美国公司拟建蘑菇形空间站:取代国际空间站(图)

Daphane

來源: 新浪科技


美国“联合太空结构”公司计划建造一座新型空间站。在设计上，这座新空间站呈蘑菇形，将环绕垂直轴旋转，每分钟旋转4.22周，以形成人造重力。完工后的“太空蘑菇”直径将达到约100米，长约400米。建造这样一座大型结构需要大约30年时间，成本接近约3000亿美元。   

在联合太空结构公司之前，科学家就曾多次考虑建造可通过旋转产生人造重力的空间站，其中最引人注目的当属“斯坦福环”（如图）。旋转空间站允许里面的人员像在地球上一样生活，允许他们长时间在太空逗留   
   

不久前，美国Tether公司公布了一种具有未来派色彩的机器蜘蛛系统，名为“SpiderFab”（左图），可用于在太空建造太阳能电池板、桁架以及飞船的其他组件。右侧照片展示了美国宇航局于1966年9月进行的人造重力测试。   

不久前，美国Tether公司公布了一种具有未来派色彩的机器蜘蛛系统，名为“SpiderFab”（左图），可用于在太空建造太阳能电池板、桁架以及飞船的其他组件。右侧照片展示了美国宇航局于1966年9月进行的人造重力测试。   
   

在环绕地球运行过程中，国际空间站一直做着自由落体运动，上面的宇航员生活在零重力环境下。实际上，他们能够感受到大约90%的地球重力，但由于空间站始终处于自由落体状态，导致空间站出现无重力环境。   

正在国际空间站上工作的宇航员特里-沃兹（左）和斯特科-凯利（右）。在这个轨道前哨，宇航员一直生活在微重力环境下。凯利将在空间站上逗留一年时间，帮助科学家了解长时间逗留太空将对人体产生何种影响。   


1968年影片《2001太空漫游》剧照，一名宇航员正在飞船上跑步。这艘飞船正在执行深空探索任务，通过旋转产生人造重力。美国宇航局埃姆斯研究中心的签约科学家阿尔-格罗布斯表示：“旋转可产生人造重力，抵消微重力产生的绝大多数负面影响。”   

1969年提出的空间站设计，环绕中央轴旋转以产生人造重力。绝大多数早期空间站设计都通过这样或者那样的方式产生人造重力，让宇航员拥有更自然或者更熟悉的重力环境，确保他们的健康。微重力或者零重力可导致骨骼和肌肉退化。   

美国宇航局提出的“鹦鹉螺X”空间站设计，呈面包圈形，中央的结构可以旋转以产生人造重力。在设计上，这种空间站可用于执行月球、火星或者更远太空目的地的探索任务。   

虽然空间站可以通过旋转产生人造重力，但如果进行舱外活动，宇航员仍要面临零重力环境。照片于2006年拍摄，展示了美国宇航局宇航员罗伯特-柯宾（左）和欧洲航天局宇航员克里斯特-富格莱桑。当时，国际空间站在新西兰上空飞过   
   
   
   
   
北京时间4月13日消息，据国外媒体报道，进行太空旅行时，人类面临一个不可回避的问题，即不得不应对微重力的太空环境。微重力或者零重力可导致骨骼和肌肉退化。美国“联合太空结构”公司（United Space Structures）表示他们找到了解决这个问题的答案——建造一座可产生人造重力的新型空间站，取代当前的国际空间站。在设计上，这座新空间站呈蘑菇形，通过旋转产生人造重力。   
   
　　联合太空结构公司总部设在华盛顿特区。他们的设计师比尔-坎普和特德-马泽卡设计了这个“太空蘑菇”。完工后的“太空蘑菇”直径将达到330英尺（约合100米），长1310英尺（约合400米）。在设计上，这座空间站将环绕垂直轴旋转，每分钟旋转4.22周，以形成人造重力。旋转过程产生的离心力会形成向下的压力，让人员和物品留在地板上。“太空蘑菇”产生的人造重力与我们在地球上承受的重力相同。在环绕地球运行过程中，国际空间站一直做着自由落体运动，上面的宇航员生活在零重力环境下。   
   
　　“太空蘑菇”空间站的主体呈圆柱形，沿着一个方向旋转，顶部为一个圆顶结构，朝着另一个方向旋转。这种设计允许飞船与空间站的顶部对接并保持固定。由于这个圆顶结构，空间站才拥有蘑菇外形。圆顶内建有空间站指挥中心，宇航员所需的补给也存放在这里。坎普在接受英国媒体采访时表示：“我们认为人造重力是长期在太空逗留所必需的。”研究小组表示他们已经为6种全自动系统申请专利，这些系统将用于在太空建造各种结构，最终完成空间站的建造。不过，具体的细节仍旧是一个未知数。   
   
　　不久前，美国Tether公司公布了一种具有未来派色彩的机器蜘蛛系统，名为“SpiderFab”，可用于在太空建造太阳能电池板、桁架以及飞船的其他组件。这家公司指出这项技术能够担负起轨道中的建造工作，大幅降低建造飞船的成本。坎普在接受英国媒体采访时指出“太空蘑菇”将采用不同的建造方式。据他透露，建造这样一座大型结构需要大约30年时间，成本接近2000亿英镑（约合3000亿美元）。相比之下，国际空间站历时10多年完工，耗资大约670亿英镑（约合1000亿美元）。不过，新空间站的空间是国际空间站的289万倍，足以搭载在火星建造殖民地所需的所有人员和设备。在火星基地建造过程中，这座空间站可充当一个安全港湾。   
   
　　“太空蘑菇”空间站通过旋转模拟地球重力，让里面的人员获得与地球上一样的重力感受。坎普表示他们希望先建造一座体积较小的空间站，以验证他们的设计。“我们的第一个原型的直径将达到30米，形成一个0.6G重力环境，至少可容纳30人。”这个原型的建造成本在35亿到70亿英镑之间（约合50亿到100亿美元），将在未来10年建造，历时12到18个月。坎普称：“国际空间站预计于2024年退役。”   
   
　　目前，联合太空结构公司尚未开始严肃的建造或者测试工作。换句话说，“太空蘑菇”仍旧是一个白日梦。太空殖民专家、美国宇航局埃姆斯研究中心的签约科学家阿尔-格罗布斯在接受英国媒体采访时指出他认为“太空蘑菇”是一个非常有发展前景的想法，人造重力是长时间在太空逗留所必需的。他说：“旋转可产生人造重力，抵消微重力产生的绝大多数负面影响。”   
   
　　格罗布斯表示如果我们希望在太空中居住——包括在太空中抚养孩子——建造这样的空间站是必需的。他说：“目前并没有任何有关微重力环境如何影响幼童的数据，但我们可以大胆假设，由于肌肉和骨骼的生长受到微重力的影响，他们的身体非常脆弱。因此，为了在太空中居住，我们需要建造一个通过旋转产生人造重力的空间站，至少要为最初的几代人产生1G重力。”   
   
　　“太空蘑菇”这样的空间站是否就是真正的解决方案，现在还是一个未知数。在联合太空结构公司之前，科学家曾提出多项建造旋转空间站的提议，其中包括美国宇航局的“鹦鹉螺X”。不过，美国宇航局、俄罗斯联邦航天局以及其他任何国家的航天机构都没有制定在国际空间站退役后建造新型空间站的计划。联合太空结构公司的“太空蘑菇”以及其他任何概念空间站是否将在未来建造，让我们拭目以待。