讓航天員住在「帳篷」里，充氣式太空艙靠譜嗎

4月9日，美國SpaceX公司第八次向國際空間站發射了「龍」貨運飛船。這次任務亮點不少，除了人類在海上實現火箭一子級火箭回收外，飛船還將畢格羅公司的試驗性充氣式太空艙帶到國際空間站。

提到充氣式太空艙，很多人首先就會想到，它會不會像氣球那樣一戳就破，畢竟太空垃圾那麼多。那麼，充氣式太空艙靠譜嗎？

畢格羅不是第一個吃螃蟹的

現在很多物品都採用摺疊設計，如充氣床、充氣沙發，這些充氣式設計的物品不用時放掉氣體，摺疊後佔用很小的空間。既然日常生活用品可以採用摺疊設計，空間站也可以考慮採用充氣式設計。充氣式空間站發射前摺疊在火箭整流罩內，進入太空後充氣展開。

其實，在上世紀60年代，美國宇航局就有類似的想法。當時，美國宇航局授權一個輪胎生產廠研製可摺疊的衛星，但該廠跳不出研製輪胎的思路，製造出了一個巨大輪胎型衛星，自然沒有被美國宇航局看上。

上世紀90年代，在論證國際空間站過程中，美國宇航局計劃為空間站打造一個充氣式艙段，但由於存在較大的技術風險，心裡沒底的美國宇航局最終沒有發射這個艙段。最後，美國宇航局將充氣式艙段的專利賣給了畢格羅公司。畢格羅公司購買到技術之後就提出了雄心勃勃的建造充氣式空間站計劃。

除了畢格羅公司，俄羅斯也在進行充氣式艙段和空間站的研究。早在2006年，俄羅斯就使用第聶伯運載火箭將起源1號充氣式試驗軌道飛行器送入了太空，驗證充氣式飛行器自動展開技術。據悉，俄羅斯還會啟動充氣式太空旅館、充氣式星際飛船等航天器的研究工作。

為什麼建充氣式太空艙

1957年10月4日，蘇聯成功把世界上第一顆人造地球衛星斯普特尼克1號送入太空，叩開了人類進軍太空的大門。到目前為止，人類已經向太空發射了4000多顆航天器，雖然這些航天器的外形多種多樣，用途也各不相同，但它們都有一個共同的特點，即這些航天器都採用金屬外殼。

之所以大多數航天器採用金屬外殼主要是為了適應惡劣的太空環境。不管對於人類還是航天器，太空強輻射、大溫差和高能粒子流的惡劣環境都是一個巨大的考驗。金屬的力學、輻射屏蔽等特性決定了金屬是製造航天器外殼的最合適材料。

雖然採用金屬外殼的太空艙具有堅固牢靠的優點，但如果要建造一個大型組合式空間站，尺寸巨大的艙段和桁架必須使用火箭或太空梭一個接一個發射進入太空，然後在太空進行組裝，工作量非常大。

以現役的國際空間站為例，它從1997年開始建造，到現在也沒完成建造工作。其中，發射和組裝的工作量大是導致建造進程緩慢的一個重要原因。

並且，未來人類要飛往火星執行為期1000天或1100天的任務時，可能需要300立方米大小的棲息地用來居住和儲存食物，所以空間要求很大。

與金屬外殼太空艙相比，充氣式太空艙最大的特點是同一型號發射相同尺寸的太空艙，太空艙可以獲得更大的容積。這是因為充氣式太空艙進入太空後可充氣展開，而金屬外殼的空間站地面多大，上太空後也就多大。太空艙容積越大，太空艙就可以搭載更多的載荷，航天員居住和工作環境也更加舒適。

充氣式太空艙可用在哪些領域

1

空間站也可以是充氣的

空間站是航天器這個大家族中的一員，是一種在低軌道長時間運行，可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。蘇聯在1971年發射了禮炮1號空間站，隨後陸續發射了6個禮炮號系列和1個和平號空間站。

畢格羅公司目前計劃建造2個獨立的充氣式艙段，分別被命名為「創世紀1號」和「創世紀2號」，這2個充氣式艙段旨在驗證充氣式空間站部署到地球軌道上的基本條件，並為未來建立更大規模的充氣式空間站做準備。

同時，美國宇航局也將對充氣式空間站進行測試，確定其是否適合進行載人居住，尤其是空間站內部的輻射水平能否達到安全標準。

根據美俄達成的最新協議，國際空間站的使用期限推遲到2024年，屆時國際空間站將墜入地球大氣層燒毀。俄羅斯已經提出從國際空間站拆解自己的艙段，以此為基礎獨立建造空間站的計劃。

