10米直徑的超大空間站有人艙,什么時(shí)候發(fā)射?

已經(jīng)成功入軌的空間站核心艙的基本尺寸是:全長(zhǎng)16.6米,最大直徑4.2米,全重22.5噸。內(nèi)部能給未來(lái)進(jìn)入其中的航天員提供超過(guò)50立方米的生活和工作的活動(dòng)空間,這已經(jīng)比過(guò)去發(fā)射的2個(gè)天宮系列空間站大為改善,基本是從單間直接升級(jí)為三居室的水平。在未來(lái)的1號(hào)和2號(hào)大型實(shí)驗(yàn)艙先后發(fā)射和對(duì)接成功后,會(huì)讓航天員的常年便裝活動(dòng)空間,從早期的50立方米,進(jìn)一步擴(kuò)大到110到180立方米。等于再次從三居室升級(jí)成小別墅的水平,基本可以說(shuō)超過(guò)了前蘇聯(lián)發(fā)射過(guò)的和平號(hào)空間站的內(nèi)部最大活動(dòng)空間。其實(shí)就單個(gè)主力核心艙的尺寸和重量來(lái)說(shuō),22.5噸級(jí)已經(jīng)算是全球最大。因?yàn)椴徽撌悄壳皣?guó)際空間站的星辰號(hào)核心艙,還是當(dāng)年和平號(hào)的指揮艙,都沒(méi)有超過(guò)最大22噸的水平。目前多出來(lái)的這0.5噸。

已經(jīng)可以穩(wěn)坐全球第一的寶座。那么問(wèn)題來(lái)了,對(duì)于人類的生活活動(dòng)空間來(lái)說(shuō),自然是越大越好。在地球上無(wú)人喜歡住蝸居,在太空能住別墅,也絕對(duì)不愿意幾個(gè)人擠一個(gè)房間的上下鋪。那么為何到目前,各大國(guó)發(fā)射過(guò)的有人居住的空間站核心艙,其最大直徑,幾乎沒(méi)有一個(gè)是超過(guò)5米的呢?要知道4.2米,還是核心艙的最大外直徑。而整個(gè)已經(jīng)上天入軌的核心艙,還是變直徑的。4.2米的最大直徑部分之外,明顯還有3米多直徑的一小段;另外可以多角度對(duì)接用的“活節(jié)”部分的直徑,也同樣是3米左右。而發(fā)射核心艙的胖5火箭,其芯級(jí)最大外徑已經(jīng)有5米?,F(xiàn)在各大國(guó)的成熟火箭技術(shù),都已經(jīng)可以做到有效載荷,包括其外整流罩的最大直徑,比發(fā)射火箭的芯級(jí)做得更大。也就是說(shuō),5米主芯的火箭,攜帶8米直徑的整流罩是沒(méi)有太大問(wèn)題的。

那么這種8米直徑的火箭整流罩。內(nèi)部完全可以安裝最大7.5米直徑的有效載荷。如果覺(jué)得7.5米的有效載荷還不夠大,那么曾經(jīng)推出的土星5號(hào)和能源級(jí)大火星的直徑,都曾經(jīng)達(dá)到或者接近過(guò)10米,因此如果用這些超級(jí)大火箭來(lái)發(fā)射空間站核心艙,其最大直徑做到10米甚至12米都是沒(méi)問(wèn)題的。人類通過(guò)在地球上的正常室內(nèi)活動(dòng)空間的大小感知就會(huì)體會(huì)到。如果層高在3米以內(nèi),長(zhǎng)寬尺寸在4米左右,那么就是在臥室內(nèi)的感覺(jué)。如果層高到了4米左右,長(zhǎng)寬尺寸更大,那么基本就是高校教室的空間;如果層高到了8到10米,長(zhǎng)寬尺寸再放大,那么基本就是處于小禮堂內(nèi)部的感覺(jué)?,F(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)可以把空間站的核心艙直接由“三居室”擴(kuò)大成10米直徑的“小禮堂”,為何還不去做?瀚海狼山(匈奴狼山)個(gè)人認(rèn)為,首先如果真擴(kuò)大到8到10米級(jí),屬于嚴(yán)重浪費(fèi)。現(xiàn)階段的空間站內(nèi)部,都是沒(méi)有人造重力的。

航天員在里面工作生活,基本都是長(zhǎng)期懸浮其中;因此給航天員自由漂浮活動(dòng)的內(nèi)部?jī)艨臻g,高度2.5米左右已經(jīng)足夠。剩下的1.5米的側(cè)壁空間可以安裝設(shè)備;加上外殼和保護(hù)層,最大外直徑4.2米左右正好。而如果把空間站核心艙的外直徑擴(kuò)大到5米以上甚至到8米以上,里面開(kāi)闊倒是開(kāi)闊了。但是中間有大量的空間根本毫無(wú)用途。航天員在里面飄半天才可以碰觸到周邊的設(shè)備,完全沒(méi)有現(xiàn)在稍微飄動(dòng)一下就可以操作設(shè)備按鈕,來(lái)的方便快捷。有人說(shuō)可以把8到10米的核心艙從中間隔斷,但是這樣做造成的內(nèi)部空間不是圓柱形,反倒讓航天員感到不方便和不舒適。何況長(zhǎng)圓筒狀空間站中間增加硬隔斷,除了造成超重之外并沒(méi)有太大的實(shí)際好處??臻g站的有人活動(dòng)艙段,說(shuō)白了,就是一個(gè)基本外殼厚度不到1厘米的鋁合金圓筒,外面再包裹上一層保溫防撞的復(fù)合材料“棉被”而已。

其整體結(jié)構(gòu)和抗外力的強(qiáng)度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有水下的潛艇耐壓殼來(lái)的結(jié)實(shí)??臻g站的自重控制極為嚴(yán)格,因此用輕質(zhì)金屬制作的薄皮外殼為主,因此現(xiàn)階段基本控制在直徑5米之內(nèi)。如果再擴(kuò)大直徑,必須考慮材料的綜合承受能力。當(dāng)然人類最終必然需要更大直徑的空間站。比如利用自然陽(yáng)光大規(guī)模繁殖空間植物;同時(shí)進(jìn)行太空大機(jī)械化生產(chǎn)。到此時(shí),不到5米直徑的艙段肯定是不夠用了。現(xiàn)階段的空間站,基本都是“純賠錢”的,比如國(guó)際空間站??傇靸r(jià)已經(jīng)超過(guò)了1000億美元,每年的另外維持性消耗超過(guò)30億。但是只能生活為主,稍微帶點(diǎn)可以盈利的太空旅游。而所謂的無(wú)重力晶體生產(chǎn)線的利用率極低。而新發(fā)射的空間站,其對(duì)未來(lái)在軌工業(yè)生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)前所未有。因此全球第一個(gè)外徑超過(guò)5米,到10米之間的超大型空間站綜合生產(chǎn)艙的出現(xiàn),只能看天和號(hào)!