《未来22世纪》的航天技术

　　《未来22世纪》是一部以新边疆之太空移民为线索的科幻小说，它的前奏是作为历史背景铺垫的，向海洋，沙漠和西伯利亚等方向的移民，那么需要设想人类真正具备经济可行性的进入太空的动机和通道。一个最明显的限制是，人类目前依靠化学能源升上太空，成本太高，一公斤栽荷进入同步轨道，大约需要一百万美元。而人类停留在太空，每人需要至少３０升水作循环，连同损耗，即便是最高效率的循环回收装置，每个月至少还要再补充三升水（一加仑），仅此一项，初始发射费用就达到３千万美元，每个月外加三百万美元。这样的费用太贵了，不具任何经济可行性。
　　人类要真正移民太空，就必须解决这些根本性的后勤。可能的设想是，太空中本身有足够的水源，因此只需要完成初始开发的发射即可。这样初始的费用再贵，也是一次性，以后就可以直接取之于太空。这种可能性是存在的，而且太空中的水源，甚至在太阳的内圈轨道，都是取之不尽，只需要截住往来的慧星的一部分即可。一项精心设计的宇宙工程，可以把一个几十万吨，足球场立体大小的慧星，用塑料封闭后，通过定向爆破，将它转移到地球或者月球的轨道上，就可以成为一个巨大的，专供太空工程购买之用的“水库”。月球上也可能会有足够的水存量。月球上肯定遭受过慧星撞击，有些慧核没有完全气化进入太空，重新在撞击区凝固后，未来得及渗入月心就冻结起来，形成了月球下的水矿，可以通过地震波勘探这些水矿开采，这样就可以解决初期移民的水源。水源解决了，如果顺带还解决了二氧化碳的来源，就可以利用太空中的阳光，在太空中开始种植，移民的最困难一步就解决了。
　　但是移民太空，毕竟除了水以外，还有大量的其化后勤物资。如果不能解决升空费用昂贵的问题，太空移民也是不可能的。当然，换一个角度看，在技术不成熟时，太空费用太贵，未尝不是一件好事。不然阿猫阿狗都可以发射点玩具上天，再砸下来，恐怕就不是闹着玩的。化学燃料的燃烧极点只有几千度，这本身就已经限制了它的推力，也确定了发射上太空的高价。因此可以肯定的是，未来如果存在成熟的，较低成本的发射技术，肯定不会是化学燃料地发射火箭。美国正在研制中的甲烷空天飞机，可以利用大气层中稀薄的氧气，从而减轻了携带氧化剂的重量，并且可以将速度达到十几倍音速，接近第一宇宙速度的一半！把它作为发射平台，大概可以减少一级火箭，但成本降低不了多少，估计也不是解决方案。
　　核原料的技术未解决，而且核反应的反应效率虽高，却是缺乏作为反推力的物质，宇航中的核子发动机，因此连科幻在逻辑上的合理关口都过不了。类似的还有同质异能素，可以储存比化学燃料高一千倍的能量，但是它的反应方式是释放伽玛射线，如果不能找到其中的喷射中介，想象不出这些伽玛射线，如何变成推进火箭的动能。科幻无极限，可以想象，存在象《星际迷航》式的物质转移。但正如前面所说，这样太先进了，不象是《未来22世纪》的可能产物，而且也太可怕；等于说阿猫阿狗都可以随便弄点东西上太空，再砸下来，那个世界，一天到晚都是廉价洲际导弹的轰炸。
　　比较合理的方式是凡尔纳设想的太空大炮。当然，不是凡尔纳设想的，用火药发射，这样加速距离太短，加速度太大，就算是用来发射货物，恐怕都很容易损坏。可以设想用电磁轨道发射，这样就可以用地面的电力作成本，不必携带重复性的燃料，加速度可以调整，只需要解决进入空气中的冲击力，这样的话，发射成本就可以大幅度降下来，相应的是基建成本的大幅度增加。可以计算出，一个以10g（这是人类正常可以承受的最大加速度）加速度达到第一宇宙速度的加速距离S=v2/20g＝32万米。这门大炮不太可能竖起来，就算钻入地壳也不行。不过喜好，从来没有说过，发射入太空，非要垂直。到今天为止的火箭发射之所以垂直，是因为火箭既然不能从大气中吸引氧气，那么垂直发射所需要携带的原料最少。
　　地面电磁炮不存在原料携带的问题，所以可以水平发射，距离虽然远了一点，但是工程费用却下降了，发射成本可以摊分到地面的能源上。而且既然可以水平发射，加速就不一定需要直线，可以回旋加速，加速轨道虽然达到64万米以上，但是维护成本却可以降下来。事实上，由于人类本身上可以坐太空梭上太空，所以加速度不一定需要限制在10g，如果提高到100g，发射轨道就只有几十公里长。对于今天已经可以建几千公里高铁的技术来说，未来22世纪建筑这样的电磁发射场，不成问题。发射加速的过程中，可以在抽真空的轨道之中。既然危险只是在接触空气时的震荡，但是能源却消耗在轨道加速的地面能源上，因此可以在载荷舱的前方甚至周围，包围上可以抛弃的，精巧的话可以回收的装甲外壳。
　　可以想象，发射过程中一枚炮弹一般的载舱，以第一宇宙速度更快的速度撞入大气中，发出远近可听的轰鸣和流星般的火光，——如果减轻撞击空气时的力量，当是要解决的技术难题，这里假定已经得到解决，今天的洲际导弹再入大气层，不会更容易；——然后在几秒内即已经进入到太空，保护层自动脱离，载舱的内置动力开动，驶向轨道上的集结站。用这个办法，由于降低了携带化学原料的成本，估计可以将初始发射成本降低100倍到1000倍。如果成真的话，宇宙移民的初始后勤的成本，就可以解决了。