30年后，航天飞机的外形更会像是一个长了翅膀的砖块。它生硬的外形会在重返大气层时产生强大的冲击波，这有助于机身免受周围大气层摩擦的破坏：而如果它们的外形和飞行方式类似于高性能喷气式飞机，那么其机翼前沿的温度将远远高于目前大约1600℃的水平。针对这些，科学家们正在研究一种新型的复合陶瓷材料，这种材料可以忍受将近28000℃的高温，但目前这种材料还比较脆弱，而且很笨重，要想真正将它们用到外形圆滑的航天飞机上，还有很多的研发工作要做。
超音速冲压式喷气发动机
然而科学家们遇到的技术障碍还远远不止这些，如何让航天飞机安全进入轨道才是首要的难题。为了克服地球引力的作用，航天飞机必须加速到每小时4万千米以上的速度。
要想飞得快，首先就要解决重量上的问题。数十年来，工程人员们绞尽脑汁，力图解决飞行器的重量问题。由于燃料占了助动火箭重量的绝大部分，最好的解决方法就是使用一种重量轻、效率超高的推进剂。
新一代的航天飞机不会再携带大量的液态氧，而是在超音速状态下在大气层中随时吸收氧气，再进行压缩，然后使用一个特殊的气缸，与航天飞机自身携带的液态氢进行燃烧。在加速到声速的若干倍之后，飞机将会竖直向上升入轨道。这种新颖的发动机设计称为“超音速中压式喷气发动机”。
除了减轻燃料携带量以外，减轻航天飞机自身的重量也是一个可行的途径。20世纪末期，美国科学家们就设计出了能够以“单级推进方式”进入轨道的轻型航天飞机。
这种航天飞机是用石墨和环氧树脂复合材料做成的，重量只是常规航天飞机的一半还不到。但是在1999年进行的试验中，用这种材料做成的氢燃料箱壁发生了破裂。在已经花费了10多亿美元的经费以后，人们只能被迫放弃了这一计划。
轨道太空飞机的研究
现在美国宇航局的航天飞机替代计划比以前要保守得多。它不再将全部的资金和时间都押在先进的引擎或轻型复合材料上，而是计划建造一个小型航天飞机，命名为“轨道太空飞机”。这种轨道太空飞机将被捆绑到常规的一次性火箭助推器顶部，发射到太空中。该计划的目的是要让它先作为国际空间站的“救生艇”，过一段时间以后，再作为空间站人员轮换使用的常规运载工具。
“哥伦比亚”号的失败几乎给美国的载人航天计划以致命的打击。但专家们可以肯定的是，在研制新式重复使用式航天飞机的过程中，所遇到的技术障碍是能够解决的。同时他们也指出，只有当计划的倡导者以一种审慎的目光看待目标时，他们才有可能获得成功。
天上的风力发电站
还记得那个骑着一匹老马，勇敢同“敌人”——风车作战的骑士堂·吉珂德吗？有人认为他是个笨蛋，竟然把风车当成妖怪；但很多人却敬佩他的勇气，因为他不顾别人的嘲笑，努力朝着自己的理想前进。
荷兰的风车当然这里可不是介绍堂·吉珂德，而是故事中的另一个主角：风车。风车大家都很熟悉了，一间有着三角顶的小房子，上面装了一个好像电扇扇叶样的东西，这就是风车了。世界上以风车闻名的国家就是荷兰，人们习惯把荷兰称为“风车之国”。
风车发电面临的困难
最早的风车是用来帮人们提水灌溉的，然而，现在大多数风车被人们用来发电，因为风能是世界上最不缺的能源之一，另外还没有污染环境的问题。根据报道，目前全世界风车发电的装机容量已经达到了5万兆瓦，大约相当于50个核电站。但是，这种没有污染的能源利用，还是面临着不少问题。例如：它会产生很大的噪音，每次叶片旋转的时候，就会干扰附近通讯信号的接收；另外还由于自然界的风力常常不够稳定，导致风车实际发电率很少能高于三成。假如风刮得过大，类似台风和龙卷风什么的，那结果就更惨了，风车往往就会“夭折”。
风车应该飞上天去
为了解决风车发电的这些问题，科学家们想到了很绝妙的解决办法：澳大利亚的一位工程师建议把风力发电机放飞到空中，而不是安装在地面上。这是为什么呢？
原来，在5000米到15000米的高空中，风是以每小时320千米左右的速度流动着的，如果风车能在这一高度发电的话，估计发电效率将达到80％到90％。目前，他已经与其他3位工程师开始合作，在美国创办了“天空风能公司”，以实现这个“异想天开”的发明。
