

除了业余的相机气球,将一个可行的科学实验送入太空相当困难。您需要购买发射载具、对其进行许可、找到发射地点、保护您的有效载荷,并首先获得实际发射的许可。过去,您可能会与 NASA 合作完成此事,但赢得联邦政府对火箭或空间站行程的支持从未容易过,而且随着今年夏天航天飞机退役,情况将变得更加困难。
但从航天飞机过渡到新一代私人建造和运营的航天器,对实验者来说充满希望。商业太空旅游业将改变科学家研究微重力的方式,提供比政府所能提供的更低廉的价格和更大的便利。科学家们将不再需要向 NASA 申请进行实验。更好的是,他们不必加入宇航员队伍就能亲身前往太空,这种范式转变可以使前沿研究更加广泛地普及。
普渡大学航空航天学教授史蒂文·科利科特 (Steven Collicott) 是几位正在计划进行新实验的科学家之一,这些实验旨在搭乘太空旅游载具而非自 20 世纪 50 年代以来科学家们一直使用的探空火箭。
“新一代商业亚轨道火箭看起来应该比老式火箭便宜得多,而且飞行频率高得多,而且在体积、缓冲等方面,构建实验也简单得多,”他说。
就商业航天公司而言,他们表示期待能与冒险者一起搭载科学家。
“那些在相关领域学习的科学系学生、大学生能够真正进入太空——不是只有一两个通过宇航员队伍,而是随着时间的推移有几十甚至几百人——我认为这真的令人兴奋,”维珍银河公司总裁兼首席执行官乔治·怀特塞德斯 (George Whitesides) 说。“我们对此感到非常兴奋,这种教育潜力,超出了实际科学成果的潜力,是其中的重要组成部分。”
2 月份,西南研究所预订了维珍银河公司的八次飞行,并预订了 XCOR Lynx 1 火箭飞机的另外六次飞行,成为首家购买太空船票的研究机构。维珍公司拒绝透露首批商业航班的确切起飞时间,但怀特塞德斯表示,该公司将在明年实现太空飞行。
与此同时,其他几位研究人员已安排有效载荷搭乘试飞,包括科利科特,他帮助他的学生设计了将在 Armadillo Aerospace、Masten Space Systems 和 XCOR 制造的火箭上飞行的项目。
他还设计了一项由国家科学基金会资助的流体动力学实验,该实验将在蓝色起源公司新谢泼德号蛋形火箭飞船的首次无人试飞中进行。科利科特表示,一旦火箭开始发射,实验将比现在更快地进入太空。
“它足够便宜,你可以进行创新性任务,而不必费力说服同行评审小组,”他说。“你可以真正创新并承担风险。如果它不起作用,嗯,你也没花多少钱,而且你很可能负担得起第二次飞行来做一个更好的版本。”
由亚马逊创始人杰夫·贝索斯创立的蓝色起源公司以对其计划的高度保密而闻名,但该公司表示,最早可能在今年就开始在试飞中进行无人实验。科利科特的实验是迄今为止选定的三个实验之一,它将研究表面张力和毛细作用在太空中的功能。他目前还在国际空间站上进行一项实验的调查员,但他对频繁的短程太空旅行的前景感到兴奋。
“在那里(在国际空间站)确实是极致的。但在你的职业生涯中,你多久能负担得起极致呢?有很多想法——一个更负担得起的实验室可以让更多人研究更多的事情,”他说。“它不再是那么宝贵和有限的零重力研究时间,而更像是,你可以在商店里买到一种可以收缩包装的容器,然后说‘我要买两次飞行’。”

西南研究所研发副总裁艾伦·斯特恩 (Alan Stern) 一直是商业化亚轨道研究的主要倡导者。他担任蓝色起源公司的顾问,并于 2 月份组织了一次亚轨道研究人员会议,会上他宣布了西南研究所的亚轨道太空飞行计划。
“我们坚信商业化、下一代亚轨道载具具有变革力量,能够推动多种研究,”他当时说。
西南研究所行星科学家丹·杜尔达 (Dan Durda) 将是首批进入亚轨道太空的科学家之一,他已经尝试过宇航员路线。