如果美國宇航局未來還有空間站的需求，就要面對建造未來空間站的問題。有消息稱，美國宇航局未來可能選擇充氣式空間站。

充氣式空間站主要在近地軌道運行，一旦技術成熟，其可用於科研、對地觀測、太空旅遊等，前途不可限量。

2

深空探測：帶著「房車」一起飛

根據美國宇航局的規劃，美國準備在2035年左右登陸火星開展短期科研考察活動，深空生活艙將與獵戶座飛船對接，為航天員在長達1年多的火星往返旅程中提供舒適的生活和科研環境，猶如帶了一個功能齊全的「房車」。

美國宇航局計劃為深空生活艙投資5500萬美元。據美國太空新聞網站報道報道，美國宇航局已經為波音、洛克希德·馬丁、軌道·ATK等公司提供用於生活艙研製以及太空艙生命保障系統的研究資金。

目前，美國畢格羅宇航公司與美國宇航局合作研發的畢格羅充氣式活動艙（BEAM），在多個公司競爭項目中脫穎而出。預計該活動艙將很快被送往國際空間站進行測試。一旦與空間站完成對接安裝，僅需4.5分鐘BEAM就可擴充至110平方米。充氣式活動艙內部空間大，能夠給航天員一個寬敞舒適的活動空間。

3

月球村也可能是充氣的

在月球或者火星建立基地一直是美國、俄羅斯等航天大國或航天機構的夢想。就在前一段時間，歐空局局長沃納還公布了在月球建立「月球村」的太空計劃。未來人類將從月球或火星獲取自然資源，建立月球或火星基地是開採這些資源的前提條件。

與建設金屬空間站一樣，建立以金屬艙段為主的月球基地或火星基地都是一個龐大的工程。如果充氣式太空艙可堪一用，那麼人類一次性就可以向月球或火星發射多個充氣式居住艙段，到達月球或火星之後展開，省時省力。

靠不靠譜過段時間就知道

充氣式太空艙確實有許多優點，但必須解決輻射、抵禦太空微小垃圾撞擊等難題。以抵禦太空微小垃圾撞擊為例，這些太空垃圾運行速度非常快，即使尺寸很小的垃圾撞到空間站，撞擊的能量還是非常大的，會割破充氣式太空艙的外殼，如果材料技術沒有大的突破，充氣式太空艙的前景並不好。

據悉，使用vectran芳綸材料製造充氣艙段的外殼，其強度2倍於凱夫拉材料，地面測試證實了它的可行性。據悉，比奇洛充氣艙的外殼對軌道碎片和微流星的防禦能力遠強於國際空間站的鋁合金硬質外殼，安全係數很高。

現在的關鍵就是進行在軌測試，根據測試結果進行改進。相信隨著關鍵技術的逐步突破，充氣式太空艙前景還是比較光明的。（楊宇光 張雪松）

請您繼續閱讀更多來自 中國航天報 的精彩文章:

※腦洞大開，充氣太空站不是夢
※腦洞大開，除了充氣娃娃還有充氣太空站！中國未來的空間站可學習
※腦洞大開，太空探索出奇招！充氣太空站不是夢
※美國私營航天公司，首次測試充氣式太空艙充氣失敗
※這家公司研發的充氣式太空艙讓你實現太空旅行夢
※太空「充氣房」啪啪展開
※原來是充氣的！摩托車后座上的老婆走光啦
※美國宇航員首次進入國際空間站充氣式太空艙
※充氣娃娃已經這麼逼真了嗎！眼睛居然還能動！
※太空「充氣房」啪啪展開：航天探索新棲息地
※剪開塑料袋套在瓶口上，在野外也能用來為床墊充氣
※睡在水上是怎樣的體驗？全球首款充氣浮筏帳篷
※印度師傅修補摩托車輪胎，竟然用排氣管給輪胎充氣，然而戰鬥民族更霸氣……
※長期使用充氣娃娃好不好？充氣娃娃如何辨真假？
※臀橋的七個變式，給你充氣般的翹臀！
※牛人用鼻子給汽車輪胎充氣 太厲害了！
※一套充氣的水上黑科技，躺下就能玩！
※塞絲襪都過時啦！充氣女性內衣走紅網路
※金屬充氣嘴安裝在塑料瓶上，在家也能隨時進行噴漆