宇宙深邃,空間空靈,令人神往。古今中外,世界上流傳著許多童話和科學幻想,希望有壹天人類能“登臨月球九天”,走向那個奇妙的“天地”。
自1957年蘇聯發射第壹顆人造衛星以來,人類已成功向太空發射各種衛星和航天器探測器,並成功登陸月球。科學家預測,人類移居太空已經不遠了。
太空港
21世紀初,人類將在近地軌道、繞月和火星軌道、地球-壹月系統中的自由點建設太空港,作為太空客運的中轉站。在此期間,會有壹艘勘測飛船常年飛來飛去,壹艘轉運飛船會像駁船壹樣在太空港和勘測飛船之間接送貨物和人員。近地太空港和火星太空港建成後,將形成完整的太空運輸網絡。人類要想在月球、火星和太空港長期居住工作、生活和定居,就必須不依賴地球,發展完全自給自足的生物圈,建立早期的前哨和基地,形成開發太陽系的完整體系。
太空橋
21世紀,人類將進壹步發展航天技術,開辟上天之路,架起星際之橋,實現開天辟地的偉大理想。通過降低將有效載荷運送到軌道的成本,將載人和載貨的任務分開。大型運載火箭仍然用於運輸貨物;載人從天而降使用有翼運輸系統,這樣全部都可以重復使用。其中,人們將創造壹種具有應急性、機動性好等諸多優良特性的空天飛機,可以水平起降。設計方案有X-30試驗機(“東方快車”)、Hotell、Saenger等。
太空發電廠
目前,壹些國家正在醞釀壹項解決全球能源危機和建造太空發電廠的計劃。太空電站由兩部分組成:太空部分——太陽能發電衛星和地面部分——接收電站。太陽能發電衛星由火箭發射到太空軌道,發電衛星在太空中將太陽能轉化為電能,通過微波傳輸到地面接收電站,然後為用戶供電。
太陽是壹個巨大的能量池,太陽輻射釋放出巨大的能量。因為地球有壹層“厚厚的外衣”,發射到地球的太陽能大部分被吸收。因此,只有將發電衛星發射到空氣稀薄的外太空軌道,才能將太陽能充分轉化為電能。
1992年,日本宇宙研究所制造了壹顆小型太陽能發電衛星,外形為三棱柱形,設計輸出功率為1000千瓦,衛星軌道高度為1000公裏。發電衛星裝有輸電天線和由非晶矽構成的板狀太陽能電池陣列,每兩小時繞地球壹周。當衛星運行到接近地面接收天線時,立即發射頻率為2450 MHz的微波,並將微波集成到地面接收天線。
根據美國國防部國防高級技術研究計劃局的消息,美國打算在2000年左右向太空發射5 ~ 16座100千瓦的小型核電站,並進壹步發展大型核電站,為太空基地提供能源。
太空加油站
伊利諾伊大學的核工程專家預測,未來在太空飛行的航天器將能夠在月球和木星的聚變燃料站填充燃料箱。因為聚變能不僅可以作為航天器的動力,還可以作為軌道航天器空間站的動力。木星和月球富含氘和氦等可用於核聚變的元素?。第壹個加油站將建在月球上,為飛往火星的飛船“加油”。
太空工廠
人類在太空建造永久性建築的可能性越來越大,太空工廠將被列入第壹批太空建築。沒有重力的約束,在高真空的特殊條件下,太空工廠將成為制造壹些地球上無法制造的稀有產品的理想場所。航天飛機把原材料送到太空工廠,或者利用太陽系各行星的資源制造加工所需產品,然後運回地球。由於太空中沒有冷熱對流、遮光、沈澱等現象,太空工廠制造的藥物純度比地面制造的至少高5倍,制藥速度快400倍。
太空農場
美國、日本和歐洲在21世紀的太空計劃中都將“植物在密封艙中的長期實驗”列為重點研究項目,正在設計太空農場。科學家認為,太空農場可能被建成壹個球冠,利用其外部的可旋轉鏡子調節室內溫度,使植物處於與地球相同的生長環境中。
科學家們分析了從月球上取回的土壤,認為只要稍加修改,就可以用作太空農場種植作物的土壤。同時,它還可以用於提取氧氣和合成水,以滿足“宇航員”的需要。
太空農場種莊稼不用除草,不用噴農藥,所以沒有汙染,種出來的蔬菜水果都很幹凈。此外,太空農場全部自動化,只需在“控制室”操縱按鈕,就能對農作物進行全面管理。
俄羅斯“和平”號空間站有壹個太空溫室,面積約900平方厘米,種植了幾十種不同品種小麥的“太空種子”。在太空失重條件下,播種的小麥預計70 ~ 90天成熟。在這個封閉的太空溫室裏,松土、澆水等所有農活都是由機器人在宇航員的控制下自動完成的。
太空酒店
21世紀,太空將成為人類的又壹旅遊勝地。日本清水公司與美國貝爾和特羅蒂公司的專家壹起設計了壹個太空酒店,它將位於地球上空450公裏的高度,形狀像壹個大型遊樂園,直徑為140米,房間可容納約100名遊客。為了避免太空遊客因失重而產生的不適感,太空旅館會每分鐘旋轉三次,從而產生類似地球的重力。美國航天專家認為,由於太空旅行非常安全,所以參加旅遊的人不壹定要有運動員的體格,只要通過了壹般的體檢,身體素質能達到壹定水平就行。人們可以期待,有壹天他們可以收拾簡單的東西,穿上宇航服,乘坐航天飛機遨遊太空,入住太空酒店,就像去外地出差壹樣。
空間生態實驗艙
為了配合星際探索計劃,美國國家航空航天局與波音公司合作開發了名為“太空花園”的實驗性太空艙。這種新型太空艙實際上是壹個控制生態的“生命支持系統”。在這個系統中,將種植柑橘、棉花、谷物等植物,為宇航員提供食物和飲用水,並回收他們排出的二氧化碳和糞便。科學家和技術人員還將利用小球藻系統去除二氧化碳並產生氧氣,以保持空氣新鮮。在緊急情況下,空氣和水可以分開使用。太空花園有壹個相對較弱的“運動區”,供遊客盡情地進行“太空運動”。
太空城
由於世界人口的急劇膨脹,地球變得越來越擁擠,因此科學家提出了建立太空城市的想法。美國科學家提出的太空城的壹個設計方案是壹個旋轉的圓柱體,壹端朝向太陽,另壹端呈半球形。壹個半徑100米,長4000米的圓柱形航天城,可以容納約100居民。另壹個設計方案是壹個以輪子為中心旋轉的太空城。太空城整個直徑2800米,輪圈本身直徑300米。輪子的外緣是太空城的地面,輪子的內緣是太空城的頂部。“屋頂”由透明材料制成,陽光透過天窗照射進來。調整後的航天城,明媚溫暖如春。
科學家們壹致認為,人類移居太空不再是虛無縹緲的幻想,人類大規模移居太空也為期不遠了。飛出地球,天上還有人!