未来遨游太空像乘坐商业航班?

2017-03-20 09:42 来源:北京青年报 
2017-03-20 09:42:42来源:北京青年报作者:责任编辑:白璐 肖春芳

  【新知关键词:生命支持系统】

  “勇敢地航向前人所未至的宇宙洪荒!”自从1960年,吉恩·罗登贝瑞动笔写下《星际迷航》的起源剧本时,这句话就成了“星舰精神”的核心。从远古时代起,人类积极进取的意念总也生生不息,生命的繁荣昌盛伴随地球沧海桑田的变化,浩瀚宇宙自然成为了人类的下一个旅行目标。太空是何模样?好奇心推动着航空领域的发展,时至今日,太空旅游的梦想终于又离人类更近了一步。

  “ECLSS”也称作环境控制或生命维持系统

  据美国“财富日报”官方网站3月7日报道,太空产业正开始复苏,美国宇航局NASA已宣布与特拉斯总裁埃隆·马斯克旗下的太空探索技术公司合作,共同开发太空旅行设备“长龙”航天器内的生命支持系统。从而使航天器能够运载游客,顺利完成地球与太空站之间的往返旅程,或者执行其他任务,譬如开采小行星金属等。

  研究人员开发的系统名为“ECLSS”,也称作环境控制或生命维持系统,是一个将胶囊舱内的机械、管道、罐箱水槽和传感器结合起来共同工作的复杂系统,能够提供给宇航员氧气和其他必需品。太空探索技术公司为“长龙”航天器专门建立了一个系统测试版本,用于升级生命支持系统。

  布瑞恩·丹尼尔是NASA所支持的商业太空旅游计划的研究负责人,他表示,ECLSS系统及其子系统给开发者带来了一项独特挑战。这类系统必须确保对那些与生命存活相关的重要参数进行严格控制,比如温度、二氧化碳浓度、氧气浓度和座舱压力。整个生命支持系统的各项性能不仅要求故障容错度较高,能时时刻刻支撑生命存活,并且还能从发射倒计时开始到启程返回地面,在整个执行任务的过程中不间断。

  尽管测试系统由马斯克的私人企业开发并运行,但NASA的工程师却已出面声明,该系统能满足太空旅游的需求,能保证旅客在飞行中的生命安全。其实,波音公司与特斯拉的子公司都在建造宇宙飞船、火箭发射平台和网络系统,以便让更多人能够往返空间站,早日实现商业太空旅游的市场化。

  NASA已与两家公司签署了飞行试验和商业运营合同

  太空探索技术公司称,测试系统所用的飞船是目前已知的飞船型号,它在配置上尽可能接近规范的航天器,由此得到的生命系统升级方案将能平滑地过渡到更多航天器中,具备普适性。系统为太空服提供氧气时,也会随着舱内压力而随时调节环境的温度、湿度等所有条件。此外,它还提供灭火功能,并净化宇航员呼吸排出的二氧化碳。原则上,系统运行主要依赖于一款能自适应全体乘务人员的计算机系统。但是,当宇航员防范气体泄漏或遭遇发射中止等突发事件时,还需要穿上宇航服,确保生命安全。

  在开发初期,研究人员依据过去航天飞行员的经验,将ECLSS系统的监控模块,初步设置为能持续四小时提供氮氧混合气体。系统研发工程师之一的尼古拉斯·利玛称,生命系统与其他计算机系统不同,它不仅仅依靠计算机模拟和机械分析,还允许远程检测“长龙”内部乘务人员的生命状态,从而能为太空游客创造出一个真正安全自如的客舱环境。此外,监测模块的广泛测试也能帮助改善“长龙”内部的硬件和操作设置,最终将使得太空旅行更加安全可靠。

  预计“长龙”将在美国佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心与猎鹰9号火箭合体发射。不久后,波音公司产生的CST-100星轮也将承担类似的商业载人任务。NASA已与这两家公司签署了飞行试验和商业运营的合同。

  未来将有数百万人能够在太空生活和工作

  为清楚看到航天器与生命支持系统的运作过程,研究人员甚至在测试舱内建造了透明地板。那么,生命系统将来正式适用的“飞龙”到底是什么样子?

  太空探索技术公司介绍,这款商业飞行器高约20米,直径长12米,一次最多可载7名宇航员。过去仅有政府出资建造的飞船才能完成航天运输任务,但“飞龙”却在2012年就创下了送货到空间站的壮举。最初制作时,设计师就将它设定为载人飞船,并完全从旅行愉快的角度出发安排座位。通过舱内的四个窗口,太空旅客们可以尽情欣赏地球、月亮和太阳系广阔壮丽的景象。旅客座位由最高等级的碳纤维布料和阿尔坎塔拉布料制成,舒适度有保障。

  除了马斯克的“飞龙”,亚马逊旗下的火箭公司“蓝色起源”也在近日宣布,已经完成了新型火箭发动机BE-4的组装工作。这是该公司新型可回收运载火箭的第一台主发动机,随着另外两台发动机组装完毕,火箭预计将在2019年发射。“蓝色起源”CEO杰夫·贝索斯设想,未来将有数百万人能够在太空生活和工作,遨游太空就像乘坐商业航班一样。

  《科学》杂志认为,除了以上提到的两家大型企业,还有诸如“维珍银河”和“维尔京轨道”之类的小公司正在发展,而谷歌与富达国际已在该领域倾注了10亿美元资金。预计将有更多参与者带来资本涌入,新一轮暴利即将形成。有数据显示,在2000到2016年间,私人太空探索行业中的投资总额就已超过130亿美元。专家表示,私人企业对太空领域表现出越来越大的兴趣是有原因的,比如火箭技术方面的创新应用。

  牛津大学分析学分析师贾尔斯·阿尔斯通表示,市场风投所寻找的企业就是这样。资本所期待的创新之举,并非在太空进行信息搜集,而是对地球进行测绘。即用大量小型卫星进行全球图像分析。创新软件借此收集信息,之后将其传回地球平台,用户就能便捷地通过搜索功能获取信息。

  未来,太空产业有可能成为下一个可持续发展的产业。

  文并供图/罗春晓

[责任编辑:白璐 肖春芳]

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