探索深空栖息地雏形:国际空间站“充气房”成功展开
2016-06-08 11:28:00   来源:环球网
内容摘要
2016年4月初,充气式太空舱搭乘“龙”货运飞船飞抵国际空间站,2016年5月28日充气式太空舱被成功展开。“充气房”将与国际空间站对接测试两年。宇航员成功进入这个太空舱,意味着为期两年的测试数据采集工作正式开始。

在国际空间站首个试验性充气式太空舱成功展开约一周后,宇航员2016年6月6日首次进入这个“充气房”内部,下载展开过程监测数据并进行空气取样。

美国航天局发表声明说,美国东部时间4时47分(北京时间16时47分),美国宇航员杰夫·威廉斯打开了“比格洛可展开活动模块”的舱门,并与俄罗斯宇航员奥列格·斯克里波奇卡一道首次进入这个“充气房”内部。

据这份声明介绍,威廉斯向位于休斯敦的地面控制中心报告说,“充气房”看上去“原始”,里面很冷,但其内部表面没有冷凝迹象。

 

“充气房”将与国际空间站对接测试两年。宇航员成功进入这个太空舱,意味着为期两年的测试数据采集工作正式开始。

测试期间,“充气房”与空间站其他部分仍将保持隔绝。因此,每次宇航员进入后其舱门都会关闭。接下来两天,威廉斯还会进入“充气房”中并安装一些任务用传感器。

2016年4月初,“充气房”搭乘“龙”货运飞船飞抵国际空间站,2016年5月28日成功充气展开。

太空“充气房”被看作人类未来探索深空的栖息地雏形。此次测试将评估它在太空中的整体性能,特别是它防范太阳射线辐射、太空垃圾撞击及太空极端温度的表现。

 

人类栖息地雏形:国际空间站“充气房”成功展开

经过7个多小时的艰苦工作,国际空间站上的首个试验性充气式太空舱在28日的第二次充气尝试中成功展开。这个“充气房”被看作未来人类探索深空的栖息地雏形。

当天的工作从美国东部时间9时4分(北京时间21时4分)开始,由空间站上的美国宇航员杰夫·威廉斯负责给这个名为“比格洛可展开活动模块”的太空舱充气,整个过程由美国航天局官网直播。鉴于微重力环境与地面完全不同,为确保安全,威廉斯每次只把充气阀门打开很短时间,最长30秒,最短只有1秒,然后观察一段时间。

充气过程中,威廉斯向地面控制中心报告说:“我听到了像在锅里炸爆米花的噼啪声。”

“好消息,‘噼啪声’是(充气房)内部条带展开的声音,”充气式太空舱的制造商比格洛航天公司随后在社交媒体推特上解释说,“这是(充气房)展开过程令人欢迎、属于预期中的一步。”

人工充气工作到美国东部时间下午4时10分(北京时间29日4时10分)全部结束。在此期间,威廉斯先后开关充气阀门25次,总充气时间2分钟27秒,“比格洛可展开活动模块”的长度从两天前的0.15米增至1.7米,直径扩至3.2米。

随后,威廉斯打开了“比格洛可展开活动模块”内部储存的8个气罐,用了10分钟把此太空舱内气压增加到与空间站内部大体相同。在此过程中,“比格洛可展开活动模块”长度继续增加,最终长度达到约4米,直径仍保持3.2米不变,而内部空间大小为16立方米,与一个小型卧室相当。

美国航天局说,接下来一周将检查“比格洛可展开活动模块”是否漏气。如果一切顺利,威廉斯将在检查工作完成后约一周打开舱口,第一次进入其内部。

2016年4月初,“比格洛可展开活动模块”搭乘“龙”货运飞船飞抵空间站。在5月26日的第一次充气尝试中,地面人员发现其大小未随着内部压力读数的升高而增加,随后叫停了此次任务。美国航天局说,此太空舱可能被紧压收缩的时间太长,导致其外层纤维织物难以顺利展开。

按计划,这个充气式太空舱将与空间站对接两年。在此期间,空间站宇航员每年会进入此太空舱三四次,以收集数据并评估其整体性能,特别是它防范太阳射线辐射、太空垃圾撞击及太空极端温度的表现。

美国航天局说,充气式太空舱由柔软织物制成,重量轻,在运载火箭内占用空间小,但膨胀后可供利用的空间大,人类未来到月球、小行星、火星乃至其他太空目标的旅行都可能用得上。

 

BEAM太空舱对接空间站 银河系穷游时代到来?

一周前,真人版“钢铁侠”伊隆·马斯克(Elon Musk)费尽千辛万苦,终于在第22次发射时成功在海上平台回收“猎鹰9号”(Falcon 9)运载火箭。实际上,稳稳矗立在驳船上的火箭只讲述了故事的前一半;昨天,由“猎鹰9号”送上近地轨道的BEAM充气式太空舱与国际空间站成功对接,才终于宣告本次发射任务的圆满成功。

巧合的是,以“可回收重复利用”著称的猎鹰9号火箭,寄托着人类把往返近地轨道的成本降低100倍的宏愿,而这次由它送上太空的充气式太空舱,也是多快好省建设未来廉价太空世界的一个种子选手。

历来,为应对高真空、强辐射的太空环境和神出鬼没的流星体的撞击威胁,宇宙飞船都是走傻大粗笨的路线。而传统化学火箭造价昂贵,单位质量的发射成本贵比金价,宇航员在太空中只能享受到仅可容身的狭小空间。