他们研制的设备取名为“飞行发电机”，它由1个架子和4个螺旋桨组成，根据这位工程师的设想，到时这个飞行发电机将像风筝一样，在风中不停地盘旋。每个螺旋桨直径均为40米，完全用碳纤维、铝合金、玻璃纤维等航空材料制造。
同时与地面相连的“风筝线”具有固定发电机和传回电能两个作用，这些线约10厘米粗，内层是导电的铝丝，外层则包着极为坚固的纤维。这个飞行发电机约重20吨，起飞的时候，由地面向其供电，使螺旋桨旋转，就像直升飞机一样带动整个结构升空，达到预定的高度后，倾斜40°左右，这时候一方面利用风产生的升力继续维持这个高度；另一方面利用风力带动螺旋桨发电，然后把2万伏特的电压传到地面上。
便宜的电
现在电价越来越高，那么通过这个“大风筝”发的电也会很贵吗？以目前对“天空风车”28l万瓦的设计发电能力、一般美国城市上空80％的风力发电率计算，每度电的成本约为1.4美分，绝对比用其他发电燃料来发电便宜得多。
这位充满着奇思妙想的工程师还曾在澳大利亚试验了一种初级空中发电机，不过当时的设计相对简单，只能在低空试飞。而高空发电机的设计要更为复杂：需要计算机来控制平衡，再通过全球卫星定位系统定位；要保证在恶劣天气与机械故障情况下能进行方便的维护，还要避开闪电电击带来的损失。
根据“天空风能公司”的计划，只要获得了美国联邦航空局的批准，他们就将在2年内建造出一个功率为200千瓦的发电机原型，并在美国上空进行试验。出乎意料之外的还有：这种发电机造价成本非常低，只需大约400万美元。而我们现在用途最广泛的火力、电力发电机造价都在上千万甚至上亿元！
如果30年后有一天，当我们抬头看到天上正飘着一台台风车时，千万别以为是在做梦啊！因为那正是“天空风车”在为我们提供干净、便宜的电力。
哈勃望远镜的“接班人”
试过从20多层高的楼顶上往下看吗？你是不是觉得楼下的人此时都变成了“小蚂蚁”，就连平常庞大的公共汽车也变成了“小甲壳虫”？如果这时有一个望远镜，那一切都不同了，楼下的一切仿佛就在你眼前。其实这还只是望远镜中最普通的一种，其他的还有专门用来进行天文研究的天文望远镜、可以拍照的数码望远镜，等等。在这些各式各样的望远镜里，最神奇的可能要算是太空望远镜了！
哈勃太空望远镜
1990年，世界上第一台太空望远镜问世了，设计者们用美国天文学家埃德温·哈勃(1889～1953)的名字为其命名，这就是着名的哈勃太空望远镜。它可以在距离地面500千米的太空上进行观测，不仅不会受到恶劣气候的影响，而且还摆脱了地球大气的干扰，能够达到地面上任何望远镜也达不到的高灵敏度和高分辨力。这也是当今世界上最先进的太空望远镜。
从1990年4月25日升空后，“哈勃”至少环绕了地球轨道8.8万圈，拍摄了75万张珍贵的外层空间和地球的照片。
人到了一定的年龄就要退休，通常，太空望远镜的寿命，按设计要求至少是15年。哈勃望远镜现在也到快要退休的年龄了。宇航员已经对哈勃望远镜进行了4次维修，每次都耗资无数。而且随着望远镜技术的迅速发展，要求哈勃退休的呼声也越来越高。据工程师们分析，“哈勃”逐日老化的太阳能电池还能让它支撑到2007年，那时必须更换新电池和陀螺仪，否则，“哈勃”将无法继续工作。除了使用寿命之外，由于制造上的误差，哈勃太空望远镜不能辨别140亿光年以外的物体，而只能看清140亿光年以内的物体。另外，它的太阳能电池板因热胀冷缩还存在颤抖问题。
为了解决“哈勃”面临的一系列问题，科学家决定在30年内使用一台新式太空望远镜来代替“哈勃”，那么新的“继承人”究竟会是什么样子呢？
更好的“詹姆斯·韦伯”
太空中的哈勃望远镜事实上，一个大型空间计划从策划到最终实现，一般都要经过20年甚至更长的时间。从1996年开始，美国宇航局就已经向全球招标，这次竞标的激烈程度简直可以和竞选总统相媲美。经过多轮激烈的讨论、对比，制造新的太空望远镜计划终于诞生了！这就是“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，从2030年开始，它将代替哈勃望远镜，去漫游太空，探索深邃的宇宙洪荒。
