年12月和2019年2月的成功试飞来看，此次坠机事故可能会将首个商业航班推迟到最早2020年[45] 。
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蓝色起源的创始人杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）也做出了同样承诺，表示一旦确定其液氢燃料BE-3发动机可靠，亚轨道航班将投入实际运行。[46] 他瞄准的是21世纪20年代初。当太空飞机真正起飞时（你可以把这看作一场商业太空竞赛），每次会有6名乘客在几分钟的微重力环境下，在10万米高空漆黑的太空背景下欣赏地球边缘的曲线。
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维珍银河的“太空船2号”太空飞机（机身中部）
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这架太空飞机用“白衣骑士2号”（White Knight Two）货机送到15千米的高度并从那里起飞；然后爬升到110千米，比标志着太空边界的卡门线高10千米。维珍银河公司计划运营一支由5架“太空船2号”组成的机队，一架飞机可以同时搭载6名乘客进行亚轨道飞行，票价为每张25万美元。
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尽管日程延期，但计划是真实的。维珍银河的活动促使美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration，FAA）在2006年发布规定，对参与私人太空飞行的机组人员和乘客提出了要求。[47] 你知道该怎么做：系好安全带，洗手间内禁止吸烟。美国国会在2004年的《商业太空发射修正案》（Commercial Space Launch Amendments Act）中做出了强制规定。由于这是一个新兴产业，法律允许对商业载人航天飞行进行分阶段管理，管理标准随着产业的成熟而演变。最重要的是，该法案没有要求将航空旅行的安全标准用于太空旅行；进行亚轨道或轨道飞行的乘客需要签署一份知情同意书，表明他们了解其中的风险。
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你竟然可以乘坐太空飞机在一小时内迅速到达近地轨道旅馆，因为它离地球上任何一个地方都只有100英里的距离。可能会有人为此感到惊讶不已。困难在于如何到达机场——或者更准确地说，是航天港。维珍银河公司打算从位于加利福尼亚州莫哈韦的莫哈韦航空航天港（Mojave Air and Space Port）或新墨西哥州的美国航天港（Spaceport America）起飞。这两个地方都有意避开人口稠密地区。原因有两方面：运载火箭和太空飞机仍然有点危险，可能会爆炸；而且声音很大。大多数人都不喜欢住在机场附近，因为噪声太 大了，而航天港会更糟糕。喷气式飞机起飞时的噪声大约是150分贝，火箭发射的噪声大约是200分贝（分贝是用来度量声音强度的对数单位，所以增加50分贝相当于增加105 或100000倍）。太空飞机在起飞时的声音应该和喷气式飞机差不多，但是，当它以几倍于音速的速度进入大气层时，它会产生一种音爆，其声音之大犹如霹雳。一大早，整个佛罗里达中东部地区都能听到X-37返航的声音，居民们都会被吵醒。一年一次或一个月一次或许还可以忍受，但每天数百次，就像飞机航线一样，会让人抓狂。
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美国航天港鸟瞰图
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该建筑位于新墨西哥州的死亡之旅（Jornada del Muerto）沙漠盆地，是世界上第一个专门建造的商业航天港，于2011年建成。该航天港可供航空航天航天器进行垂直和水平发射。考虑到安全和噪声问题，航天港必须建在偏远的地方。目前航天港的租户包括维珍银河公司。
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如果我们真的要支持太空移民和太空经济，太空飞机以及太空发射时的噪声是一个需要克服且必须解决的重要问题。我们来弄清一下相关数据。如果每年要将数以千计的游客送到太空旅游胜地，那么每周都要进行太空飞行。如果每年要将数以百万计的人送入太空（只占人类人口的不到1%），那么每天至少需要50次发射和着陆。这些噪声怎么办？
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莫哈韦航空航天港不同凡响。它是美国首个获得联邦航空管理局认证的可水平发射可重复使用航天器的航天港，也就是2004年“太空船1号”发射的四天前。从那时到2018年，又有九个航天港获得了联邦航空管理局的商业用途认证，从位于弗吉尼亚州瓦勒普斯岛（Wallops Island）的中大西洋地区航天港（Mid-Atlantic Regional Spaceport，MARS）（名字起得妙），穿过整个美国一直到位于阿拉斯加科迪亚克岛（Kodiak Island）的太平洋综合航天港（Pacific Spaceport Complex）。截至2019年，全球还没有其他非政府组织的航天港，但苏格兰、瑞典、人口稠密的新加坡以及其他地方已经启动了建设计划。全球航天港的发展非常迅速，本书提供的任何清单不到一年都会过时。
