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降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

本文作者: 科普中國 2016-04-20 12:02
導語:BIG space,LOW cost:Bigelow充氣式太空艙

編者按:本文作者來自科普中國

節(jié)約探索成本的兩大招式

人類早已登陸過月球,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,不過高昂的成本是一個不容忽視的重要因素。

擁有夢想的人們并未放棄,經(jīng)過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。

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

第一大招為可回收火箭。SpaceX的獵鷹9號火箭已經(jīng)成功完成了陸上和海上的回收試驗。對于SpaceX公司來說,火箭不再是一次性用完即廢,而是可以重復使用數(shù)十次的,未來的發(fā)射成本相比以前將節(jié)約百分之九十以上。

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

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,我們將重點談談這第二大招,主角輪到它:

 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

4月8日,獵鷹9號火箭首次成功返回到海上回收平臺,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——BEAM充氣式太空艙經(jīng)由SpaceX的獵鷹9號火箭運到太空,與國際空間站成功對接,并完成充氣。

 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

BEAM充氣式太空艙

 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

BEAM與國際空間站(簡稱ISS)對接后

其體積經(jīng)過充氣膨脹到以前的4.44倍,直徑為3.23米,長4.01米,可為航天員提供大約16立方米的活動空間。

看起來,這個充氣式太空艙似乎也不是那么大嘛,其實,它只是一個試驗艙,是為了驗證未來的充氣式太空站而做的準備

BEAM將與國際空間站一起共度兩年時光,以檢測它是否會漏氣,在保溫和防輻射效果上是否過硬,是否經(jīng)得起微隕石和空間碎片撞擊偵測的考驗等等。每隔一段時間,宇航員們就會進入BEAM以進行各項檢查,每次停留數(shù)小時。經(jīng)過兩年的嚴酷考驗后,它將脫離空間站并進入大氣層燒毀。

若一切測試正常,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。

小體重、大空間的BA330

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

一個BA330重20噸,充氣后可提供330立方米的空間,此為其名字由來

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

兩個BA330組合在一起就是一個充氣式太空站

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

圖為國際空間站(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,一個BA330充氣后相當于ISS的三分之一。  降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

圖為畢格羅太空公司正在設計的充氣式太空站。國際空間站耗時18年才建設成功,總重量420噸,而畢格羅設計的空間站只要3個BA330就夠了,總重60噸。 

降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

根據(jù)畢格羅太空公司的官方介紹,BA330對太空環(huán)境中的防輻射能力等于或大于國際空間站。艙體上將提供4個防紫外線的窗戶,可讓未來的太空游客欣賞地球。 

 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

圖為BA330與國際空間站上的“命運號實驗艙”的大小對比。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提供的保護優(yōu)于現(xiàn)在的國際空間站。

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1780萬美元的訂單,他們的太空艙也已經(jīng)與國際空間站對接。這家公司的CEO羅伯特·畢格羅在一場演講中說:“兩年半前,有人嘲笑我們的計劃,現(xiàn)在再也沒有人嘲笑了。”

 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

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,當然是節(jié)約成本,本來要運送10噸家伙進入太空,現(xiàn)在只運1噸,成本不降才怪。

另外,國際空間站因為處在近地軌道,有殘余大氣阻力,所以每個月它的軌道高度會下降2千米左右,如果不開啟發(fā)動機以提升軌道高度,遲早會落入大氣層。然而,空間站越重,發(fā)動機所需燃料就越多。這意味著,在20年的壽命期內(nèi),充氣式太空站因為較輕的質量,所需維護軌道衰減的成本也會比較低。

月球和火星 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

人類一直有志于登陸月球和火星,只可惜那里沒有酒店。無論是高大上的3D打印,還是現(xiàn)場拌水泥砌磚,一個很大的問題是需要較長的時間,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,打打氣后就可以進去睡午覺。 降低太空探索成本:除了回收火箭還有充氣式太空艙

羅伯特·畢格羅的征程是星辰大海

中國的空間站

我國將于2020年左右建成自己的空間站,也許,摸著石頭過河的畢格羅太空公司,他們的大膽創(chuàng)新和探索,將會為我國未來的空間站提供一些可能的借鑒。

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