他一直在 F-18 战斗机上训练,在那里他打磨了一些计划带上 Lynx 或 SpaceShipTwo 飞船的实验。其中一个是他在太空中设计的 Astronomical imaging system,可以利用航天器窗口进行测量,以研究遥远的恒星、高层大气,甚至地球的土地利用。在另一项实验中,他将佩戴一个生物传感器,监测他的血压、心率和其他心血管数据。最后,他将碰撞一些微型球体来研究小行星是如何形成的。
杜尔达在 NASA 2003 年的宇航员选拔中几乎被选中,在超过 3,000 名初始申请者中进入了前 100 名。杜尔达、斯特恩以及另一位将在维珍或 XCOR 上飞行的西南研究所行星科学家凯茜·奥尔金 (Cathy Olkin) 都曾是宇航员候选人,并且都通过了 NASA 的飞行体检。
“我们三个人都走了传统的路线,并且在选拔过程中走到了最远。现在我们无论如何都要飞行了,”杜尔达说。“我们不接受否决。”
但是,在营利性飞船上将实验送入太空,与在联邦火箭或航天飞机上争夺空间会截然不同。除了成本较低之外,大学和私人研究机构的科学家可能会面临一些新的法律问题。
曾在私人航空航天公司、NASA 和联合国工作的空间法专家史蒂芬·E·多伊尔 (Stephen E. Doyle) 表示,商业太空运营商可能会引发有关知识产权和技术许可协议的新问题。国际空间站的 15 个成员国就空间站的各种舱段以及如何在这些舱段中处理发现的成果达成了专利协议。多伊尔说,日本建造了“希望”号实验舱,并规定它是日本财产,其中进行的一切也是如此:“在那个实验室里进行的任何事情都是日本的财产,并将被视为日本的发明。”
同样,旅游飞船公司可能也会制定合同,确保对在其飞船上进行的任何新发现获得免版税许可。科学家将拥有因亚轨道“尤里卡时刻”而产生的任何发明,但促成此类发明的公司可能希望分一杯羹——就像私人实验室希望获得在该实验室发明的许可一样。
“他或她通过发明在实验室里所做的一切都将属于发明者。但是他们(实验室或飞船所有者)可能会说‘如果你不在我的实验室,你就做不到’,”多伊尔说。
在这种情况下,所有者可以起草合同,要求免版税使用权,以及在所有者从发明中获得任何收入时支付版税的协议。
怀特塞德斯表示,西南研究所的合同并未深入探讨这些细节——他说维珍高管尚未讨论潜在的许可协议。
“也许我们将来会与其他研究人员和技术人员进行商业化合作,但我预计前几笔交易将相当简单——只要安全,他们拥有所有成果的权利,”他说。“但这确实是一个有趣的观点,也许我们应该多想想。”
截至上周,维珍公司已收到 420 多笔预付款,来自希望花费至少 20 万美元体验四分钟亚轨道飞行的潜在旅行者。科学家如何在如此拥挤的日程中找到位置?怀特塞德斯表示,维珍公司计划每周飞行一次,包机飞行可以适应日程安排。在某些情况下,科学家甚至可能与游客一起飞行,只要他们的实验不碍事,他说。
“这些将是包机,或专用航班。我们可能在某个时候会说‘2013 年 7 月 15 日将有一个科学航班’之类的,然后看看谁想来,”他说。
对于像 XCOR 这样的公司,只有飞行员和一名乘客的空间,需要专门的科学任务。
自西南研究所宣布以来,怀特塞德斯表示,他接到了其他研究人员的来电,他们有兴趣在维珍银河公司的飞船上搭载实验或人员。他没有透露任何姓名或细节。
“人们仍然在努力理解,这将是一个可供他们使用的研究平台。随着时间的推移,越来越多的研究人员会意识到他们可以在上面进行有价值的科学研究,”他说。
杜尔达表示,他预计亚轨道研究将与太空旅游业一起蓬勃发展。
“这将改变我们对地球生命的看法,”他说。“因为我们将飞行人们,他们对生活有不同的关注点,有不同的背景,我认为我们将有一些前所未有的重大突破和变革。这将是一个令人惊叹的未来。”
