外太空旅行需要面對各種不可預(yù)知的情況,其中微流星、太空垃圾、宇宙輻射等時時刻刻威脅著宇航員的人身安全,這就需要一個好的太空艙來保護航天英雄們。但假如為了安全性而把太空艙建造得過于厚重,則會增加制造、發(fā)射、維修等的成本,好在全新問世的充氣式太空艙有效解決了這些問題。
2016年4月8日,Space X公司計劃將充氣型太空居住艙送入國際空間站,這款太空艙的正式名稱為“畢格羅膨脹式活動艙”(BEAM),升空時為折疊狀態(tài),與國際空間站完成連接之后便自動充氣膨脹,并形成可供宇航員在其內(nèi)部居住的空間,聽起來真的非??犰拧?/p>
但是,我們知道太空艙各項參數(shù)要求極其嚴格,讓人不禁好奇,這樣一款充氣型太空居住艙能保證宇航員的安全嗎?為何要使用它呢?
充氣式太空艙怎么用?
可充氣居住艙段的設(shè)想最早出現(xiàn)在上世紀60年代。美國第一顆通訊衛(wèi)星“回聲—1號”(Echo1)本質(zhì)上就是一個大氣球,但其使用的充氣和材料等技術(shù)與目前建造載人艙段技術(shù)還是有很大差距的。
近年,先進材料技術(shù)取得長足進步,使得用于載人目的的充氣艙段成為可能。另外,畢格羅宇航公司BEAM項目主管麗薩·考克曾表示,BEAM充氣艙采用了全新軸向膨脹方案。
據(jù)悉,BEAM將通過國際空間站的機械手臂安裝到一個閑置的對接口上,然后進行充氣,可從直徑約2.4公尺、深1.37公尺的圓柱形狀態(tài),膨脹至直徑3.2公尺,深3.6公尺,隨后太空站會將BEAM加壓到與ISS(國際空間站)內(nèi)部一致,并檢查是否有漏氣。如果一切正常的話,宇航員可打開BEAM的連接艙,并在里面裝上溫度探測、撞擊偵測、防輻射等各種儀器,記錄充氣式太空艙在長時間使用下的保溫與輻射隔離效果。
充氣式太空艙安全嗎?
我們知道,太空中有無數(shù)的隕石和其他碎片,太空艙每時每刻都面臨被撞擊的危險,所以太空艙的結(jié)構(gòu)強度達標是必須的。那么,充氣式太空艙能否抵擋住這些危險呢?畢格羅宇航公司宣稱BEAM系統(tǒng)采用了多層韌性材料以及專門的“微隕石與軌道碎屑防護層”設(shè)計,外殼由高強度合成纖維制成,在對抗此類撞擊風(fēng)險方面能夠達到與普通的硬質(zhì)艙段同樣的水準。
另外,由于BEAM艙的內(nèi)部安裝有用于探測溫度、環(huán)境以及輻射防護等設(shè)備,在計劃為期兩年的飛行任務(wù)期間,將持續(xù)對相關(guān)參數(shù)進行檢測。國際空間站上的宇航員們也將每隔半年進入BEAM艙段兩到三次進行檢查,每次計劃停留數(shù)個小時。
美國宇航局派駐BEAM項目的代表拉吉布·達斯古帕指出,在國際空間站環(huán)境下測試BEAM艙段的性能將是完善其測試環(huán)節(jié)并使其早日具備載人使用條件的關(guān)鍵一步。要想確保宇航員的生命安全,BEAM系統(tǒng)未來還將經(jīng)歷更多嚴格測試,從而確保其能夠滿足美國宇航局在安全方面所提出的苛刻要求。
為何要使用充氣式太空艙?
發(fā)射大而重的太空艙上太空會花費大量的燃料,非常昂貴,所以國際太空站本身是由非常多的小部分,一點一點組裝完成的。很明顯,充氣式太空艙大大縮小了發(fā)射時的空間與結(jié)構(gòu)重量。
從質(zhì)量和體積比角度考慮,充氣艙的設(shè)計是一個很有吸引力的方案。在未充氣時,這一方案相比其他設(shè)計更加緊湊,占用的空間更小,質(zhì)量也可能更輕。當其完全膨脹開時,BEAM艙段的內(nèi)部空間大小將達到其發(fā)射時體積的10倍以上。這樣的特點,使其能夠被更加容易地裝進貨運飛船并能夠減少發(fā)射費用。
根據(jù)美國航天局公布的數(shù)據(jù),這種充氣式居住艙的發(fā)射成本低廉,不僅能增加航天員起居空間,而且可用于深空探測,也可以作為太空酒店在月球表面使用。同時,由于它的重量容易控制,美國航天局正準備在這次試驗成功后將其用于未來火星探索。
充氣型居住艙應(yīng)用前景廣闊,尤其是對于長期的深空飛行任務(wù)。在這樣的飛行任務(wù)中,宇航員們將需要更多空間用于存放補給物資,也需要更多空間用于工作生活。在未來兩年內(nèi),BEAM設(shè)備將為美國宇航局在未來飛往火星的征途中可能采用的充氣艙段設(shè)計鋪平道路。
試想一下,在不遠的未來,我們或許就可以居住在這樣的太空充氣旅館中,圍繞著地球軌道運行,盡情享受美好的太空旅行。
(選自2016年07期《奧秘》,本刊有刪改)
鑒賞空間
本文非常詳盡地介紹了全新充氣式太空艙的使用方法、安全性能及其意義和價值。與《在太空中理家》相比,本文的內(nèi)容相對比較單一,而《在太空中理家》一文則敘述了宇航員在太空跑步穿衣、沐浴洗漱、睡覺吃飯等一些生活細節(jié)。
在說明方法上,本文著重運用列數(shù)字和作比較的說明方法。例如,“可從直徑約2.4公尺、深1.37公尺的圓柱形狀態(tài),膨脹至直徑3.2公尺,深3.6公尺”,通過列數(shù)字和作比較,突出了充氣式太空艙充氣前后的體積差距之大,從而突出太空艙充氣前后的變化及其使用方法。
讀有所思
1.充氣式太空艙是如何確保其安全的?
2.體會畫線部分的表達作用。
當其完全膨脹開時,BEAM艙段的內(nèi)部空間大小將達到其發(fā)射時體積的10倍以上。