继两个多月前NASA的航天飞机项目寿终正寝以后，最近，美国费米国立加速器实验室的万亿电子伏正负质子对撞机也关闭了。这两大科技项目在上世纪八十年代不仅是美国的骄傲，也是全世界科技工作者和青少年学生心中的偶像。从另一方面来看，这也曾经是美国当年领导科学界探索宏观和微观世界所取得的里程碑。然而，如今美国政府的关注点已经从发展高科技转为基础设施建设，而美国人民的注意力也转向了如何养家糊口的就业问题。这从一个侧面放映出了美国在整体上出现了由盛转衰的迹象。
此次关闭对撞机设施主要是由于去年欧洲强子对撞机的成功运行，其能量达到了费米实验室加速器的七倍。然而，财政问题也是一个主要因素，因为费米实验室在一些相关领域的研究上还是很有价值的，例如制备同位素和同步辐射，等等。NASA的航天飞机项目在整体设计上就存在问题：首先是航天飞机的尺寸和重量太大，其次是在发射时三大系统之间的结构过于松散，此外还有返回大气层的方式和隔热层设计。这些缺陷导致了“挑战者”号在发射时的爆炸和“哥伦比亚”号在返回过程中的解体。当然，航天飞机项目的研制开始于上世纪七十年代，其设计思想深受阿波罗登月计划的影响。转眼四十年过去了，美国完全有能力研发出新一代空天飞机。然而，同样是因为财政问题，NASA只好回到了靠传统火箭来发射航天器的时代。这是美国科技政策（如果其存在的话）的一大失误；一旦在技术上出现了一代人的断层，将来就很难恢复到领先水平。
如今，研制下一代空天飞机的任务就落在了中国肩上。首先，航天飞机的使命是载人旅行，因此其尺寸可以大幅缩小，重量控制在五十吨左右。这样就可以把航天飞机嵌入到一个“航天母机”上，其尺寸与波音747相仿。然后再把“航天母机”放置在一个在四到八条平行铁轨上滑动的发射车上，采取水平发射方式像常规飞机那样从跑道上起飞。航天母机的动力可以采用冲压发动机，它可以把航天飞机助推到50公里的高度。然而，冲压发动机只能在0.5马赫以上的速度才能开始工作，所以，在水平加速阶段要靠航天飞机的火箭发动机和发射车上的固态助推火箭来推进。由于没有了重力的束缚，在滑行阶段并不需要很大的推力。例如，如果采用五公里长的跑道，只需0.4g的加速度就可以达到接近200 m/s的速度。我们可以与NASA的航天飞机做一个对比：两个高耸入云的大型固态助推火箭变成了固定在发射车上的小型火箭，巨大的燃料罐转化为航天母机内的燃料储存器，悬挂在助推火箭和燃料罐之间的航天飞机也被植入了航天母机。因此，这种发射航天器的方式变得十分安全可靠而且经济实用；人们不必像以往那样，每到发射倒计时的时候手心里都捏一把汗。此外，这样的航天母机还可以军民两用；如果不搭载航天飞机，就可以变成超高速战略轰炸机。
在航天领域重返大气层的所谓“再入”过程一直是一个老大难问题，因为如此高的动能和势能要在如此短的距离和时间内消耗掉，必然在与空气摩擦中转化为超高温。在运载火箭时代，这个问题是无法避免的。NASA的航天飞机也采用了传统的直线式降落，结果导致了“哥伦比亚”号的悲剧。下一代的空天飞机应该另辟蹊径，例如，可以采用螺旋线式的降落模式。由于穿越大气层的距离和时间都大大延长，与空气摩擦的强度会大为减弱，因此可以像滑翔机那样地安全着陆。为了增强在大气层中的可操纵性，航天飞机的机翼可以适当增加一些可控的“襟翼”。
前几天中国成功地发射了“天宫一号”，向建设空间实验室方向迈出了关键性的一步。然而，从苏联的“和平号”空间站和现在运营的国际空间站中，我们可以借鉴一些经验和教训。首先，这种有宇航员坚守的空间站的运营费用太高，从长期来看没有可持续性。其次，这些空间实验室所进行的科学研究并没有很大实用价值。因此，将来中国的空间站可以向“客栈”方式发展，宇航员只在此做短暂停留，任务完成以后就返回地球老家，或者搭载航天飞机奔赴另一个空间站。在宇航员离开以后，空间站就进入一种低能量水平的休眠状态，从而可以大幅度降低损耗。摆脱了高昂的长期维护费用，中国可以建造一系列的空间站，在太空中形成一个空间站与卫星的体系。