SpaceX将发射充气型太空居住舱:相当加一个舱段

SpaceX公司计划在下一次向国际空间站(ISS)运送补给物资的飞船上,将一套由“比格罗航天公司”(Bigelow Aerospace)研制的充气型太空居住舱送入太空 

 SpaceX公司计划在下一次向国际空间站(ISS)运送补给物资的飞船上,将一套由“比格罗航天公司”(Bigelow Aerospace)研制的充气型太空居住舱送入太空

国际空间站上的加拿大臂将BEAM舱段放置到第三节点舱(Node 3)位置

国际空间站上的加拿大臂将BEAM舱段放置到第三节点舱(Node 3)位置

  新浪科技讯 北京时间4月1日消息,在下一次向国际空间站(ISS)运送补给物资的飞船上,SpaceX公司计划将一套由“比格罗航天公司”(Bigelow Aerospace)研制的充气型太空居住舱送入太空。这款正式名称为“比格罗膨胀式活动仓”(BEAM)的设备在4月8日发射时将以折叠状态升空,而一旦与国际空间站完成连接之后便将自动充气膨胀并形成可供宇航员在其内部居住的空间,其大小完全相当于在国际空间站上新加了一个舱段。

  在发射升空数天之后,SpaceX公司的“龙”飞船将与国际空间站完成对接。在4月中旬,空间站上的机械臂将从“龙”飞船的运载仓内取出BEAM充气仓并将其移动到空间站的第三节点舱(Node 3)。对该舱段的充气过程预计将在5月底至6月初进行,具体时间取决于宇航员们何时能够完成将该设备安装在空间站上的全部工作。当完全膨胀开时,BEAM舱段的内部空间大小将达到其发射时体积的10倍以上。

  从质量和体积比角度考虑,充气舱的设计是一个很有吸引力的方案。在未充气时,这一方案相比其他设计更加紧凑,占用的空间更小,质量也可能更轻。由于这样的特点,它们能够被更加容易地装进货运飞船并能够减少发射费用。

美国宇航局最初的TransHab充气舱段设计方案

美国宇航局最初的TransHab充气舱段设计方案

这是美国宇航局研制的首个通讯卫星——“回声一号”

这是美国宇航局研制的首个通讯卫星——“回声一号”

  比格罗航天公司由罗伯特·比格罗(Robert Bigelow)于15年前创立。比格罗以“美国预算套房”(Budget Suites of America)公司起家并赚到第一桶金。“美国预算套房”是美国的一家连锁酒店企业,由比格罗建立于1987年。后来他创办了比格罗航天公司并从美国宇航局获得了充气型居住舱相关技术,前者原本是由美国宇航局开发的一个项目,名为“TransHab”,后来在2000年该项目被国会取消了。

  但其实关于可充气居住舱段的设想早在上世纪60年代便已经出现了。事实上,美国的第一颗通讯卫星“回声-1号”(Echo 1)本质上就是一个大气球。尽管当时的充气技术和材料技术已经能够允许制造出以此为基础设计的卫星,但要想建造载人舱段仍然是难以想象的。

  然而在最近几年内,随着先进材料技术的发展,能够用于载人目的的充气舱段开始成为可能。比格罗航天公司的创立初衷也是基于一项长远的展望:即认为在未来,人们将会对居住在围绕地球轨道上运行的太空充气旅馆中享受太空旅行的想法感兴趣。这家公司在2006年和2007年先后成功发射了“起源-1”和“起源-2”(Genesis 1 and Genesis 2)两艘不载人的实验舱,目前这两艘实验舱都仍然在地球轨道上运行。

  不过不幸的是,比格罗航天公司的理念有些太过超前了。这家公司目前正在着手完善他们的太空旅馆项目,但与此同时私营航天公司们却还没有准备好将私人游客送入太空的商业发射服务。这样的窘境迫使这家公司在今年年初宣布将其总数150人的团队裁减了30~50名。

  不过,与此同时比格罗航天公司也一直在积极寻求与美国宇航局之间的合作并取得了进展。根据在2013年与美国宇航局达成的一项价值1780万美元的合同,比格罗公司将在今年4月8日向国际空间站发射BEAM充气载人舱。

  在近日举行的一次记者会上,比格罗航天公司BEAM项目主管丽萨·考克(Lisa Kauke)表示,BEAM充气舱与此前的“起源”充气舱之间的差异在于BEAM采用的是轴向膨胀方案,而“起源”充气舱采用的是径向充气方案。

演示动图:在国际空间站上对接完成之后,BEAM舱段的膨胀过程

演示动图:在国际空间站上对接完成之后,BEAM舱段的膨胀过程

比格罗航天公司正在研制的B330充气舱设计,其内部将能够产生330立方米的体积

比格罗航天公司正在研制的B330充气舱设计,其内部将能够产生330立方米的体积

  乍一看,充气方案总让人感觉有些不放心,因为人们很容易想象到,在太空环境下非常常见的微陨石撞击或是其他太空碎片的撞击可能会对充气结构造成致命破坏。但由于采用了多层韧性材料以及专门的“微陨石与轨道碎屑防护层”(MMOD)设计,比格罗航天公司宣称BEAM系统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。

美国宇航局派驻BEAM项目的代表拉吉布·达斯古帕(Rajib Dasgupta)指出,在国际空间站环境下测试BEAM舱段的性能将是完善其测试环节并使其早日具备载人使用条件的关键一步。要想确保实现对宇航员生命的可靠保障,BEAM系统未来还将经历更多严格测试,从而确保其能够满足美国宇航局在安全方面所提出的苛刻要求。

  BEAM舱的内部安装有用于探测温度、环境以及辐射防护等相关情况的探测设备,在计划为期两年的飞行任务期间,这些设备将持续对相关参数进行检测。并且在此期间,国际空间站上的宇航员们也将每隔半年进入BEAM舱段两到三次进行检查,每次计划停留数个小时的时间。

  而除了在国际空间站上开展测试BEAM充气舱段,美国宇航局还与比格罗航天公司签署了另外一项合同,目的是检验该公司研制的B330充气舱如何能够在未来开展的月球乃至火星飞行任务中发挥作用。

  充气型居住舱应用前景广阔,尤其是对于长期的深空飞行任务。在这样的飞行任务中,宇航员们将需要更多空间用于存放补给物资,也需要更多空间用于工作生活。在未来两年内,BEAM设备将为美国宇航局在未来飞往火星的征途中可能采用的充气舱段设计铺平道路。(晨风)

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新浪科技
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