起源于非洲的人类，面对苍茫大海的阻隔，通过建造船只等交通工具挑战成功，最终将足迹踏遍全球各地。而在面对浩渺太空之时，人类所面临的挑战更为险峻，飞跃太空首先需投入更多人力物力摆脱地球引力的作用，并与当年人类通过尖端技术打造可以远航的船只类似，如今的人们更需投入更多的技术研发经费甚至是付出生命的代价来实现太空探索之旅。其间，还要面对诸多难以逾越的挑战。
首当其冲的挑战便是如何飞离地球。从某种程度上讲，飞离地球类似离婚，当事人欲轻车简从，迅速离开对方，但强大的幕后势力往往迫使其难以如愿。对于太空探索而言，地球引力的强势尤甚。根据测算，若地球表面的任一物体想要离开地球自由飞行，则需斥资近2亿美元通过火箭发射升空，且其飞行时速需超过2.5万英里，这还未包括载人飞行器内工作人员的日常补给。为达成这一飞行速度，飞行器往往需采用异金属合金等特殊材料制造，以减轻机体重量，同时还要配备更高效更强大的混合燃料以助推飞行器。基于此，可重复使用的飞行器因其省钱功效正成为太空探索的新潮流。美国太空探索技术公司目前所打造的猎鹰九号火箭设计方案正是以重复使用为目的。
此外，如何有效推进太空飞行器速度也是人类所面临的巨大挑战之一。众所周知，物体质量越大，所需的推动力越大，而发射飞行器的火箭往往是庞然大物，虽然最初助推火箭的化学推进剂威力强大，但往往会在刹那间消耗殆尽。此后，飞行器或许要历经数年的太空旅行，这就需要人们找到全新的方法获得源源不断的推动力，这也正是当前火箭专家们的科研攻关重点。
再有，太空垃圾正成为人类探索太空所绕不开的一道难题，充斥于太空的各类碎片往往会影响飞行器的正常运行。目前，专事太空碎片研究的美国太空碎片监测网站已在地球周边观测到至少1.7万个时速超过1.75万英里的碎片。据测算，每一碎片的大小都不亚于一个垒球，若再加上小于10厘米的碎片，则其总量接近50万个。
另外，探索太空还事关导航工具难题。据了解，目前应用于太空的导航工具只有深空网络一家。如今，无论航空专家确定飞行器位置还是地球上的超精密原子时钟确定网络信号到达飞行器的时长，均需依赖该导航工具。但随着越来越多太空飞行器投入运行，这一太空导航网络已变得愈加拥挤不堪，甚至有些应接不暇。所以，近期美国太空总署正试图减轻深空导航网络的定位负担。未来，该导航工具专家有意设计出一套自主系统，该系统可收集目的物和周围物体的图像，并通过使用其相对位置为宇宙飞行器定位，从而无需地面控制。总之，太空导航专家们希望在太空打造一个像地球上的全球卫星定位系统（GPS)那样的导航系统，以解决太空定位难题。（石璐）
《连线》
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