中国为建造巨型航天器的基础奠定了基础
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想想世界上最长的车辆，您可能会想到火车，而不是未来的太空飞船。但是本周，在《火星太空列车和巨大的核火箭火箭》的谈判之后，中国宣布正在调查如何建造高达0.6英里（1公里）长的超大航天器。但是，这个想法是多么可行，这种庞大的航天器的用途是什么？
该项目是由国家科学技术部管理的一家资助机构中国国家自然科学基金会提出研究建议的一部分。基金会网站上发布的一项研究大纲描述了巨大的太空飞船，例如“用于未来使用太空资源的主要战略航空设备，探索宇宙之谜以及在轨道上的长期生活”。
该基金会希望科学家对“新的，轻巧的设计方法进行研究，这些设计可能会限制必须登上轨道的建筑材料量”和“用于在太空中安全组装这样的大型结构的新技术”。如果资助，可行性研究将进行五年，预算为1500万元（230万美元）。
该项目听起来像是科幻小说，但前美国国家航空航天局（NASA）首席技术专家梅森·佩克（Mason Peck）表示，这个想法并不完全不在墙上，而挑战更像是工程学的问题，而不是基本科学。
“我认为这是完全可行的，”现为康奈尔大学航空工程教授的佩克说。“我将这里的问题描述为无法克服的障碍，而是规模问题。”
迄今为止，最大的挑战是，佩克指出，由于将物体和材料推向太空的巨大成本。佩克说，根据NASA的说法，国际空间站（ISS）在其最宽的地方只有361英尺（110米），建造大约1000亿美元，因此，建造10倍的东西大10倍甚至最慷慨的国家空间预算都会损害。
不过，很大程度上取决于中国计划建立的结构。ISS装有设备，旨在容纳人类，从而大大增加其质量。
佩克说：“如果我们谈论的是简单而又不重要的事情，那是另一回事。”
建筑技术（例如NASA现在正在试用的太空中的3D或4D打印对象）也可以降低将庞然大物飞船进入太空的成本。Peck说，传统方法是在地球上建立组件，然后像轨道上的乐高积木一样组装它们，但是3D打印技术可能会将紧凑的原材料变成太空中更大尺寸的结构成分。
佩克说，一个更具吸引力的选择是从月球中采购原材料，与地球相比，重力低，这意味着将其从其表面发射到太空的材料将容易得多。尽管如此，这首先需要在月球上启动基础架构，因此在短期内不是一个选择。
如此庞大的比例的结构也将面临独特的问题。Peck解释说，每当将航天器受到力，无论是从轨道上的机动还是与另一个车辆对接，该运动都会赋予飞船结构的能量，从而导致其振动和弯曲。他说，经过如此大的结构，这些振动将需要很长时间才能消退，因此航天器可能需要减震器或主动控制才能抵消这些振动。
佩克说，设计师还必须在确定航天器应在哪个高度时进行仔细的权衡。在较低的海拔高度，从外部大气中拖动，将车辆降低了，要求它们不断地将自己恢复到稳定的轨道中。佩克指出，这已经是国际空间站的问题，但是对于更大的结构而言，它在上面有更多的阻力，并且需要更多的燃料才能将其恢复原状，这将是一个主要问题。
另一方面，发射到较高的高度要昂贵得多，辐射水平迅速提高，离物体获得的地球大气越远，这将是一个问题，如果航天器容纳人类。
但是，尽管从技术上讲是可能的，但在任何实际意义上都可能是可行的。
他说：“就像我们在谈论建立星际飞船企业一样。”“考虑到成本，思考是梦幻般的，不可行的，但对于我们的技术水平来说不是很现实。”
莱姆贝克说，鉴于研究项目的预算很小，这可能只是一项小型的学术研究，以绘制出该项目的最早轮廓并确定技术差距。为了进行比较，建造胶囊将宇航员带到国际空间站的预算为30亿美元。
他补充说：“因此，与所需的结果相比，这里的努力水平非常小。”
关于这样的大航天器的目的也有疑问。Lembeck说，可能性包括利用微重力和丰富的太阳能来构建高价值产品（如半导体和光学设备）的空间制造设施，或者像最近提议的Jeff Bezos一样生活的长期栖息地。但是两者都需要巨大的维护成本。
勒姆贝克补充说：“该空间站每年为30亿美元的企业。”“将其乘以更大的设施，并且很快就变成了一个相当大，昂贵的企业。”
中国还表示有兴趣在轨道上建造巨大的太阳能阵列，并通过微波梁将电源带回地球，但佩克说，这样一个项目的经济学并没有堆叠。佩克（Peck）进行了一些后面的计算，并且估计每瓦的成本约为1,000美元，而每瓦仅需2美元，而从地球上的太阳能电池板产生的能量则为每瓦。
佩克说，也许最有前途的太空结构的应用可能是科学的。该量表的空间望远镜可能会在其他太阳系中的行星表面上看到特征。
他补充说：“这对于我们对极性行星和宇宙中潜在的生命的理解可能是变革性的。”
