馒头老妖
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,或是游泳池里。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,比在自然水体里要安全得多。
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,贸然扔到太空之中。
想要开展航天工程,就要进行航天实验,但有些实验的条件,是在地面上无法实现,甚至很难模拟的。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,在太空中滞留的时间却不长(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,就无能为力了。
同时,囿于运载火箭的推力限制,宇宙飞船不能做得太大,内部的空间更是有限,在宇宙飞船上做太空实验,效率很低,性价比也不高。
说到这里,你该知道为什么要花这么多钱修个空间站了吧。如果我们能在地球外的太空中,建设一个滞留时间很长、内部空间较大的实验室,就可以有效应对上述挑战。
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15倍,天宫一号空间实验室的7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、通信中继、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。可以说,空间站是深空探测、太空开发的立足点、桥头堡,它能助力航天事业飞得更远、更稳。
当然,要把中国人自己的空间站建好,我们面对的挑战同样是巨大的。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、新工藝、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?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。