腦洞大開,充氣太空站不是夢

出品:科普中國

製作:寒木釣萌團隊

監製:中國科學院計算機網路信息中心

人類已經早已登陸過月球,也一直有志登陸火星,但重返月球喊了多年卻仍未出現,更別提踏上火星了。這背後的原因很多,不過高昂的成本是一個不容忽視的重要因素。

擁有夢想的人們並未放棄,經過鍥而不捨的鑽研與嘗試,已經開發出了節約成本的兩大招式。

第一大招為可回收火箭。SpaceX的獵鷹9號火箭已經成功完成了陸上和海上的回收試驗。對於SpaceX公司來說,火箭不再是一次性用完即廢,而是可以重複使用數十次的,未來的發射成本相比以前將節約百分之九十以上。

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庄大道。

今天,我們將重點談談這第二大招。

主角輪到它

4月8日,獵鷹9號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,輪到畢格羅太空公司走到了最前台——BEAM充氣式太空艙經由SpaceX的獵鷹9號火箭運到太空,與國際空間站成功對接,並完成充氣。

BEAM充氣式太空艙

BEAM與國際空間站(簡稱ISS)對接後,其體積經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麼大嘛,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,每次停留數小時。經過兩年的嚴酷考驗後,它將脫離空間站並進入大氣層燒毀。

若一切測試正常,那麼,畢格羅太空公司就要放開手腳再出重拳,發射BA330太空艙。

小體重、大空間的BA330

一個BA330重20噸,充氣後可提供330立方米的空間,此為其名字由來。

兩個BA330組合在一起就是一個充氣式太空站。

圖為國際空間站(ISS),看上去很大,但其內部加壓空間僅為916立方米,

也就是說,一個BA330充氣後相當於ISS的三分之一。

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。

根據畢格羅太空公司的官方介紹,BA330對太空環境中的防輻射能力等於或大於國際空間站。艙體上將提供4個防紫外線的窗戶,可讓未來的太空遊客欣賞地球。

圖為BA330與國際空間站上的「命運號實驗艙」的大小對比。BA330充氣展開後,艙體壁厚0.46米,據該公司的官方介紹,在防空間碎片和微隕石撞擊上,BA330提供的保護優於現在的國際空間站。

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,現在再也沒有人嘲笑了。」

圖為羅伯特?畢格羅,雖然他是地產商出身,但他的征程是星辰大海。

充氣式太空艙最大的好處,當然是節約成本,本來要運送10噸傢伙進入太空,現在只運1噸,成本不降才怪。

另外,國際空間站因為處在近地軌道,有殘餘大氣阻力,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,發動機所需燃料就越多。這意味著,在20年的壽命期內,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

人類一直有志於登陸月球和火星,只可惜那裡沒有酒店。無論是高大上的3D列印,還是現場拌水泥砌磚,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,打打氣後就可以進去睡午覺。

羅伯特?畢格羅的征程是星辰大海

中國的空間站

我國將於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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