spacex|追问SpaceX商业载人发射成功,太空探索是否值得?

北京时间11月16日 , 08:27分 。 SpaceX成功用载人龙飞船将第二批宇航员送入太空 。 参与此次任务的包括NASA宇航员迈克·霍普金斯(Mike Hopkins)、维克多·格洛弗(Victor Gever)和香农·沃克(Shannon Walker) , 以及来自日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的野口宗一(Soichi Noguchi) 。
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来源:SpaceX
为什么载人航天这么重要?
这个问题其实不用回答 , 哪怕是普通人 , 也知道人类能够在无垠的太空中自由驰骋有多重要 。 但大多数人对这件事的认识 , 也仅限于说出这一句话而已 。 实际上 , 对于航天产业来说 , 宏观上存在一正一反两种声音 , 正向的声音以支持为主 , 而反向的声音 , 则认为目前航天产业的投入产出比太少 。
除了军事上的必须以外 , 商业上大规模投入航天 , 所获得的收益微乎其微 。 举例来说:宇宙资源丰富 , 但为了开采他们付出的资源要大于获取的资源;地球生存空间有限 , 但太空环境更加恶劣等 , 总之所有矛盾的焦点 , 都集中在“是否值得”这个问题上 。 这也导致对太空探索与开发的思考 , 无法避免的集中到了现有航天商业化较为成功的三大产业中 , 即:通信 , 遥感和导航 。 在能看到商业前景的前提下 , 这传统的三大产业也存在 , 轨道和频率资源的限制 , 所以在航天商业化进程中 , 疑虑要远大于乐观情绪 。
这里就需要航天产业 , 无论是国家队航天 , 还是商业航天 , 需要在对社会大众构建更多的图景 。 不是航天产业中人 , 其实很难理解未来关于天基的应用会像地面一样丰富 , 以宜居空间站为核心的基础设施会衍生出许多新的航天需求 , 这部分需求在目前正以可见的速度向前推进 。 如果说太空旅游 , 太空资源开采还太过科幻 。 那么关于太空站的现实情况 , 则是这部分潜在需求的一种现实体现 。
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2010至2019年 , SpaceX的龙飞船一共为国际空间站运送了21次物资 。 orbital ATK的天鹅座货运飞船在2013至2019年也有向国际空间站提供14次商业货运服务 。 除此之外 , 俄罗斯、欧空局和日本等 , 都曾经向国际空间站提供过政府行为的货运服务 。 也就是说 , 这些运输服务并不属于传统航天三大成熟产业层面的应用 , 是单纯为了维持太空设施而带动的商业行为 。 再加上建设方面的可能商业诉求 , 在航天第三阶段的潜在应用非常广阔 。
自2000年1月2日以来 , 来自世界各地的241人访问过国际空间站 , 并在其中工作和生活 。 这241人没有一个是中国人 , 这是一个很尴尬的事实 , 往往我们被国际墙在外面的事 , 就是这个时代最需要关注的重点 。 所以中国将在2022年前后建成三舱构型的天宫空间站 , 这将使我国也变成独立掌握近地空间长期载人飞行技术 , 并具备长期开展近地空间有人参与科学研究的宇宙国家 。
空间站的建立共需要20次发射 , 其中将会有数次载人发射 。 而且当空间站建成后 , 如果驻人运维的次数将达到每年3-5次发射补给 , 无人运维每年也需要1-2次补给 。 这些都是载人航天非常现实的意义 。
除了科学试验 , 我们在天上还应该做什么?
根据官方报道 , 中国新一代载人飞船试验取得圆满成功 , 本次任务中携带了一台3D打印机完成了宇宙环境下的3D打印试验 。 目前3D打印主要应用在航天装备制造中各种复杂组件的制造过程中 , 并且关于火箭燃料箱的3D打印 , 也是解决焊缝处耐用度问题的可选方案之一 , 可以说应用前景比较广阔 。 宇宙中各种物质的储量与地球不在一个量级 , 只小行星带的资源就是地球的数倍 , 且离地球最近的月球和临近行星 , 尤其火星 , 这些行星也是未来人类跨出地球很重要的先期落脚点 , 在充分分析不同行星土壤成分后 , 3D打印技术在未来极有可能最先打出殖民行星上的建筑 。
除制造外 , 天基产业还有另外一个重要作用是工业组装 。 有一点你必须明白 , 目前人类将有质量的物体送入太空是一件非常昂贵的事 。 而且在实际操作过程中 , 虽然火箭的运载能力符合标准 , 但卫星尺寸往往“超标” , 所以一些卫星无法通过火箭完整发射 , 这就导致卫星在设计时 , 需要考虑各种结构件、天线和帆板框架在升空时必须是折叠状态 , 升空后再做复杂的展开动作 , 消耗能量、自动化系统复杂且可能增加了没必要的展开装置增加重量 。 因此 , 全球目前已有技术实现了在轨组装的空间站 , 这些地面组件依次升空后 , 可以实现天基组装 。 根据NASA的测算 , 每在太空中制造1千克的设备 , 相当于地面制造7.5千克 , 这对于太空投送能力和效率是一种巨大的跃升 。
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【spacex|追问SpaceX商业载人发射成功,太空探索是否值得?】所以说 , SpaceX商业载人发射的成功和常规化 , 从小范围讲是对NASA太空投送人力能力的巨大补充 , 从大范围讲 , 也是为全球商业航天可拓展道路探索了可行范本 。 未来人类在太空中的存在感会越来越强 , 载人航天的重要意义就在于此 。


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