□ 常飛
11 月8 日,神舟十三號航天員翟志剛和王亞平,經過約6.5 小時的出艙活動后安全返回天和核心艙,圓滿完成了全部任務,出艙活動取得圓滿成功。中國空間站建設正按照既定計劃穩步推進。
正在建設的中國天宮空間站,是人類航天史上的第三座組合式空間站,另外兩座分別是已經退役的蘇聯和平號空間站和目前仍然在軌運行的國際空間站。
事實上,截至目前,人類所建造過的空間站只有單體構型和組合式構型兩種。單體構型空間站,主要以蘇聯的“禮炮”系列為代表。另外,美國在上世紀70 年代發射的空天實驗室空間站,是世界上最大的單體空間站。這種空間站需要的物力和科技水平相對較低,通過火箭一次發射便可以進入太空運行。
組合式構型空間站不能依托火箭的一次性發射完成,而是和現在的建橋手段一樣,先在地面建造好模塊,例如工作實驗艙、科學儀器艙、生活艙等,然后依靠火箭分批送入太空,再依托每一個模塊的對接艙口連接起來,組成一個設備比較完整的大型空間站。
雖然后者比前者需要花費更大的人力、物力和財力,但這種空間站在內部空間和實驗設備等方面都是前者無法相比的。我們相信,人類迄今為止建造過的空間站,都只是未來空間工程的起步。未來的人類,一定會在太空建造出規模非常巨大,相當于今天大都市規模的超級空間站。
電影《千星之城》中,就描述了一個世界各國聯合建造的超大空間站,它不但帶動了全世界各民族進入太空,最終也引來了外星人。因為體積和質量太大,該空間站甚至對地球造成了影響,只好被推到一個遠離地球的軌道上,成了一顆人造行星。
當然,我們也不能忘了電影《流浪地球》中的那個空間站——“領航者號”。它是標準的環形結構,和此前《火星救援》《星際穿越》電影中的空間站構型一樣。不過,“領航者號”的兩個環形是同向旋轉的。
雖然電影中描述的這些情景短期內還不會出現,但未來的空間站和目前的空間站會大不一樣。
人類要在太空中大規模長期生存,沒有重力支持是難以想象的。那么,在空間站上能不能制造出人工重力?或許有人覺得航天員在空間站里飄來飄去,很浪漫很享受。但事與愿違的是,航天員在空間站里有著繁重的科研和建設工作,站不穩、坐不住,對開展工作有很大影響。就算是操作空間站的機械臂,航天員因為屁股坐不穩,手臂、手掌和手指的運動會非常別扭。而人造重力空間站則可以解決航天員失重帶來的問題。
幾十年前,著名科學家馮·布勞恩做過計算,如果建設一種環形空間站,繞著自身的軸心旋轉,艙段沿著環形排列,航天員工作生活在環的內側,只要這個環按照一定的速度轉動,就會形成顯著的離心作用,將航天員牢牢地貼在內側地板上。只要精確控制轉速,就能夠實現和地球上非常接近的重力。科學家們暢想,這種技術不僅能用來制造空間站,甚至能用來建造宇宙城市。把這個城市建造成一個粗大的圓筒,人們生活在圓筒的內壁上,只要能實現恰當的自轉速度,不要說人類,就是花鳥魚蟲、大樹、農作物,都能和地球上一樣頭上腳下地站立。雖然原理簡單,但要建造這種空間站工作量太大,目前還沒有哪個國家能夠做到。
但是,如果未來人類要實現深空移民,人造重力的空間站恐怕是必要的。誰第一個實現,將是整個人類太空探索邁出的又一大步。人類能否在未來幾十年內建成這樣的空間站?讓我們共同期待。★