讓太空艙膨脹起來

尹懷勤

今年4月，美國太空探索技術(shù)公司的“龍”飛船由“獵鷹”9號火箭發(fā)射升空，抵達(dá)國際空間站。在“龍”飛船攜帶的3.18噸物資中，最引人注目的是首個(gè)實(shí)驗(yàn)性充氣式太空艙。

充氣式太空艙是由美國畢格羅航天公司與美國宇航局合作研制的，又稱畢格羅可展開活動(dòng)模塊。這個(gè)太空艙重約1.4噸，起始大小為直徑2.36米、長2.4米。充氣后會(huì)膨脹至直徑3.2米、長3.7米，內(nèi)部空間16立方米，大小相當(dāng)于一間小臥室。這個(gè)模塊是國際空間站上第一個(gè)充氣式太空艙，兩者將對接兩年。為了保證國際空間站和航天員的安全，太空艙的充氣膨脹過程將會(huì)非常緩慢，并全程處于監(jiān)控之下。兩年期間，空間站上的航天員每年會(huì)進(jìn)入充氣艙內(nèi)三四次，安裝儀器設(shè)備、收集數(shù)據(jù)并對其狀態(tài)做出評估，但不會(huì)在其中居住。

看到“充氣”二字，許多人可能會(huì)覺得它極不靠譜。這也難怪，國際空間站處于微重力、強(qiáng)輻射、交變磁場的太空環(huán)境中。太空中危機(jī)四伏，一個(gè)小小的太空垃圾或隕石碎片就能釀成大禍。2015年7月16日，俄羅斯一顆氣象衛(wèi)星的殘片差點(diǎn)撞上國際空間站，一名美國航天員和兩名俄羅斯航天員只好暫時(shí)躲進(jìn)作為救生艇的停留在空間站附近的“聯(lián)盟”號載人飛船內(nèi)避難。這驚險(xiǎn)的一幕猶在眼前，航天員能輕易將生命交給這個(gè)充氣式太空艙嗎？其實(shí)，這也正是此次充氣式太空艙首次在國際空間站上進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)的初衷。研究人員將評估其防范宇宙輻射和太空垃圾撞擊的性能。

畢格羅航天公司的創(chuàng)始人羅伯特·畢格羅對充氣式太空艙的安全性充滿信心。這是因?yàn)椋錃馀摬捎昧硕鄬禹g性材料以及專門的“微隕石與軌道碎片防護(hù)層”，完全能夠達(dá)到由金屬筒狀物構(gòu)成的國際空間站一樣的強(qiáng)度。也就是說，其安全性與普通太空艙無異。不僅如此，特殊防護(hù)層的存在，令充氣艙比空間站的其他艙體更安靜，同時(shí)也更寬敞。當(dāng)然，要滿足充氣艙在安全方面提出的諸多苛刻要求，充氣艙系統(tǒng)未來還將經(jīng)歷更為嚴(yán)格的測試與考驗(yàn)。

顯而易見，由于充氣艙在運(yùn)載火箭頂端內(nèi)以折疊狀態(tài)存放，占用的空間較小較輕，故而發(fā)射時(shí)可以節(jié)省火箭的推力。相對于傳統(tǒng)剛硬結(jié)構(gòu)的太空艙，充氣式在重量、空間、成本上的優(yōu)勢太明顯了，對于既要提高運(yùn)載效率又要滿足長期在軌性能的空間站來說，實(shí)在是不二之選。

雖然這次測試只在國際空間站上進(jìn)行，但美國宇航局認(rèn)為，這種可擴(kuò)展式結(jié)構(gòu)或許是一項(xiàng)幫助人類實(shí)現(xiàn)火星之旅的關(guān)鍵技術(shù)。因?yàn)槌錃馐教张摮杀镜土?、重量和體積更易控制，尤其適合耗時(shí)更長的深空飛行任務(wù)。

為此，畢格羅航天公司還準(zhǔn)備檢驗(yàn)該公司研制的B330充氣模塊能否在未來開展的月球乃至火星探索任務(wù)中發(fā)揮作用。如果把現(xiàn)在的充氣式太空艙比作一間小臥室，那么B330絕對可以稱得上是一套豪宅。它將不僅僅是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的艙體，而且是一艘功能完整的航天器。其內(nèi)部空間將達(dá)到330立方米，與一輛大巴車相當(dāng)。它裝有太陽能電池板和熱輻射片、具有私密性的床位、1個(gè)零重力廁所、4個(gè)窗戶和2套控制推進(jìn)系統(tǒng)，足夠6個(gè)人在里面舒適生活。按照計(jì)劃，B330將在2020年前后發(fā)射升空。

如果充氣式太空艙以及未來的B330充氣模塊試驗(yàn)成功，那么這無疑是航天科技上的一種創(chuàng)新之舉，并有可能改變?nèi)祟愇磥硖諚⒌氐男螒B(tài)。

【責(zé)任編輯】龐 云