天天评书网365(中国欲建千米级超大型航天器)

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天天评书网365:尽管这个事还在论证阶段,但是已经在国内外引起了广泛的讨论和关注。据国家自然基金委项目书中写道,“尺寸达千米量级的超大型航天器是未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住的重大战略性航天装备”。事实上,除了千米量级的超大型航天器外,我国科学家还在建一个同样很科幻的项目——在太空中建设太阳能电站,为无人机及地面紧急供电。也许不久的将来,我们将生活在这样的科幻世界里。

 

本文来自微信公众号深究科学(ID:deepscience),作者:常青藤,原文标题:《中国欲建千米级超大型航天器?美国NASA专家:并非不可能,但至少花费万亿美元》,题图来自:《星际迷航》

在科幻电影中,我们经常可以看到这样一个画面,一个巨大的航天器在电影主角的头上缓缓滑过,遮住天空,顿时眼前一片漆黑,可见这样的航天器体积会有多大。

 

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《星际迷航》中的飞船尽管都是虚构的,但其长度仍没有超过中国打算建造的那么大

 

然而,尽管备受科幻迷喜爱的电影《星际迷航》,其虚构的飞船长度也不会超过300米,如今我国打算要建千米尺度的超大型航天器,而且基金委已经设立相关课题论证建造它的可能性和技术要点。

 

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国家自然科学基金委公布的科研项目

 

最近,国家自然科学基金委员会决定资助78个重大科研项目,其中一项为:“超大型航天结构空间组装动力学与控制”。到底超大型有多大,其长度为千米级。

 

对这个话题的关注,已经从国内引燃到国外,这两天在《科学美国人》以及Livescience等媒体的曝光下迅速传播。

 

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Livescience的报道

 

美国科学媒体“Livescience”采访了NASA前首席技术官Mason Peck,他表示,这个想法并非不可行,只是这个课题的挑战性的工程性远大于科学性。

 

然而一旦成功,它可能是全球唯一一个承载人类在另一个星空世界生存的“诺亚方舟”

 

这种科幻的场景非常迎合世界末日论的看法,在一个巨大的航天器里生存,或驶往另一个可宜居的星球。只是如今我国科学家不再只是凭空想象,而是真正地付出行动。

 

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很多人认为1999年是人类大劫难日,因此会虚构人类搭乘航天器离开地球

 

此次超大型航天器的项目经费为1500万元。目前,还只是项目可行性的论证阶段。具体它打算怎么做?根据项目书的内容:瞄准超大型航天结构在轨组装建造的迫切需求,将航天动力学的三大研究对象“轨道”、“姿态”和“结构”进一步融合,并与“控制”学科深度交叉,推动航天器耦合动力学与控制研究方向的发展,为超大型空间基础设施的建造奠定理论和技术基础。

 

需要解决的科学问题有哪些?“超大型航天结构的轻量化和可控性设计,空间组装过程的动力学演化,以及空间组装过程轨道-姿态-结构一体化稳定控制等”。

 

为何我国对这样看起来十分科幻的项目感兴趣?项目书中写道,“尺寸达千米量级的超大型航天器是未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住的重大战略性航天装备”。

 

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由于“超大型航天器结构重量和尺寸巨大,无法通过单次火箭发射和入轨展开方式构建,需通过结构模块化设计、多次发射和空间组装的方式进行建造;其次,超大型航天结构组装过程中,结构的超大尺度效应和构型变化效应与空间环境效应作用相耦合,将带来极其复杂的耦合动力学现象。”

 

因此,需要科研人员针对上面的问题逐一进行攻关。

 

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国际空间站

 

“在我看来,这个项目完全可行,它并非是不可克服的障碍,无非是一个规模性的工程问题。除此之外,就是钱的问题了。”Peck表示,到底需要花费多少钱?

 

“目前,国际空间站最宽的地方为110米,建造它至少花费了1000亿美元,如果要建造比它还大10倍大的航天器,那么这个造价至少也是10倍左右。”Peck补充道。

 

当然,Peck也表示,这取决于中国打算怎么去建造这样的一个庞然大物,如果只是算它的长度,而不像是国际空间站为了提供更多的人居住,也增加了它的重量,那么这自然是另外一个话题了,费用也会少很多。

 

近年来,中国在航天航空领域动作频频,也取得了令世界瞩目的成果,从“嫦娥四号”登月,再到“天问一号”成功着陆火星。中国也是继美国之后,在航空领域取得成果最多的国家。

 

如果未来千米规模的超大航天器一旦建成,这或许是世界上唯一一个超大航天器,不仅有利于探索宇宙奥秘,还能够为人类长期在太空中生存提供宜居的空间。

 

2021年年初公布的《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》写道,“探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。” 中国科学家不仅在想,而且是真切地在一步步实现“航天梦”。

 

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美国提出的太空电站示意图

 

事实上,中国科学家还在建一个同样很科幻的项目——在太空中建设太阳能电站(3.6万公里的高度),从而为无人机及地面紧急供电。

 

为什么要把太阳能电站建在天上,主要是考虑到太阳辐射到地面能量会削弱很多,而如果建在天上则不会受地表大气层、季节变化的影响,太阳能转化为电能的效率会大大提升。

 

根据路线图,2030年开始中国将建设兆瓦级小型空间太阳能试验电站,到2050年具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。

 

如果这些黑科技未来能逐一实现,电影中虚构的科幻场景也许不久就会成为现实。

 

参考资料

1.https://www.scientificamerican.com/article/china-wants-to-build-a-mega-spaceship-thats-nearly-a-mile-long/

2. http://nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab442/info81561.htm

3. http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/8/463245.shtm

 

本文来自微信公众号:深究科学(ID:deepscience),作者:常青藤

本文《天天评书网365(中国欲建千米级超大型航天器)》由错误博客(cuowu.com)整理或原创,感谢您的阅读。

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