脑洞大开 充气太空站不是梦

人类已经早已登陆过月球,也一直有志登陆火星,但重返月球喊了多年却仍未出现,更别提踏上火星了。这背后的原因很多,不过高昂的成本是一个不容忽视的重要因素。拥有梦想的人们并未放弃,经过锲而不舍的钻研与尝试,已经开发出了节约成本的两大招式。

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第一大招为可回收火箭。SpaceX的猎鹰9号火箭已经成功完成了陆上和海上的回收试验。对于SpaceX公司来说,火箭不再是一次性用完即废,而是可以重复使用数十次的,未来的发射成本相比以前将节约百分之九十以上。

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第二大招是充气式太空站,它是以减少航天器自身重量以压缩成本的另一条康庄大道。

今天,我们将重点谈谈这第二大招。

主角轮到它

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4月8日,猎鹰9号火箭首次成功返回到海上回收平台,在那一天,私人太空公司SpaceX是主角,而4月16日,轮到毕格罗太空公司走到了最前台——BEAM充气式太空舱经由SpaceX的猎鹰9号火箭运到太空,与国际空间站成功对接,并完成充气。

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BEAM充气式太空舱

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BEAM与国际空间站(简称ISS)对接后,其体积经过充气膨胀到以前的4.44倍,直径为3.23米,长4.01米,可为航天员提供大约16立方米的活动空间。

看起来,这个充气式太空舱似乎也不是那么大嘛,其实,它只是一个试验舱,是为了验证未来的充气式太空站而做的准备。

BEAM将与国际空间站一起共度两年时光,以检测它是否会漏气,在保温和防辐射效果上是否过硬,是否经得起微陨石和空间碎片撞击侦测的考验等等。每隔一段时间,宇航员们就会进入BEAM以进行各项检查,每次停留数小时。经过两年的严酷考验后,它将脱离空间站并进入大气层烧毁。

若一切测试正常,那么,毕格罗太空公司就要放开手脚再出重拳,发射BA330太空舱。

小体重、大空间的BA330

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一个BA330重20吨,充气后可提供330立方米的空间,此为其名字由来。

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两个BA330组合在一起就是一个充气式太空站。

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图为国际空间站(ISS),看上去很大,但其内部加压空间仅为916立方米,也就是说,一个BA330充气后相当于ISS的三分之一。

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图为毕格罗太空公司正在设计的充气式太空站。国际空间站耗时18年才建设成功,总重量420吨,而毕格罗设计的空间站只要3个BA330就够了,总重60吨。

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根据毕格罗太空公司的官方介绍,BA330对太空环境中的防辐射能力等于或大于国际空间站。舱体上将提供4个防紫外线的窗户,可让未来的太空游客欣赏地球。

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图为BA330与国际空间站上的“命运号实验舱”的大小对比。BA330充气展开后,舱体壁厚0.46米,据该公司的官方介绍,在防空间碎片和微陨石撞击上,BA330提供的保护优于现在的国际空间站。

毕格罗太空公司的官方信息可信吗?难以肯定。但我们能确定的是,NASA已经与这家公司签订了一份1780万美元的订单,他们的太空舱也已经与国际空间站对接。这家公司的CEO罗伯特·毕格罗在一场演讲中说:“两年半前,有人嘲笑我们的计划,现在再也没有人嘲笑了。”

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图为罗伯特·毕格罗,虽然他是地产商出身,但他的征程是星辰大海。

充气式太空舱最大的好处,当然是节约成本,本来要运送10吨家伙进入太空,现在只运1吨,成本不降才怪。

另外,国际空间站因为处在近地轨道,有残余大气阻力,所以每个月它的轨道高度会下降2千米左右,如果不开启发动机以提升轨道高度,迟早会落入大气层。然而,空间站越重,发动机所需燃料就越多。这意味着,在20年的寿命期内,充气式太空站因为较轻的质量,所需维护轨道衰减的成本也会比较低。

月球和火星

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人类一直有志于登陆月球和火星,只可惜那里没有酒店。无论是高大上的3D打印,还是现场拌水泥砌砖,一个很大的问题是需要较长的时间,最害怕的是,房子建好了人却没了……而使用充气式太空舱的话,打打气后就可以进去睡午觉。

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罗伯特·毕格罗的征程是星辰大海

中国的空间站

我国将于2020年左右建成自己的空间站,也许,摸着石头过河的毕格罗太空公司,他们的大胆创新和探索,将会为我国未来的空间站提供一些可能的借鉴。

出品:科普中国

制作:寒木钓萌团队 许仁华

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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