让航天员住在“帐篷”里，充气式太空舱靠谱吗

不管你称它为“太空酒店”还是“太空经适房”，最终验证它的还是安全和实用性。...

4月9日，美国SpaceX公司第八次向国际空间站发射了“龙”货运飞船。这次任务亮点不少，除了人类在海上实现火箭一子级火箭回收外，飞船还将毕格罗公司的试验性充气式太空舱带到国际空间站。

提到充气式太空舱，很多人首先就会想到，它会不会像气球那样一戳就破，毕竟太空垃圾那么多。那么，充气式太空舱靠谱吗？

毕格罗不是第一个吃螃蟹的

现在很多物品都采用折叠设计，如充气床、充气沙发，这些充气式设计的物品不用时放掉气体，折叠后占用很小的空间。既然日常生活用品可以采用折叠设计，空间站也可以考虑采用充气式设计。充气式空间站发射前折叠在火箭整流罩内，进入太空后充气展开。

其实，在上世纪60年代，美国宇航局就有类似的想法。当时，美国宇航局授权一个轮胎生产厂研制可折叠的卫星，但该厂跳不出研制轮胎的思路，制造出了一个巨大轮胎型卫星，自然没有被美国宇航局看上。上世纪90年代，在论证国际空间站过程中，美国宇航局计划为空间站打造一个充气式舱段，但由于存在较大的技术风险，心里没底的美国宇航局最终没有发射这个舱段。最后，美国宇航局将充气式舱段的专利卖给了毕格罗公司。毕格罗公司购买到技术之后就提出了雄心勃勃的建造充气式空间站计划。

除了毕格罗公司，俄罗斯也在进行充气式舱段和空间站的研究。早在2006年，俄罗斯就使用第聂伯运载火箭将起源1号充气式试验轨道飞行器送入了太空，验证充气式飞行器自动展开技术。据悉，俄罗斯还会启动充气式太空旅馆、充气式星际飞船等航天器的研究工作。

为什么建充气式太空舱

1957年10月4日，苏联成功把世界上第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号送入太空，叩开了人类进军太空的大门。到目前为止，人类已经向太空发射了4000多颗航天器，虽然这些航天器的外形多种多样，用途也各不相同，但它们都有一个共同的特点，即这些航天器都采用金属外壳。

之所以大多数航天器采用金属外壳主要是为了适应恶劣的太空环境。不管对于人类还是航天器，太空强辐射、大温差和高能粒子流的恶劣环境都是一个巨大的考验。金属的力学、辐射屏蔽等特性决定了金属是制造航天器外壳的最合适材料。



虽然采用金属外壳的太空舱具有坚固牢靠的优点，但如果要建造一个大型组合式空间站，尺寸巨大的舱段和桁架必须使用火箭或航天飞机一个接一个发射进入太空，然后在太空进行组装，工作量非常大。

以现役的国际空间站为例，它从1997年开始建造，到现在也没完成建造工作。其中，发射和组装的工作量大是导致建造进程缓慢的一个重要原因。

并且，未来人类要飞往火星执行为期1000天或1100天的任务时，可能需要300立方米大小的栖息地用来居住和储存食物，所以空间要求很大。

与金属外壳太空舱相比，充气式太空舱最大的特点是同一型号发射相同尺寸的太空舱，太空舱可以获得更大的容积。这是因为充气式太空舱进入太空后可充气展开，而金属外壳的空间站地面多大，上太空后也就多大。太空舱容积越大，太空舱就可以搭载更多的载荷，航天员居住和工作环境也更加舒适。





充气式太空舱可用在哪些领域



空间站是航天器这个大家族中的一员，是一种在低轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。苏联在1971年发射了礼炮1号空间站，随后陆续发射了6个礼炮号系列和1个和平号空间站。

毕格罗公司目前计划建造2个独立的充气式舱段，分别被命名为“创世纪1号”和“创世纪2号”，这2个充气式舱段旨在验证充气式空间站部署到地球轨道上的基本条件，并为未来建立更大规模的充气式空间站做准备。

同时，美国宇航局也将对充气式空间站进行测试，确定其是否适合进行载人居住，尤其是空间站内部的辐射水平能否达到安全标准。

根据美俄达成的最新协议，国际空间站的使用期限推迟到2024年，届时国际空间站将坠入地球大气层烧毁。俄罗斯已经提出从国际空间站拆解自己的舱段，以此为基础独立建造空间站的计划。

如果美国宇航局未来还有空间站的需求，就要面对建造未来空间站的问题。有消息称，美国宇航局未来可能选择充气式空间站。

充气式空间站主要在近地轨道运行，一旦技术成熟，其可用于科研、对地观测、太空旅游等，前途不可限量。根据美国宇航局的规划，美国准备在2035年左右登陆火星开展短期科研考察活动，深空生活舱将与猎户座飞船对接，为航天员在长达1年多的火星往返旅程中提供舒适的生活和科研环境，犹如带了一个功能齐全的“房车”。

美国宇航局计划为深空生活舱投资5500万美元。据美国太空新闻网站报道报道，美国宇航局已经为波音、洛克希德·马丁、轨道·ATK等公司提供用于生活舱研制以及太空舱生命保障系统的研究资金。

目前，美国毕格罗宇航公司与美国宇航局合作研发的毕格罗充气式活动舱（BEAM），在多个公司竞争项目中脱颖而出。预计该活动舱将很快被送往国际空间站进行测试。一旦与空间站完成对接安装，仅需4.5分钟BEAM就可扩充至110平方米。充气式活动舱内部空间大，能够给航天员一个宽敞舒适的活动空间。在月球或者火星建立基地一直是美国、俄罗斯等航天大国或航天机构的梦想。就在前一段时间，欧空局局长沃纳还公布了在月球建立“月球村”的太空计划。未来人类将从月球或火星获取自然资源，建立月球或火星基地是开采这些资源的前提条件。

与建设金属空间站一样，建立以金属舱段为主的月球基地或火星基地都是一个庞大的工程。如果充气式太空舱可堪一用，那么人类一次性就可以向月球或火星发射多个充气式居住舱段，到达月球或火星之后展开，省时省力。

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靠不靠谱过段时间就知道

充气式太空舱确实有许多优点，但必须解决辐射、抵御太空微小垃圾撞击等难题。以抵御太空微小垃圾撞击为例，这些太空垃圾运行速度非常快，即使尺寸很小的垃圾撞到空间站，撞击的能量还是非常大的，会割破充气式太空舱的外壳，如果材料技术没有大的突破，充气式太空舱的前景并不好。

据悉，使用vectran芳纶材料制造充气舱段的外壳，其强度2倍于凯夫拉材料，地面测试证实了它的可行性。据悉，比奇洛充气舱的外壳对轨道碎片和微流星的防御能力远强于国际空间站的铝合金硬质外壳，安全系数很高。

现在的关键就是进行在轨测试，根据测试结果进行改进。相信随着关键技术的逐步突破，充气式太空舱前景还是比较光明的。（杨宇光 张雪松）

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