花这么多钱修个空间站,值得吗

2021-01-01 00:11馒头老妖
青年文摘(彩版) 2021年15期
关键词:内部空间游泳池航天员

馒头老妖

空间站=太空游泳池?

很多人都会游泳,那么,你是在哪儿学会游泳的呢?答案无非两种,江河湖海,或游泳池里。前者,是在自然界的真实条件下学习;后者,是在人工模拟的环境下学习。尽管两种环境都能让人学会游泳,但有一点是很确定的——在游泳池里学习游泳,比在自然水体里安全得多。

游泳池的环境更简单,没有漩涡、水草等意想不到的危险因素;万一遇到抽筋、呛水等意外情况,也能及时获得救援。可以说,在游泳池里学游泳,虽然成本略高(游泳池的修建和维护需要钱),却能够让大家在低风险的条件下练好本领。

就像学游泳一样,人类的航天工程探索,特别是载人航天,也是一个不断学习、试错的过程。由于在太空中,存在真空、失重、宇宙射线辐射、温差变化巨大、太空垃圾袭扰等极端情况,对航天器、航天员和舱内的各种装置,都可能存在影响,这就给航天探索带来巨大的不确定性。因此,我们不能把未经充分实验的航天器以及其中的装置,贸然地扔到太空之中——就像把“旱鸭子”直接丢进江河里,一旦出现问题,可能就再也没有挽救的机会了。

太空实验困难重重

想要开展航天工程,就要进行航天实验,但有些实验的条件,在地面上无法实现,甚至很难模拟。比如,人类可以通过大型飞机的俯冲运动,来制造失重状态,但最多也就能持续十来分钟。而强烈的宇宙射线辐射,尽管可以在实验室里模拟出来,却要长时间、不间断、大面积地实施,是非常麻烦的。要把上述这些条件在实验室里同时模拟出来,成本可想而知。

那么,能不能在宇宙飞船上,完成这些实验呢?这里也有一个问题:宇宙飞船的发射成本很高,在太空中停留的时间却不长(通常是一两周),对一些时间较长的实验,比如,太空中的蔬菜种植、昆虫养殖、对航天员在太空中的身体状态长期监测等,就无能为力。

同时,宇宙飞船不能做得太大,内部的空间有限,再加上航天员的生活区域和生活物资还要占据一定空间,能留给太空实验的地方就很小了。总之,在宇宙飞船上做太空实验,效率很低,性价比也不高。

深空探索的前进基地

说到这里,你该知道为什么要花这么多钱修空间站了吧。如果我们能在地球外的太空中,建设一个停留时间很长、内部空间较大的实验室,就可以有效应对上述挑战,实现“太空中建个游泳池”的目标。

过去的国际空间站已经证明,这样的基地完全可以在轨运行20年以上,非常适合做各种长期性的实验。它的内部空间也比宇宙飞船、航天飞机宽敞得多。我国建设的空间站预计在110立方米以上,是神舟飞船的十多倍,是天宫一号空间实验室的数倍,自然能够开展更多的科学实验。更巧妙的是,空间站并不是一次性全部发射、安装到位的,它由多段舱体分别发射,再在太空里组装而成,这就解决了火箭推力与舱体尺寸的矛盾。

此外,航天员可以由载人飞船接送,轮换值守,各种实验器材和生活物资,也可以由货运飞船分批送入,以便高效地利用空间站的内部空间。

实际上,空间站不仅是一个优良的“太空实验室”,而且是一个向深空探索发展的前进基地。在未来的规划中,它还肩负着观测、通讯中继、太空垃圾监测调控等任务,甚至能为远航的载人飞行器提供补给、维修等服务。

在科幻電影《流浪地球》中,人类在带着地球逃命的同时,还特意建造了“领航员”空间站,作为地球的哨兵和护卫,空间站的意义可见一斑。

太空事业的新里程碑

当然,要把中国人自己的空间站建好,挑战同样也是巨大的。在这个庞大的工程中,会有许多的苛刻要求,需要我们用新材料、新工艺、新设计,乃至全新的思路方能满足。

比如,虽然火箭能把一个个舱段送到指定的轨道上,但应该如何把它们精确、牢固地组装到已有的国际空间站上?

空间站外出现的破损、失效零件,又该如何更换?这些都涉及大型机械臂甚至是智能机器人的设计、制造;长期在失重环境下生活,宇航员普遍会出现肌肉萎缩、关节退化等健康问题,这就涉及太空医学方面的问题;太空中的小星体和太空垃圾很多,如何防范它们撞在空间站上,万一真的来了,又该如何规避?这就需要强化太空垃圾的观察和追踪。

而上述这些问题,只不过是空间站设计、建造中遭遇难题的九牛一毛。一句话,空间站考验了许多方面的技术能力,是一个国家工业实力的最好体现,而它的开发建设,又能拉动相关行业、学科的全面进步,从而实现人与社会的共同进步。

总之,对中国、对世界来说,空间站能发挥不可替代的作用,为人类走向浩渺太空提供一个坚实的落脚点。

//摘自《课堂内外》2021年第7期,本刊有删节/

猜你喜欢
内部空间游泳池航天员
写给航天员的一封信
春节前写给航天员的一封信
公共建筑内部空间与外部形象探讨 以河南省城乡规划研究中心为例
游泳池
我要当航天员
来吧,少年航天员
游泳池
情感化设计在公共图书馆内部空间的应用
游泳池
等有了钱