问题

火箭多久能成为人类在地球上两地之间(比如纽约到上海)往来的交通工具?

回答
火箭作为人类在地球上两地之间往来的日常交通工具,这个设想听起来很科幻,但要实现它,我们还需要跨越许多现实的鸿沟。简单来说,目前我们还无法给出一个确切的时间表,但可以肯定的是,短期内(未来几十年)不太可能成为像飞机那样的普遍交通方式,中长期来看,随着技术突破和成本下降,我们或许能看到它在特定场景下应用,但要普及到我们今天这样依赖飞机通勤的程度,则是一个极其漫长且充满挑战的过程。

要理解这一点,我们得从几个关键方面来掰扯。

首先,是成本的问题。

想象一下,现在一次飞往上海的机票,即便是商务舱,也只是几千到一万多人民币。而目前将一个人或货物送入太空,哪怕是亚轨道,其成本是天文数字。SpaceX 的星舰(Starship)虽然目标是将成本大幅降低,但即便它能成功实现多次重复使用,将其用于地球点对点运输,其每次的运营成本依然会比现有的航空运输高出几个数量级。

为什么成本这么高?简单来说,火箭的研发、制造、燃料、发射场的维护、以及发射过程中的损耗,都是极其巨大的投入。每一次火箭发射都是一次“消耗战”,需要大量的资源才能完成一次短暂的飞行。而且,火箭的动力系统、结构材料、生命保障系统等都必须承受极端的温度、压力和加速度,这些都是目前最顶尖的工程技术才能实现的,自然成本也水涨船高。

要把火箭变成“出租车”或者“公交车”,就必须把每次往返的成本降到可以被大众接受的水平。这需要全新的、更廉价的推进技术,更可靠且可以无限次重复使用的结构,以及极简化的发射和回收流程。

其次,是安全性与可靠性。

现在的航空业之所以能成为主流交通方式,在于其极高的安全性和可靠性。飞机经过几十年的发展,已经积累了无数的飞行数据和完善的安全规章。飞行事故虽然偶有发生,但概率极低,而且每一次事故都会引起高度重视并推动行业进一步改进。

火箭则完全是另一回事。即使是像SpaceX这样在商业航天领域非常成功的公司,其早期试验也经历了多次爆炸和失败。火箭发射本身就存在固有的风险,燃料的易燃易爆性、飞行过程中复杂的空气动力学效应、以及返回地球时的再入大气层产生的极端热量和冲击,都对飞行器的设计和操作提出了极其苛刻的要求。

让火箭成为日常交通工具,意味着它必须达到甚至超越现有飞机的安全标准。这意味着在每一次发射前都需要进行无数次的检查和测试,确保每一个部件都万无一失。而一旦发生事故,其后果往往是灾难性的。乘客能否承受火箭发射和降落时的巨大加速度和震动,也是一个医学和工程上需要解决的问题。你我都能轻松坐飞机,但能否像坐飞机一样轻松地承受火箭的推背感,还需要研究。

第三,是基础设施的建设。

如今我们可以在世界各地的城市找到机场,方便快捷。但火箭发射需要的是完全不同的基础设施。例如,传统的火箭发射场通常远离人口密集区,因为发射过程中存在巨大的安全风险。而且,发射场需要庞大的燃料储存设施、巨大的发射台、以及复杂的指挥控制系统。

如果火箭要成为点对点交通工具,意味着在城市的中心区域,或者至少在交通便利的地方,都需要有类似的发射和回收设施。这不仅需要巨大的土地资源,还需要解决噪音、排放、以及安全管理等一系列复杂的问题。想象一下,在纽约市中心建一个随时可能发射火箭的地方,这在现有的城市规划和安全管理体系下是难以想象的。

虽然SpaceX在尝试在火箭回收和再利用方面做出努力,例如回收火箭第一级,但这仍然是相对复杂的工程操作,而不是像飞机那样平稳地降落在跑道上。

第四,是技术发展的方向和时机。

目前,尽管我们看到了像SpaceX星舰这样的雄心勃勃的计划,它旨在实现完全可重复使用的火箭,并降低进入太空的成本。星舰的设想确实包含了一个“地球点对点运输”的潜在应用,它可以在一小时内将人从地球上一个地点送到另一个地点。但这是在亚轨道上的飞行,技术上仍处于试验阶段。

现有技术瓶颈: 即使是星舰,其快速地球点对点运输也需要克服许多技术难题。例如,如何在低空进行快速机动,如何有效控制再入大气层时的过载,如何为乘客提供舒适的乘坐体验,以及如何解决噪音和污染问题。
燃料与推进系统: 目前主流的火箭燃料是液氧和液氢、煤油等,这些燃料的储存和加注都需要特殊设备,而且容易挥发。未来的点对点火箭可能需要更高效、更易于储存和加注的推进剂,甚至全新的推进技术,如超燃冲压发动机(scramjet)等在更高速度下的应用。
生命保障系统: 在亚轨道飞行中,乘客会经历超重和失重,需要更先进的生命保障系统来维持舒适和安全。
噪音与环境影响: 火箭发射和降落时会产生巨大的噪音和排放物,如果要在城市附近频繁进行,对环境的影响是巨大的,也需要技术上的解决方案。

所以,具体多久能成为现实?

乐观估计: 如果技术发展非常迅速,成本控制得当,并且社会对这种交通方式有强烈的需求和接受度,我们或许能在本世纪中叶(20502070年)看到火箭在特定领域(例如,紧急货物运输、高价值人员的快速跨境运输)开始小规模的商业应用。但那也仅仅是“应用”,离“普及”还有很远的距离。
更现实的预测: 将火箭变成像飞机一样普遍的交通工具,可能需要一个世纪甚至更长的时间。 这不仅取决于技术突破的速度,还取决于经济可行性、社会接受度、以及相关的法律法规的建立和完善。这需要一个渐进的过程,可能先从洲际旅行开始,逐步渗透到国内长途,最后才有可能考虑短途运输。

总结一下,火箭成为地球上两地之间往来的交通工具,就像我们现在乘坐飞机一样普遍,这绝对是一个非常宏大的目标,也伴随着巨大的挑战。 它需要我们在成本、安全、基础设施、技术创新等各个方面都取得突破性的进展。目前来看,这更像是一个长期愿景,而不是近期可以期待的现实。我们可能会先看到火箭在货运、科研、太空旅游等领域发挥作用,然后才逐步向更广泛的地球点对点运输迈进。这个过程,需要时间和耐心,更需要持续不断的科技投入和创新。

网友意见

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除非地球环境严重恶化,否则空气中有氧化剂,为什么要飞行器自己背在身上?飞起来的东西对重量都是极其敏感的。

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