全新充气式太空旅馆

2016-07-30 17:20
奥秘 2016年7期
关键词:充气式太空舱格罗

外太空旅行需要面对各种不可预知的情况,其中微流星、太空垃圾、宇宙辐射等时时刻刻威胁着宇航员的人身安全,这就需要一个好的太空舱来保护航天英雄们。但假如为了安全性而把太空舱建造得过于厚重,则会增加制造、发射、维修等的成本,好在全新问世的充气式太空舱有效解决了这些问题。

2016年4月8日,SpaceX公司计划将充气型太空居住舱送入国际空间站,这款太空舱的正式名称为“比格罗膨胀式活动仓”,升空时为折叠状态,与国际空间站完成连接之后便自动充气膨胀并形成可供宇航员在其内部居住的空间,听起来真的非常酷炫。

太空“帐篷”

对于建造可充气居住舱段的设想最早出现在上世纪60年代,美国的第一颗通讯卫星“回声1号”本质上就是一个大气球,但其使用的充气原理和材料等技术与目前建造的载人舱段还是有不少差距的。

由美国比格罗宇航公司研制的充气式太空舱,虽然其原理也是通过充气使内部膨胀,但其实它的结构更类似一个巨大的太空“帐篷”,而不是“回声1号”那样的大气球。之所以考虑这样的建造方案,是因为被充满气的气球,一旦某个部位发生泄漏,会瞬间塌瘪,而没有任何内部支撑;但帐篷却可以任意折叠,结构也十分稳定。

相对于目前普遍适用的传统太空舱,比格罗充气式太空舱在质量上轻得多,其未膨胀展开前体积很小,便于运输,发射成本大大降低;而扩展开后,比格罗充气式太空舱可以提供较传统太空舱更大的生活、工作空间。

太空中充满了强辐射、高能粒子流、太空垃圾、微流星等不稳定因素,时时刻刻威胁着宇航员的人身安全,因此为了抵抗这些“坏家伙”,目前的大多数主流太空舱都采用坚固的金属外壳。但由于金属的质量、密度太大,而运载火箭的载重量有限,所以为控制成本,建造传统太空舱时,体积、容量就会有所锐减。而充气式太空舱技术的发展,将可以解决这些问题。

为了保证航天员的安全,像金属太空舱那样抵御太空辐射和冲积物的威胁,比格罗充气式太空舱使用聚芳酯纤维打造,因此对太空垃圾和微流星等的防御能力将超过“国际空间站”的铝合金硬质外壳,安全系数很高。该舱采用的这种高强度合成纤维表皮是一种柔软、可膨胀的材料,外覆可抵御微流星与太空垃圾的防护层,在对抗此类撞击风险方面能够做到与普通的硬质舱段同样的水准,可保证在零下130℃至130℃各温段内舱段的安全,既能防止宇宙射线对舱内人员的影响,也可以抵挡太空垃圾等碎片的撞击,舱内会比“国际空间站”内部更加安静。

据悉,比格罗充气式太空舱将通过国际空间站的机械手臂安装到一个闲置的对接口上,然后进行充气,可从直径约2.4公尺、深1.37公尺的圆柱形状态,膨胀至直径3.2公尺、深3.6公尺。随后太空站会将比格罗充气式太空舱加压到与“国际空间站”内部一致,并检查是否有漏气。如果一切正常的话,宇航员便可打开比格罗充气式太空舱的连接舱,并在里面装上温度计、撞击侦测和辐射线等各种仪器,记录充气式太空舱在长时间使用下的保温与辐射隔离效果。

充气式太空舱何时普及?

为了将这种便捷的高性价比太空舱尽快普及,目前其正在接受在轨测试,以检验其真实性能。

SpaceX公司这次发射的充气式太空舱有1.4吨重,充气后其内部空间可达到16立方米,跟小型卧室差不多大。舱内装有用于探测温度、环境以及辐射防护等相关指数的探测设备,在未来两年的飞行任务期间,这些设备将持续监测相关参数,评估此太空舱防御宇宙辐射和太空冲击物的真实性能。为了得到最可靠的测试结果,将派遣宇航员每年进舱4次,检查太空舱的运行情况,同时体验在其中生活、工作的感觉。

比格罗充气式太空舱将在这两年的测试中,与“国际空间站”对接。

假如在测试期内,此太空舱没有出现大问题,2020年将发射两个可扩展至折叠状态20倍的B330充气式太空舱。这两个B330充气式太空舱相互对接在一起,每个舱质量约20吨,长17.3米,使用寿命为20年,充气展开后内部加压空间可达330立方米,相当于一辆大巴车,可同时容纳6人。

这两个对接在一起的B330充气式太空舱将组成一个完整的“充气式太空旅馆”,到此“住店”的“旅客”可在其中居住1至2周,最长可达1个多月。若是测试进展顺利,这种新颖的充气式太空舱技术还将用于建造深空空间站、载人月球基地或载人火星基地。

由此看来,最快两年之后,或许近地轨道上就会有越来越多的“大帐篷”作为航天员的新家。

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