同“哈勃”相比，“詹姆斯·韦伯”更大、更精密，能勘测到更远的太空！而质量只有“哈勃”的三分之一。有趣的是，它还是一架没有镜筒的望远镜。
在外型上，“詹姆斯·韦伯”与哈勃望远镜几乎没有一点相似之处。它主镜片的直径约为6米，比哈勃太空望远镜的主镜片宽2.5倍。如此巨大的镜片，使得它能够探测到光亮度很低的星体，这一点比“哈勃”要强上400倍！由于没有哪个运载火箭的容量可以大到有效容纳如此大的镜片，因此，“詹姆斯·韦伯”的镜片将会被做成一系列六边形分镜片，发射时分镜片将被折叠起来。在发射之后，一个大约有网球场大小的遮光罩将在太空中缓缓展开，这样就可以遮挡住来自太阳的热量了。
按计划，“詹姆斯·韦伯”将在2031年由“阿丽亚娜5型”运载火箭发射升空，升空后它将在距地球150万千米的空间位置飞行。
和哈勃太空望远镜不一样的是，“詹姆斯·韦伯”因为距离地球太遥远，所以无法派宇航员进行维修保养，因此它的设计制造必须完美无缺，否则将功亏一篑！
尽管现在它还躺在实验室里，天文学家们却已经开始为它的任务作出了美好的设想：到那时，根据“詹姆斯·韦伯”拍摄回来的数据和照片，人们将对星系的起源和演化、行星及恒星的各种情况进行更深入的了解，开创探索银河系和附近星系的新历史。“詹姆斯·韦伯”也许会告诉我们：在宇宙中，地球从不孤独，有那么多颗星球在陪伴着它，而在银河系之外，还有更浩瀚的宇宙等待着我们去探求发现！
向“地球杀手”开战
大自然有着无穷的力量，人类永远无法完全控制这种力量。2004年底的印度洋大海啸、2005年的巴基斯坦大地震……地球上发生的各种大大小小自然灾害，不仅吞噬了许多宝贵的生命，还造成了巨大的经济损失。那么在未来几十年里，地球还会遭受什么样的大劫难呢？
众多科学家经过仔细研究，估计下一个“地球杀手”将是小行星“阿波菲斯”。这是在计算该小行星的运行轨道时发现的：它将在2036年撞击地球，到时所产生的破坏力将比印度洋海啸可怕得多。为了保护地球家园，科学家们决定在太空安放一个跟踪器，监视小行星“阿波菲斯”的运行轨道。
“阿波菲斯”是已知小行星中对地球安全最具有潜在威胁的一颗，它是一颗形状极为不规则的小行星。这颗行星是在2004年6月被发现的，然后又一度失去了踪迹，直到6个月后又再次被发现。2004年的圣诞前夜，科学家们通过不间断的观测，从获取的数据中显示：“阿波菲斯”小行星将在2029年4月13日第一次与地球“紧密接触”——擦身而过，那时，它们之间的距离将非常近。
行星虽小威力巨大
在许多科学报告里，小行星“阿波菲斯”被天文学家们描述成一个“可怕的敌人”。在他们看来，到时一场地球保卫战是在所难免了。
2029年4月13日，一个黑色星期五，到时候将会有数以百万计的人来到户外，抬头仰望，暗自窃喜自己的好运。因为，那天小行星“阿波菲斯”将会在3万千米的高空掠过地球，就像一颗流星飞快划过夜空一样。
但千万别高兴得太早，当小行星“阿波菲斯”于2029年掠过地球之后，它运行的轨道将会因地球的引力而发生变化，这一变化足以促使它在7年后掉转头来和地球相撞。每秒5.9千米的撞击速度将产生巨大的破坏力：足以使美国得克萨斯州消失，或使两个欧洲国家消失；如果它落到海洋里，那么将引起毁灭性的海啸，比起2004年印度洋大海啸将更为猛烈。在如此毁灭性的撞击中，地球上的任何生物都在劫难逃。目前，在俄罗斯举行的“小行星安全问题研讨会”上，天文学家制作了一个模型，假设“阿波菲斯”击中太平洋，将会掀起200米高的巨浪，它的冲击波掀起的灰尘，将笼罩地球上大部分的地区，这些地方的动植物和人类将因为严寒和生存空间被破坏而死亡。
“地球保卫战”正式开始
为避免这一灾难的发生，科学家决定为小行星装上一个无线电跟踪器，以跟踪监视它的运行轨道。世界各国的科学家们也在紧密合作，研究用各种办法来保卫我们赖以生存的地球。
