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10米直徑的超大空間站有人艙,什麼時候發射?

已經成功入軌的空間站核心艙的基本尺寸是:全長16。6米,最大直徑4。2米,全重22。5噸。內部能給未來進入其中的航天員提供超過50立方米的生活和工作的活動空間,這已經比過去發射的2個天宮系列空間站大為改善,基本是從單間直接升級為三居室的水平。在未來的1號和2號大型實驗艙先後發射和對接成功後,會讓航天員的常年便裝活動空間,從早期的50立方米,進一步擴大到110到180立方米。等於再次從三居室升級成小別墅的水平,基本可以說超過了前蘇聯發射過的和平號空間站的內部最大活動空間。其實就單個主力核心艙的尺寸和重量來說,22。5噸級已經算是全球最大。因為不論是目前國際空間站的星辰號核心艙,還是當年和平號的指揮艙,都沒有超過最大22噸的水平。目前多出來的這0。5噸。

已經可以穩坐全球第一的寶座。那麼問題來了,對於人類的生活活動空間來說,自然是越大越好。在地球上無人喜歡住蝸居,在太空能住別墅,也絕對不願意幾個人擠一個房間的上下鋪。那麼為何到目前,各大國發射過的有人居住的空間站核心艙,其最大直徑,幾乎沒有一個是超過5米的呢?要知道4。2米,還是核心艙的最大外直徑。而整個已經上天入軌的核心艙,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;另外可以多角度對接用的“活節”部分的直徑,也同樣是3米左右。而發射核心艙的胖5火箭,其芯級最大外徑已經有5米。現在各大國的成熟火箭技術,都已經可以做到有效載荷,包括其外整流罩的最大直徑,比發射火箭的芯級做得更大。也就是說,5米主芯的火箭,攜帶8米直徑的整流罩是沒有太大問題的。

那麼這種8米直徑的火箭整流罩。內部完全可以安裝最大7。5米直徑的有效載荷。如果覺得7。5米的有效載荷還不夠大,那麼曾經推出的土星5號和能源級大火星的直徑,都曾經達到或者接近過10米,因此如果用這些超級大火箭來發射空間站核心艙,其最大直徑做到10米甚至12米都是沒問題的。人類透過在地球上的正常室內活動空間的大小感知就會體會到。如果層高在3米以內,長寬尺寸在4米左右,那麼就是在臥室內的感覺。如果層高到了4米左右,長寬尺寸更大,那麼基本就是高校教室的空間;如果層高到了8到10米,長寬尺寸再放大,那麼基本就是處於小禮堂內部的感覺。現代技術已經可以把空間站的核心艙直接由“三居室”擴大成10米直徑的“小禮堂”,為何還不去做?瀚海狼山(匈奴狼山)個人認為,首先如果真擴大到8到10米級,屬於嚴重浪費。現階段的空間站內部,都是沒有人造重力的。

航天員在裡面工作生活,基本都是長期懸浮其中;因此給航天員自由漂浮活動的內部淨空間,高度2。5米左右已經足夠。剩下的1。5米的側壁空間可以安裝裝置;加上外殼和保護層,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大到5米以上甚至到8米以上,裡面開闊倒是開闊了。但是中間有大量的空間根本毫無用途。航天員在裡面飄半天才可以碰觸到周邊的裝置,完全沒有現在稍微飄動一下就可以操作裝置按鈕,來的方便快捷。有人說可以把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。何況長圓筒狀空間站中間增加硬隔斷,除了造成超重之外並沒有太大的實際好處。空間站的有人活動艙段,說白了,就是一個基本外殼厚度不到1釐米的鋁合金圓筒,外面再包裹上一層保溫防撞的複合材料“棉被”而已。

其整體結構和抗外力的強度,遠遠沒有水下的潛艇耐壓殼來的結實。空間站的自重控制極為嚴格,因此用輕質金屬製作的薄皮外殼為主,因此現階段基本控制在直徑5米之內。如果再擴大直徑,必須考慮材料的綜合承受能力。當然人類最終必然需要更大直徑的空間站。比如利用自然陽光大規模繁殖空間植物;同時進行太空大機械化生產。到此時,不到5米直徑的艙段肯定是不夠用了。現階段的空間站,基本都是“純賠錢”的,比如國際空間站。總造價已經超過了1000億美元,每年的另外維持性消耗超過30億。但是隻能生活為主,稍微帶點可以盈利的太空旅遊。而所謂的無重力晶體生產線的利用率極低。而新發射的空間站,其對未來在軌工業生產能力的設計前所未有。因此全球第一個外徑超過5米,到10米之間的超大型空間站綜合生產艙的出現,只能看天和號!

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