国际空间站新来的充气太空舱是个什么来头?

2016/04/16 dogstar 0 幻灯模式

4月10日,国际空间站的宇航员迎来一位新伙伴,由比格罗(Bigelow)公司制造的充气太空舱,官方称之为可拓展活动模块(简称BEAM)。 如果一切顺利,国际空间站的巨型机械臂周六将把这个新加入的太空舱安装在空间站外。不过要到五月下旬,太空舱才会被充气。届时,BEAM将在两年内一直处于膨胀状态。 

为何选择充气太空舱? 

充气太空舱BEAM的到来象征着太空探索和定居的未来成就。对于私营太空企业也是了不起的成绩,尤其是制造太空舱的比格罗公司和承担发射任务太空探索公司(SpaceX)。  由于充气式太空舱体积小质量轻,能够有效节省发射成本,未来有望用于载人登陆月球甚至火星,为宇航员提供生活和工作空间。

使用充气太空舱的构想并不新鲜。美国宇航局的首颗通信卫星回声1号(Echo 1),就是一个可充气的聚酯薄膜气球。而在上世纪60年代,美国宇航局就已经提出了充气太空舱的概念。 

1989年,充气式月球基地的概念也孕育而生。按照美国宇航局当时的构想,充气式基地内配备有小型无尘室,生命科学实验室,月球着陆器,月球探测装置,水培花园,宇航员私人空间,月尘除尘设备和气闸室。

上世纪90年代,美国宇航局又提出了充气式太空居住舱TransHab的概念。TransHab最初是被设计用于载人火星任务的生活舱,之后才逐渐被考虑用于国际空间站。遗憾的是,由于预算限制,该计划于2000年被迫取消。因此,TransHab与BEAM非常相似并不意外,比格罗公司制造的充气太空舱就是从TransHab直接演变而来。 

上世纪60年代 ,美国宇航局提出的充气太空舱概念

上世纪60年代 ,美国宇航局提出的充气太空舱概念

美国宇航局1989年绘制的充气式月球基地概念图

美国宇航局1989年绘制的充气式月球基地概念图  

上世纪90年代,美国宇航局又提出了充气式太空居住舱TransHab的概念

上世纪90年代,美国宇航局又提出了充气式太空居住舱TransHab的概念

从酒店大亨到太空公司

比格罗宇航公司(Bigelow Aerospace)成立于1998年,它的老板罗伯特·T·毕格罗(Robert T Bigelow)起初是位美国连锁酒店大亨。2002年开始,比格罗与美国宇航局签订了首份太空行动协议(Space Act Agreements)。2003年,毕格罗获得了美国宇航局有关TransHab的专利授权。 

在2006年和2007年,比格罗公司研制的首批测试用充气太空舱起源1号和2号先后搭乘俄罗斯的第聂伯火箭发射升空。这两个太空舱至今仍然在太空中运行,提供宝贵的图片、视频和相关数据。它们也是航天史上制造和发射成本最低的航天器。 

BEAM在充气后能够为国际空间站的宇航员提供4米长、3.2米宽的额外空间,不过上面的宇航员并不能马上把它变成迷你卧室。这次BEAM的主要任务是进行实验测试。因而在被安装于空间站的期间,它仍将长期处于无人居住状态,宇航员将仅进入其中若干次,检测数据进行评估。 

为了确保未来实际使用的安全性,在两年的任务期内,美国宇航局将测试太空舱抵御太阳辐射、空间碎片和污染的能力,并监测其结构完整度、温度控制等情况。 

BEAM安装在国际空间站后的效果图

BEAM安装在国际空间站后的效果图  

下一步:深空探索? 

美国宇航局当前的战略之一,就是要通过太空行动协议和最近的下一步空间技术探索伙伴关系项目(简称NextSTEP)促进商业太空产业。 

NextSTEP旨在促进政府与私企之间建立合作,发展深空探测技术,并在月地空间附近的太空任务进行合作尝试。目前,比格罗宇航公司已经和美国宇航局签订了NextSTEP合同,研制更高级的充气式太空舱B330。比格罗公司称,兼顾安全性和成本的B330,有望用于为前往月球,火星甚至更远的载人太空任务。正如B330的名字所表示的,它能够提供330立方米的内部空间,每个舱段可居住多达六人。而国际空间站的命运号试验舱也仅能提供160立方米的空间。 

实际上,目前国际空间站的组件在空间和重量上都是有限的。而充气式太空舱能为未来的载人太空任务提供充足的空间,并满足安全和耐用性的要求。它们在发射时为未充气的压缩状态,因而体积和形状也不会因火箭的运载能力而受限。

B330内部结构

B330充气太空舱内部结构

4月11日,就在BEAM运抵国际空间站后1天,比格罗公司就和联合发射联盟公司(波音与洛克希德的合资企业,简称ULA)宣布达成合作,发射B330太空舱。按计划,首个舱段将于2019年发射,第二个将于2020年升空。这些太空舱将成为在轨的首个商业太空站。

罗伯特·T·毕格罗称:“它们正在为最初的B330太空舱确定位置方案,包括与NASA探讨B330对接国际空间站的可能性”。虽然B330一开始将仅在近地轨道进行测试,但它的长期目标显然是为了利用这些太空舱进行登月甚至登陆火星的深空任务。 

当然,作为商业公司,它们都希望盈利,而美国宇航局也在通过一些项目施以援手。但合法的商业太空利用,以及未来的太空开发和探索将需要积极的国际政治对话。正如《外层空间条约》所述,探索和利用外层空间(包括月球和其他天体),应为所有国家谋福利和利益,而不论其经济或科学发展程度如何,并应为全人类的开发范围。 (编译/dogstar)