正文 第9章 航天的未來(1 / 3)

航天的未來,令人神往。航天技術的開拓,既有無數實用的價值,又有誘人的發展前景。

宇宙空間中尚有無數奧秘等待人們去揭示和探尋,在這個廣闊天地裏航天技術將大有作為,並會發展到一個新的階段。

今後一個時期的航天目標,大致有三步:第一步建造新一代的航天飛機和空間站,加強載人航天科學實驗活動;第二步建立可供人類居留的月球基地;第三步派遣人類使者登上火星。

人類擺脫地球的束縛,到其他星球開辟新的生活,已經為期不遠了。

“太空快車”

齊奧爾科夫斯基曾預言:我們乘坐宇宙飛船起飛,停留在離地球2000到3000多公裏的太空中,隨後從地球上運來工具、機器和材料,在空間站建造起移民地。

再後來,就能在空間獨立製造產品了。

現在人們看到,這個理想正在變成現實,載人空間站和航天飛機的進一步發展,將為建造太空移民地鋪平道路。

今後幾十年內,在太空除了有日益增多的各種應用衛星競相角逐、載人空間站和航天飛機頻繁飛行外,將會出現更先進的空天飛機和永久空間站,載人航天活動方興未艾,迅速發展。

目前,除美國繼續執行航天飛機載人計劃以外,俄羅斯和歐洲空間局都在研製自己的航天飛機。

前蘇聯第一架暴風雪號航天飛機已於1988年11月15日發射升空,完成首次無人駕駛的試驗飛行。

雖然僅在太空逗留3小時,但卻標誌前蘇聯的航天飛機技術取得了突破性進展。

暴風雪號航天飛機上天,集中了1000多個科研機構和工廠的數萬名科技人員創造的成果。

它的主要任務就是將來為在軌道上的空間站運送航天員和給養,運送和維修太空設備,回收軌道站上生產的產品,進一步增強開發空間的實力。

為此,下一個目標是在機上所有係統的安全可靠性得到充分保證以後,即投入載人飛行。

它將與正在研製中的和平2號軌道站結合起來,開展載人航天活動,為下一世紀載人飛上火星探索經驗。

歐空局聯合11個國家,正在執行一項研製海爾梅斯號航天飛機和哥倫布號空間站的計劃。

海爾梅斯號航天飛機是一種多用途的運輸工具。

初步設計的機長17.9米,寬10.2米,有效載荷艙35平方米,座艙18平方米,可把6名航天員和4.5噸的貨物送到近地軌道。

它能重複使用30次,有效壽命15年。

這種小型航天飛機實際上是哥倫布號空間站係統的一個組成部分。

哥倫布號空間站由增壓艙、極軌平台、服務艙和尤裏卡平台組成。

增壓艙是空間站主體,為航天員工作和生活的場所;極軌平台用於對地觀測;服務艙載有動力、溫控、通信和其他保障係統;尤裏卡平台是航天員從事空間科學實驗的地方。

此外,英國在研製霍托爾號航天飛機,德國在實施桑格爾號航天飛機計劃。

預計這些航天器將在本世紀末或下世紀初相繼投入使用,會在太空舞台一展它們的風采。

美國的下一步載人航天目標,是建造“東方快車”空天飛機和“自由號”永久空間站。

“太空快車”空天飛機能像普通飛機那樣從地麵水平起飛,以高超音速在大氣層內飛行,並直接加速進入地球軌道飛行,完成任務後返回大氣層,又像飛機那樣水平著陸,完全達到能重複使用的目的。

目前正在研製一種叫X—30的試驗型樣機差不多像今天的DC—9客機大小,是“東方快車”的三分之一。

最關鍵的技術是要解決製造大型組合式推進裝置、輕型高強度耐高溫材料、高超音速氣動結構外形和先進的控製係統。

預計下一世紀初才能進入軌道飛行。

美國的自由號永久空間站,既是一個永久性的軌道研究設施和工作設施,也是一個軌道試驗、組裝和修理中心。

它有雙龍骨結構和單橫梁結構兩種設計方案。

前一方案總長153米,高110米,兩根骨架各長91.5米,二者間距38.4米。

乘員艙和實驗艙裝在中心處,修理艙、貯存庫和燃料加注站設在上麵箱形區域,軌道轉移飛行器、服務艙位於下麵箱形區域。

上橫梁上安置太陽能發電裝置。

空間站的組件由航天飛機分批送上軌道,需要往返運送31次才能裝配成功。

後一方案采用122米長的單橫梁,包括4間工作居住艙、2間後勤保障艙、4個自由飛行平台和1個可移動的維修艙。

這種永久性空間站預計重36噸,可乘6至8名航天員。

除進行對地觀測、天文觀測、微重力材料加工和生命科學研究外,還將為未來建立月球基地和載人火星飛行架起一座空間橋梁。

人造月亮早在20世紀20年代,前蘇聯第一位宇航工程師桑德爾就提出了利用太陽帆進行星際航行的設想。

這種太陽帆又稱太空帆,是在太空懸掛一架巨大的薄膜反射鏡,利用太陽光壓作動力實現宇宙飛行。

此後,許多科學家作了長期探索,直到20世紀70年代後期,美國和前蘇聯才開始提出太空帆設計方案。

中國航天科學家於1989年4月也開展了方案設計,組織參加1992年“哥倫布500周年太空帆船杯賽”。

世界各國參與這次競賽還僅是一種航天科普設計活動,要實際應用還有不少問題。

在這一方麵,前蘇聯領先進入了實驗階段。

1987年提出計劃:第一步在太空設置一麵太陽反光鏡,為城市照明和促進農作物生長,然後第二步在太空建造太陽能發電站及至實現太空帆遠航。

經過6年研製,1993年2月4日,俄羅斯把一麵照亮地麵的“太空傘”送到地球軌道上試驗,為未來的太空帆飛行奠定了基礎。

這是航天史上的一項新成就。

俄羅斯“能源”科研生產聯合公司研製的這種太空傘,用聚酯纖維滌綸薄膜製成,厚僅5微米,表麵噴塗上一層銀色金屬,主帆直徑22米,總重40公斤。

它由“進步M”號自動貨運飛船載到350公裏高的軌道上,在離開“和平”號軌道站12分鍾後,距軌道站150米時,飛船上裹著太空傘的滾筒轉動展開,在太空形成一麵巨大的傘狀反射鏡,並繞地球運行。

這麵被稱為“旗幟”號的太空傘,反射陽光掃過地麵30平方公裏的區域,依次照亮了裏昂、日內瓦、伯爾尼、慕尼黑和白俄羅斯等地方。

它就像夜幕中的一盞明燈,反射光照亮地球背陽麵的時間為6分鍾。

這次實驗表明,如果將來有一天地球利用太空帆反射鏡照明,可把幾乎長年黑暗的極地變成白晝,城鄉公共照明的燈具、電線都可拆除,夜間的操作都可變為白日進行。

直到1995年,俄羅斯已經射4至6個這樣的太空傘,在離地麵3000至5000公裏調換軌道上展開,以不同的對日傾角把陽光反射到地麵預定地點,可把一個直徑幾十公裏寬的地域照得通明。

俄羅斯製訂了一項把100麵太空傘送到軌道上的計劃,除用以照明地球外,還能用來掃除“空間垃圾”和為宇宙飛船提供動力。

美國也在實施這種太空傘計劃,在20世紀90年代末將12麵直徑1公裏的巨型反射鏡送到距地麵36000公裏的同步軌道上,可使地球上在直徑360公裏的區域內大放光明。