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第一代太空飞机将围绕飞行展开，往返太空，只为体验失重的纯粹感觉，并从远处观赏地球。这些飞机经过改装，就可以在3小时内带你抵达地球上的任何目的地。维珍银河公司希望能在2.5小时内从伦敦飞到悉尼——而通常需要22小时。纽约到香港呢？只要2小时。这对全球旅行将产生惊人影响。人们可以跨越半个地球去开会，然后回来吃晚餐，当然这是要付出金钱代价的。有这方面的先例。“协和”（Concorde）是一种超音速喷气式飞机，从巴黎或伦敦飞 到纽约只需3小时多，速度是其他飞机的两倍。“协和”飞机以速度而非豪华著称。20世纪90年代的票价为8000美元，2019年大约为1.3万美元。同样，将12～20小时的飞行时间减少到仅有2小时，机票价格也会相当可观，但对于富人来说，支付这样价格的机票不算什么。唯一的障碍可能是到达遥远的起飞地点，无论是在沙漠还是在海上，都需要额外的时间。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036966]
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 火箭之外：天钩
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太空飞机也许不能让你直飞到月球，但它们可以让你飞得足够高，到达天钩所在地……被钩住。天钩（skyhook）是太空中的一种系绳系统，可以将货物运送到轨道上，成本仅为火箭发射的一小部分。让我们想象一下，一个巨大的平台在地球轨道上运行，就像卫星一样，只有一根缆绳和一个钩子悬挂在上面。当钩子以轨道速度经过时，如果太空飞机能够在准确的时间将有效载荷送到那个钩子上，有效载荷就会获得接近钩子的速度。现在，有效载荷不需要火箭就可以进入轨道了。这是天钩最简单的概念，目前在技术上是可行的。其基础版本——一根悬挂线、钩子或磁铁——被称作无旋天钩（nonrotating skyhook）。20世纪50年代，这一方案在1000英尺高的传统飞机上成功进行了测试，这也许更容易想象。该系统被称作富尔顿地对空回收系统（Fulton Surface-to-Air Recovery System，STARS），由美国中央情报局（CIA）、空军和海军共同研发，用于回收地面人员。在这种应用场景下，被救援者会收到一个空投的包裹，其中包括一个未充气的气球、一罐氦气、一套防护服和一个背带。被营救的人 给气球充气，上升到一个合适的高度，然后一架飞机俯冲下来，钩住装置。或许令人惊讶的是，然后这个人的速度就慢慢地、逐渐地接近了飞机的速度，一旦线被拉紧，就会像一条上钩的鱼一样被拉上去。[48] 我们还不知道在现实生活中的紧急情况下是否使用过这种方法，但这就是中央情报局、空军和海军的一贯作风——有了聪明点子，拨款，测试，以防万一。
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至于无旋天钩，其钩子就是一根悬挂在大气层边缘的长线，悬挂于一个在近地轨道上以轨道速度运动着的平台上。平流层气球或太空飞机可以将货物甚至载有乘客的太空舱吊到经过的吊钩上，然后再用吊钩拉到天基平台上。一个更加动态的系统是旋转天钩。你可以想象一下行进乐队指挥手里挥舞着的指挥棒。现在把它放大成一根4英里长的粗缆绳，在太空中像指挥棒一样旋转，并且以轨道速度运动着。其旋转方向垂直于轨道方向，这样缆绳前端就可以到达大气层的上层，然后再回到太空。被缆绳钩住的货物会被卷上去，获得轨道速度，然后当缆绳前端与钩住货物的位置形成180度角的时候，货物就会被释放。
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20世纪90年代，波音公司测试了一种名为“高超音速飞机太空系绳轨道发射系统”（Hypersonic Airplane Space Tether Orbital Launch，HASTOL）的天钩。波音公司并没有建造真正的天钩，而是进行了模拟实验，发现具有所需拉伸强度的材料［例如凯夫拉纤维、柴隆纤维（Zylon）和超高分子量聚乙烯］可以大量生产，制造出所需长度和粗度的缆绳。我们有高超音速飞机以理想的高度和速度到达缆绳。研究发现，旋转指挥棒，应该更确切地叫作动量交换系绳，即便在100千米的高度，以4千米/秒的速度钩上有效载荷后也不会坠向地球。该报告的作者说：“我们不需要像‘巴克敏斯特·富勒碳纳米管’这样的神奇材料来制造HASTOL系统的太空系绳设施。现有的材料就足够了。”[49]
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基本的天钩或太空系绳系统可以巧妙地用菊花链的方式连接起来，这样就可以巧妙地把货物运送到更高、更远的太空。近地轨道上的一个目的地可能是巨大的在轨航天港。以目前的技术，你可以从地球上的某个航天港开始你的月球之旅，乘坐一架无须火箭发射的太空飞机飞到一处天钩，然后被吊到或拖到在轨航天港。从在轨航天港——以10千米/秒的速度运行，就像ISS一样——你可以转乘一艘外观光洁圆滑的宇宙飞船飞向月球。这种宇宙飞船完全在太空中运行，永远不会在地球或月球上着陆，因此不需要大量燃料来克服它们的引力井。再通过月球附近的航天港，降落到月球表面。该系统的每个元素——太空飞机、天钩、航天港和宇宙飞船——都可以重复使用，就像飞机和机场一样，大大降低了进入太空的成本。
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那么，如果技术可行，我们为什么不这样做呢？就像太空中的其他东西一样，有一个令人讨厌的难题——第22条军规。为了使该系统具备成本效益，我们每年需要进行数以千计的人类太空旅行。目前还没有这样规模的需求。