SpaceX的星际飞船原型
腾讯科技讯 10月5日音讯,据外媒报导,美国太空探究技能公司SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)现在现已就星际飞船(Starship)及其运载火箭做了四次介绍,但一切这些更新都会集在硬件外部标准上。马斯克简直没有提及在星际飞船上坚持人类生计和健康所需的技能。可是假如这种飞船在不久的将来用于将人们送往月球和火星等太空目的地,就需求相对较快地开发这类维生技能。
关于任何飞船和火箭来说,马斯克提议规划的星际飞船标准肯定令人形象深入。据估测,星际飞船将超越50米高,直径为9米。在美国德克萨斯州博卡奇卡的最新介绍中,马斯克宣称,终究版别的飞船和火箭将能够发射150吨有效载荷到地球轨迹上,与载人登月的土星五号火箭(Saturn V)的才能相媲美。这意味着,在投入运用时,星际飞船将会成为世界上最强壮的飞船加火箭组合。
但假如SpaceX想让人们长时刻地生活在星际飞船上,作业就会变得杂乱得多。生命支撑体系添加了飞船的分量和杂乱性。宇航员需求训练和睡觉的当地,呼吸空气的当地,喝水的当地。假如星际飞船方案协助发动马斯克屡次提出的月球基地,那么月球上较高的辐射环境将需求更先进的屏蔽方法。
当将宇航员送往马斯克愿望的目的地火星时,一切这些问题都将变得愈加杰出。由于间隔悠远,宇航员将无法在数年内取得补给,并且他们与地球的通讯将会呈现推迟。辐射将变得愈加严峻,现在尚不清楚这将怎么影响人体。与NASA协作的Translational Research Institute for Space Health主任多利特·多诺威尔(Dorit Donoviel)称:“以为咱们能够在未来十年内把人送上火星的主意是十分单纯的。实际地说,咱们至少需求10年或更长时刻才能让宇航员在太空游览中感到舒适。”
马斯克之前在他的星际飞船讲演中谈到了生命支撑和人类健康问题,但只是一带而过。在最近的一次讲演中,这位SpaceX首席执行官两次被问及星际飞船将运用什么样的生命支撑体系。马斯克表明:“相关于航天器自身,我以为做到这一点并不是十分困难。生命坚持体系十分简略。”
维生体系杂乱性
生命支撑体系包含了人类从地球上生计所需的一切根本东西。美国宇航局国际空间站生命支撑体系的副主管约翰·盖普(John Cover)说:“任何能让宇航员存活和作业并坚持环境安全的东西都是真实的生命支撑体系。”最根本的需求是大气。生命坚持体系有必要为人们供给适宜的气体混合物以供呼吸,并在二氧化碳堆集到风险数量之前将其从空气中去除。有必要坚持恰当的温度和大气压。宇航员将需求饮用水,以及恰当地废水处理方案。
SpaceX现已有了些生命支撑体系方面的经历,其新的载人飞船名为Crew Dragon,旨在将宇航员送往国际空间站。可是,为短间隔的轨迹游览供给生命支撑与在太空中坚持人们数周或数月生命所需的生命支撑有很大的不同。
首要,氧气和水都能够在轨迹游览顶用有限的容器供给,刚好满足把人们送到他们的长时刻目的地。可是,在国际空间站上,人们每次在那里驻留几个月,“再生”体系现已到位,用于供给像氧气和水这样的东西,这意味着它们在一个闭环体系中被收回。尿液和汗液被循环使用,并从头变成饮用水,一起有些水在电解进程中被分解成氧和氢,这样人们就能够呼吸。
马斯克介绍星际飞船的晋级细节
马斯克确实说过,星际飞船上的生命坚持体系将是可“再生”的。可是生命支撑体系往往是沉重而杂乱的,乃至会改动飞船的操作方法。弄清楚怎么在紧迫状况下确保人们的安全也是要害。盖普指出:“一旦你开端议论将宇航员送上飞船,你就需求开端议论风险,以及这些风险是怎么呈现的。”他还称,假如呈现问题,宇航员或许会受伤或逝世。因而,有相当多的作业有必要到位。
马斯克宣称,人们最早下一年就能够乘坐星际飞船飞上太空,这意味着装置好生命支撑体系应该是未来几个月的首要使命。这项技能现在现已存在,所以他们有或许依照雄心壮志的时刻表施行方案。可是SpaceX在再生生命支撑体系方面没有太多的书面经历,载人龙飞船上的生命支撑体系不是可再生的。即便如此,实际上还没有人类搭乘其新式飞翔器飞翔。
