□骆昌芹
人为向往太空城
新
□骆昌芹
入夜,银河在天,群星璀璨。当你翘首仰望这些神秘的星座时,忽然发现南天有一列弯弓形的亮点镶嵌在夜空中,仿佛是一支神笔留下的一条“省略号”。
你可曾想到,夜空中每一个亮点都是一座大型空间建筑——卫星电站、空间工厂、转播平台、大型农场、公共卫生设备,它们宛如一座座浮岛,高悬在赤道上空。
请别匆匆忙忙地去寻找这条明亮的“省略号”。因为到目前为止它仍停留在设计图纸上,最早也要到21世纪中叶,科学家们才会把这串“明珠”抛向上空。
这就是人们所说的“太空城”。
中国古代著名寓言《百喻经》中有一个故事,讽刺一个富翁想要建造一座只有三层的“空中楼阁”,结果一无所获。其实,这种丰富的想象力并非愚人所独有的,比如苏轼就写过:“此阁几何高?何人之所营?侧身送落日,引平攀飞星。”
大约60多年前,一个名叫诺尔顿的德国人就把“空间楼阁”具体化了,他设想在高空安放一个直径为30米的大车轮,轮子里面供人居住,还附有一个机器站和一个观察站。
后不久,英国人克利维尔把这个计划完善起来,提出最好派出许多艘火箭飞船,飞到遥远的空间,然后利用火箭的筒体拼装成一个巨大的车轮。
当时,人造卫星和宇宙飞船还没有诞生,但他已幻想到身穿宇宙服的空间建筑工人紧张繁忙的工作情景。
1975年夏天,英国航空和宇航局召集了28名专家,进行了为期10周的讨论。学者们指出,根据现有科学技术水平,完全有可能在下个世纪前后建立起第一座万人空间城。这项计划的倡议人是普林斯顿大学的奥尼尔博士。
空间城的方案有好些种,奥尼尔博士推荐了轮状城和双筒姊妹城两种。
轮状空间城系由直径为151米的圆筒弯曲一圈而成,轮径为1790米,内侧为天,外侧为地,由铝、钛骨架组成,“天”由透明玻璃封闭,“地”则铺有一层月球矿渣防护层。城市侧面空中悬着一面巨大的反射镜,用来收集阳光,星城不停地转动,造成人工引力。城内统一调节气候和昼夜循环,以适应地球移民的生活习惯。
比起轮状城来,双筒姊妹城的规模要大得多。它由两个直径6.4千米、长33千米的圆筒组成。空间双城最大的优点是减轻了移民的孤独感。两城相距90千米,遥遥相望,昼夜有别,寒暑交替,恰似地球上的南北两半球。
空间城包括工厂、太阳能电站、大型农场和公共卫生设备,由于阳光充沛、管理得当,这里牛羊成群,鱼虾满地;农场庄稼一年可收获四五次,生活区由一幢幢别墅式的小楼组成,或高或低,错落有致,拾级而上,处处鲜花盛开,犹如一个“世外桃源”。
人们用丰富的想象力为未来太空城描绘了一幅美好的蓝图,那么,空间建筑如何进行呢?
首先应让航天飞机把制造建筑材料的机器和施工设备运到空间,凡是在地球建筑工地上所需要的机器在空间建筑工地上也必不可少,只是这些机器外形有所不同,操作方法不同,如果能适应宇宙空间的特殊条件——失重和没有空气,它们将会带来许多方便。
物体没有重量,不像在地球上那样承受它们的重力,所以空间没有打地基工程,只要把建筑各个部件互相接起来,固定在一起就可以了。没有空气,不必担心建筑物会受到风雨的侵袭,同时也不一定需要屋顶墙壁组成的外壳。虽然建筑物主要采用金属结构,不过不必担心不采取防护措施会像暴露在空气中的那样生锈腐蚀。
这些建筑物进入地球的阴影的机会是很少的,一年之中见不到太阳的时间加起来不超过3天,几乎终年沐浴在阳光之中,当然,即使每次日蚀的时间很短,温度变化的幅度却将近400℃,骤冷骤热会使一些金属材料变形。因此,宇宙空间建筑材料必须经受得起这样的考验。
科学家们已发现一种名叫环氧石墨的非金属合成材料,可以满足这样的要求。
在没有重量的宇宙空间施工,建筑结构都飘浮在空间,给建筑工人带来了许多便利,最瘦弱的人也能推动像卡车那么笨重的部件,根据要求安放在任何地方。但也带来了另一方面困难,建筑工人必须抓住某些固定的东西才能使自己站稳脚跟,一不小心,他就会被大部件拉了过去。
在没有空气的环境里工作必须穿上宇宙服。宇宙服臃肿笨重,容易使工人疲劳。因此,工人操作需要许多种机械工具,工作时间不能太长。
如果坐在有特殊设备的飞行机器中,穿着便服用机械手操作,效率可以高得多。工人工作时必须干净利落,如果一不当心丢下一件工具,它就会向无边无际的太空飘浮开去,再也找不到它了。
在空间建筑一座建筑物,大约需10万吨材料,都是具有特殊性能的高级合成材料。成本很高,大约每千克需100美元。有人提议把月球作为主要的原料基地。因为月球上引力小于地球,从月球用运载火箭将原料发射到空间所需能量要少得多,而且如果在空间进行冶炼和加工,许多条件比地球上优越。将来很可能在月球上采集优质矿石,再把矿石发射到空间工厂去冶炼和加工。至于工厂需要的能源则由太阳来提供。
尽管人们已为未来的空中城市做了如此细致周密的考虑,但是如同人类第一次进入太空登上月球一样,人类要建造第一座空间城市同样面临巨大的困难。不过科学总是为战胜困难而存在的,相信它会使人们幻想中的天宫变为将来真正的“空中楼阁”。