BEAM太空舱则不同:使用合成纤维、液晶聚合物、陶瓷纤维等新材料制成的BEAM太空舱,重量仅为1.4吨、发射时体积仅为3.6立方米,入轨后经过充气,可以在几个小时甚至几分钟内“长大”4倍多,形成长4.01米、直径3.23米、容积16立方米的大罐头。

可见,就“可用容积/发射质量”这一衡量太空舱“性价比”的参数来说,充气式的BEAM太空舱真是物美价廉之选。

由位于赌城拉斯维加斯的美国私营航天公司、以酒店地产大亨比格罗(Robert Bigelow)命名的比格罗航天(Bigelow Aerospace)设计制造的BEAM太空舱,并不是他们发射的第一个充气式太空舱。早在2006年和2007年,比格罗公司就先后发射起源1号、2号(Genesis I/II)太空舱作为原型舱开展试验。这两架太空舱比BEAM要小一圈,容积有11.3立方米。

BEAM显然也不是他们将发射的最后一个太空舱:比格罗下一项雄心勃勃的计划是代号为BA330的充气式太空舱,计划于2020年前后发射,重量将达到20吨,充气后容积达到夸张的330立方米。与国际空间站上美国最早、最主要的科学试验舱“命运号实验舱”(Destiny)相比,BA330的“容积质量比”将提升2倍多,与国际空间站对接之后,将把整个国际空间站的内部容积提升30%,能够为多达6名宇航员提供生命维持保障——堪称改善驻站工作人员生活条件的“鬼斧神工”了。

而且据称,与BEAM采用类似的非金属舱壁设计的BA330,规避了容易与高能质子碰撞产生大量有害辐射的铝材,其防范太空中高能辐射的能力将与国际空间站相当;由多达30余层陶瓷纤维堆叠而成的舱壁将厚达0.45米,使其具有优于国际空间站的防空间碎片撞击能力,即使不幸被高速太空垃圾穿透漏气,也不会随便爆掉。这使得BA330的设计寿命长达20年。不仅如此,带有独立电源的BA330还可以自给自足,也可以跟多个其他舱段在轨对接,组成一个准“空间站”。

这么豪华的配置,可不光能用来接待游客:比格罗的主要目标客户锁定“主权客户”——众多发展中国家没有独力自主发展航天工程的能力,但面对曙光已然初露的空间科学及应用大放异彩的未来,即使是中小国家也不愿置身事外。比格罗宣称,只要2300万美元,就可以让主权客户派遣的宇航员在比格罗空间站待上30天,开展其所需的空间科学实验,包学费。比起俄罗斯对富豪太空游的要价——4千万美元在国际空间站待一个星期——可要划算多了。

猎鹰9号、蓝色起源这些可回收运载火箭,龙飞船、BA330等廉价航天器,一旦试验成熟,就将大幅降低中小国家、企业和个人进入太空的门槛。实际上,近年来随着商业航天发射市场的发育、一箭多星技术的发展成熟,小卫星市场快速壮大,已经诞生了一大批廉价空间应用项目,让我们不必亲赴太空,也能享受航天技术发展得来的果实。

例如曾经轰动TED讲台的PlanetLabs公司,用28架仅重5千克的微型卫星“鸽子”组成环绕地球的小卫星星座,实现对地球上每个地点的“日更”成像,分辨率达到米级。这样的准实时地面成像为农业生产、城市建设、灾害防治等诸多领域的机构和个人提供了宝贵的资料——而实际上类似的小卫星群对地监测项目还有很多。一些国内民营航天公司也不甘落后:笔者就正在参与一个民间小空间望远镜项目的筹备策划。

 

2015年《火星救援》热映时,笔者曾作拙文《如何正确跟国会要钱》,讲述NASA的载人火星计划如何一次次因预算高企被有司驳回。实际上,就未来的载人行星探索方案,这些年来NASA及领域专家从未放弃精打细算的努力。除了先在火卫一福波斯着陆以降低风险及开销的提议之外,随着火星表面液态水的发现,也有利用火星在地资源来减轻后勤压力的思考涌现。

今日的科技新闻,胜似昨日的科幻小说。随着航天技术的日新月异、人类太空活动廉价化的来临,也许我们终于要突破奥尔德林(Buzz Aldrin)前辈所怨念之“许以火星,报以脸书”的时代了?料想不远的将来,也许到近地轨道感受“地心引力”便是家常便饭,二三十年后来一场阿西达里亚平原的火星独行也非殊无可能;甚至若“摄星”之帆能在本世纪内远航南门二,2154年在潘多拉星球化蝶纳美人也小可期待了。

 

到太空旅游!首座充气私人太空舱BEAM将在2020年发射

据国外媒体报道,在科罗拉多州的第32届美国太空研讨会上,联合发射联盟(ULA)与毕格罗航空公司宣布,2020年将发射首座名为BEAM的充气私人太空舱,从而为商业活动和科学研究提供方便,同时开发太空游。

BEAM充气私人太空舱体积330立方米,将由目前唯一大量有效的载荷容器Atlas V火箭发射。发射升空后因空气会膨胀起来,可节省数百万美元的发射成本。目前BEAM正在国际空间站上测试,有望于5月份充气开始为期2年的测试运营。太空舱项目非常依赖于商业空间运输服务,如SpaceX、波音公司等正在开发的“太空出租车”。

 

毕格罗航空公司的可扩展迷你太空舱已随SpaceX的“龙飞船”到达国际空间站,在2006年和2007年推出的是两款无人原型,BEAM则是该公司的第一个载人航天器。同时,未来会将充气太空站B330与空间站对接,供美国宇航局和商业公司使用。并计划发射比BEAM大20倍的太空站充当太空前哨,用于租给其他公司或研究组织。(如需转载,请注明来源自科技世界网)

 

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