在月球外表生计
假如SpaceX期望在月球上树立永久基地,作业就会变得愈加困难。首要,人们远离地球的时刻越长,他们暴露在太空辐射和银河宇宙射线下的时刻就越多。这些是来自太阳或银河系外悠远的高能粒子,能够穿透皮肤和其他资料,对生物安排形成危害。地球的大气层和磁场有助于维护咱们免受大部分辐射,但在外层空间和月球上,这种维护就消失了。
由于阿波罗宇航员在月球上逗留的时刻如此很短,因而他们遭到的辐射只要小幅添加。而生活在月球大将遭到更高水平的辐射,假如太阳发作大规模的太阳耀斑,它或许会向月球发送大剂量的辐射。多诺威尔以为,NASA和研究人员置疑,高强度的辐射或许会导致中枢神经体系受损,并影响大脑功用。但终究,咱们尚不知道详细影响,由于咱们现已很长时刻没有把人送入深空。
多诺威尔指出:“咱们对辐射一窍不通,这真的是我所关怀的问题。NASA处理许多辐射作业的方法现已得到了许多猜测,他们企图阻挠人们跳过必定的边界。他们便是这么处理的。但我不知道这会不会见效,我以为咱们严峻轻视了辐射的影响。”
在实际中,将需求某种辐射屏蔽,而星际飞船的不锈钢外壳或许不足以长时刻维护宇航员。专家建议在月球栖息地内衬上水或冰来削减这些粒子的影响,但宇宙射线中的某些元素(被称为重离子)乃至或许能够穿透它们。或许最好的挑选是发明被月球泥土掩盖的栖息地,但这将需求许多的发掘和施工设备。马斯克在他最新的演示中暗示,SpaceX或许也会这么做。但假如是这样的话,在树立任何月球城市之前,需求提早很长时刻做准备。
在星际飞船的协助下开建月球基地的艺术烘托图
美国中佛罗里达大学的行星物理学家菲尔·梅茨格(Phil Metzger)解说称:“你有必要提出一切这些十分根本的修建问题。在你提出了根本问题之后,你会说:‘好的,这些技能现已老练了。咱们能够开端制作飞翔硬件,而其他技能还不是很老练。’”
假如这个月球基地需求自给自足,采矿设备也将变得至关重要。对月球的再补给使命将比那些在地球轨迹上向国际空间站运送补给困难得多,由于月球的中转时刻只要几天。而月球基地的宇航员将需求依靠他们周围的资源,例如修建用的泥土和或许用于饮用并转化为燃料的水冰。挖掘这些资源的一切设备都能够由星际飞船带到月球,可是现在还不清楚他们会是什么姿态,由于之前没有人在月球上真实操作过这样的设备。
梅茨格表明:“在地球上,树立矿井或许需求20年,但那是在地球上。而当你议论在月球上树立矿山时,难度更大,特别是由于咱们对那里的资源了解较少,并且咱们在那种环境下进行采矿操作的经历简直为零。”
悬而未决的问题
还有许多其他问题需求处理。首要,专家们不知道人类是否能够在月球的低重力环境中生计和坚持健康。咱们的骨骼和肌肉现已习惯了地球的重力,但这些安排在月球上的退化速度或许会更快,由于月球的重力只要地球的六分之一。运动能够缓解这种状况,但研究人员终究不知道这是否满足,或许需求什么样的新设备支撑。
还有便是人们需求考虑的最根本的舒适感。发射期间的照明和椅子视点等规划或许会影响人们的感触和行为。马斯克曾说过要把100人送上星际飞船,每个人都有大约10立方米的生活空间。他称:“特别是在零重力的状况下,这实际上是相当大的空间。”
但从总体上看,这或许还不行,长时刻的太空游览会对人们的精神状态发生负面影响。多诺威尔说:“行为方面是个首要问题,你不能总是猜测人们在远离地球而没有直接沟通的状况下会有什么反响。”
这些问题也只是冰山一角。只是为了树立一个月球基地,就需求处理更多的问题,更不用说无限期地把人送上火星了。终究,一旦星际飞船开发完结,SpaceX能够挑选处理这些问题,但当人们真实飞向月球或在星际飞船上时,这将会继续很长时刻。多诺威尔称:“咱们企图让商业航天公司开发让人类在太空游览时感觉更舒适的技能,但他们还没有做到,他们仍在尽力处理怎么把他们带到太空目的地的大问题。”
马斯克说,现在只要5%的SpaceX资源被用于开发星际飞船,这或许能够解说为何运载火箭是仅有焦点的原因。不过,在某种程度上,人类面对的生计和坚持健康问题将需求得到赶快处理。(腾讯科技审校/金鹿)