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本文作者: 科普中國(guó) | 2016-04-20 12:02 |
編者按:本文作者來(lái)自科普中國(guó)
人類早已登陸過(guò)月球,也一直有志登陸火星,但重返月球喊了多年卻仍未出現(xiàn),更別提踏上火星了。這背后的原因很多,不過(guò)高昂的成本是一個(gè)不容忽視的重要因素。
擁有夢(mèng)想的人們并未放棄,經(jīng)過(guò)鍥而不舍的鉆研與嘗試,已經(jīng)開發(fā)出了節(jié)約成本的兩大招式。
第一大招為可回收火箭。SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭已經(jīng)成功完成了陸上和海上的回收試驗(yàn)。對(duì)于SpaceX公司來(lái)說(shuō),火箭不再是一次性用完即廢,而是可以重復(fù)使用數(shù)十次的,未來(lái)的發(fā)射成本相比以前將節(jié)約百分之九十以上。
第二大招是充氣式太空站,它是以減少航天器自身重量以壓縮成本的另一條康莊大道。
今天,我們將重點(diǎn)談?wù)勥@第二大招,主角輪到它:
4月8日,獵鷹9號(hào)火箭首次成功返回到海上回收平臺(tái),在那一天,私人太空公司SpaceX是主角,而4月16日,輪到畢格羅太空公司走到了最前臺(tái)——BEAM充氣式太空艙經(jīng)由SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭運(yùn)到太空,與國(guó)際空間站成功對(duì)接,并完成充氣。
BEAM充氣式太空艙
BEAM與國(guó)際空間站(簡(jiǎn)稱ISS)對(duì)接后
其體積經(jīng)過(guò)充氣膨脹到以前的4.44倍,直徑為3.23米,長(zhǎng)4.01米,可為航天員提供大約16立方米的活動(dòng)空間。
看起來(lái),這個(gè)充氣式太空艙似乎也不是那么大嘛,其實(shí),它只是一個(gè)試驗(yàn)艙,是為了驗(yàn)證未來(lái)的充氣式太空站而做的準(zhǔn)備。
BEAM將與國(guó)際空間站一起共度兩年時(shí)光,以檢測(cè)它是否會(huì)漏氣,在保溫和防輻射效果上是否過(guò)硬,是否經(jīng)得起微隕石和空間碎片撞擊偵測(cè)的考驗(yàn)等等。每隔一段時(shí)間,宇航員們就會(huì)進(jìn)入BEAM以進(jìn)行各項(xiàng)檢查,每次停留數(shù)小時(shí)。經(jīng)過(guò)兩年的嚴(yán)酷考驗(yàn)后,它將脫離空間站并進(jìn)入大氣層燒毀。
若一切測(cè)試正常,那么,畢格羅太空公司就要放開手腳再出重拳,發(fā)射BA330太空艙。
一個(gè)BA330重20噸,充氣后可提供330立方米的空間,此為其名字由來(lái)
兩個(gè)BA330組合在一起就是一個(gè)充氣式太空站
圖為國(guó)際空間站(ISS),看上去很大,但其內(nèi)部加壓空間僅為916立方米,也就是說(shuō),一個(gè)BA330充氣后相當(dāng)于ISS的三分之一。
圖為畢格羅太空公司正在設(shè)計(jì)的充氣式太空站。國(guó)際空間站耗時(shí)18年才建設(shè)成功,總重量420噸,而畢格羅設(shè)計(jì)的空間站只要3個(gè)BA330就夠了,總重60噸。
根據(jù)畢格羅太空公司的官方介紹,BA330對(duì)太空環(huán)境中的防輻射能力等于或大于國(guó)際空間站。艙體上將提供4個(gè)防紫外線的窗戶,可讓未來(lái)的太空游客欣賞地球。
圖為BA330與國(guó)際空間站上的“命運(yùn)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙”的大小對(duì)比。BA330充氣展開后,艙體壁厚0.46米,據(jù)該公司的官方介紹,在防空間碎片和微隕石撞擊上,BA330提供的保護(hù)優(yōu)于現(xiàn)在的國(guó)際空間站。
畢格羅太空公司的官方信息可信嗎?難以肯定。但我們能確定的是,NASA已經(jīng)與這家公司簽訂了一份1780萬(wàn)美元的訂單,他們的太空艙也已經(jīng)與國(guó)際空間站對(duì)接。這家公司的CEO羅伯特·畢格羅在一場(chǎng)演講中說(shuō):“兩年半前,有人嘲笑我們的計(jì)劃,現(xiàn)在再也沒有人嘲笑了?!?/p>
圖為羅伯特·畢格羅,雖然他是地產(chǎn)商出身,但他的征程是星辰大海。
充氣式太空艙最大的好處,當(dāng)然是節(jié)約成本,本來(lái)要運(yùn)送10噸家伙進(jìn)入太空,現(xiàn)在只運(yùn)1噸,成本不降才怪。
另外,國(guó)際空間站因?yàn)樘幵诮剀壍?,有殘余大氣阻力,所以每個(gè)月它的軌道高度會(huì)下降2千米左右,如果不開啟發(fā)動(dòng)機(jī)以提升軌道高度,遲早會(huì)落入大氣層。然而,空間站越重,發(fā)動(dòng)機(jī)所需燃料就越多。這意味著,在20年的壽命期內(nèi),充氣式太空站因?yàn)檩^輕的質(zhì)量,所需維護(hù)軌道衰減的成本也會(huì)比較低。
人類一直有志于登陸月球和火星,只可惜那里沒有酒店。無(wú)論是高大上的3D打印,還是現(xiàn)場(chǎng)拌水泥砌磚,一個(gè)很大的問題是需要較長(zhǎng)的時(shí)間,最害怕的是,房子建好了人卻沒了……而使用充氣式太空艙的話,打打氣后就可以進(jìn)去睡午覺。
羅伯特·畢格羅的征程是星辰大海
我國(guó)將于2020年左右建成自己的空間站,也許,摸著石頭過(guò)河的畢格羅太空公司,他們的大膽創(chuàng)新和探索,將會(huì)為我國(guó)未來(lái)的空間站提供一些可能的借鑒。
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