随着维珍银河和蓝色起源的创始人进行首次飞行，亚轨道太空任务成为新闻。但亚轨道究竟是什么意思，这项技术除了帮助亿万富翁在太空竞赛之外还有其他用途吗？
明天（7 月 20 日），亚马逊创始人、世界首富杰夫·贝索斯将乘坐他的私人航天公司 Blue Origin 建造的 New Shepard 火箭升空。这将是该公司的第一次载人任务，将飞行到 62 英里（100 公里）的高度，然后再次降落在同一个发射台。贝索斯被英国企业家理查德布兰森击败到太空边缘，他于 7 月 11 日乘坐他的公司维珍银河制造的火箭动力太空飞机飞到了 53 英里（86 公里）的高度。
虽然令人印象深刻，但这两种飞行器都与标准太空火箭有很大不同。
“简而言之，不同之处在于这些亚轨道飞行没有足够的速度逃入轨道，”马里兰州约翰霍普金斯大学天体物理学教授 Stephan McCandliss 说。
轨道是指航天器或卫星的侧向动量产生的力与地球引力完全相反，因此它沿着一条弯曲的路径，不断地向地球坠落，但永远不会靠近。当轨道航天器发射时，它开始垂直，但一旦穿过大气层最厚的部分，它就会开始倾斜并加快水平速度，从而产生足够的动量留在轨道上。到达那里是具有挑战性的 – 您需要保持在轨道上的水平速度取决于高度，但对于 150 英里（240 公里）的低地球轨道，它的速度约为 17,000 英里/小时（约 27,400 公里/小时）。
“为了维持轨道运动，你必须以每秒近 8 公里的速度移动，”麦坎德利斯告诉 Live Science。“除此之外，你必须到达海拔高度，你必须穿过大气层，而这一切都需要能量。”
McCandliss 说，任何没有足够能量进入轨道的火箭都会沿着抛物线轨迹，向上循环然后再次返回。但是，尽管此类亚轨道太空任务可能是短暂的，但乘客仍将获得令人惊叹的地球景观，并且还将体验几分钟的失重。
这是因为轨迹的向下延伸本质上是自由落体，重力以相同的方式作用在乘客和车辆上。印第安纳州普渡大学航空学教授史蒂文科利科特说：“简单的解释是，重力将你拉下来，它也把车辆拉下来，所以在当地你会觉得没有重力。”
这对寻求刺激的人来说是一个很大的吸引力，蓝色起源和维珍银河都希望这个市场能够帮助他们维持盈利的太空旅游业务。但它也提供了一些有趣的研究机会，科利科特补充道。
科利科特说，微重力研究已经在国际空间站进行，但在那里进行实验成本非常高，而且设备必须能够承受重力和振动的惩罚才能进入轨道。相比之下，这些新的亚轨道飞行成本只是其中的一小部分，并且对设备的压力要小得多。
科利科特说：“这些旅游车让我们可以更轻松地往返太空。” “所以旅游业为我们创造了这些非常好的低成本研究实验室。”
Collicott 说，亚轨道飞行对于研究人员想要研究通常会被重力影响所掩盖的现象（例如流体中固体颗粒的沉降或凝结）的实验很有用。他在自己的工作中看到了很多潜力，试图了解燃料或人类血液等流体在低重力下的行为。
这也可能是一种在航天技术或实验被送往更昂贵的轨道或深空任务之前对其进行测试的更便宜的方式。例如，可以对低重力紧急手术技术进行试运行，科利科特说，或者确保化学或生物学实验中的所有流体在从火箭助推过渡到零后保持在正确的位置—— G。
科利科特说，短暂的失重时间将是一个限制因素，但这些飞行也为研究人员能够进行实验飞行开辟了前景。“它真的开辟了你真的无法自动化的全新科学领域，”他补充道。
McCandliss 说，这些飞行对很多太空科学家来说并不适用。在过去的 30 年里，他一直在与 NASA 合作建造探空火箭，或在亚轨道飞行中进行科学实验的携带仪器的火箭。虽然这些更昂贵并且只能一次性使用，但它们能够达到高达 435 英里（700 公里）的高度。
这样的高度对于各种空间物理实验都是必要的，包括那种紫外线天文学麦坎德利斯研究。即使在 62 英里处，大气的密度仍然足以干扰电磁信号，因此它们需要在很长一段时间内保持在这个高度以上。“我会告诉人们，’当你可以达到 [186 英里] 300 公里时，来和我谈谈，’”他说。
尽管如此，麦坎德利斯赞赏私营航天工业为增加进入太空所做的努力，并认为这些公司很像海上探索或航空领域的早期先驱。
“有些人认为这是浪费，但我认为它是进化的，”他说。“如果你想拥有一个更强大的基础设施来服务太空和处理太空，这些是你需要采取的步骤。”
