改變?nèi)祟悓?duì)太空旅行的想象,世界上最大的商業(yè)載人太空飛船即將試飛
2024-06-11 10:21 星期二
作者:黃淑君 責(zé)編:許若瑜
大膽而浪漫,讓乘客體驗(yàn)一場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)六小時(shí)的奇妙升空之旅。

6月4日,嫦娥六號(hào)探測(cè)器完成世界首次月球背面采樣和起飛。這是人類探索月球的歷史性時(shí)刻。在此之前,人類對(duì)月球?qū)嵤┻^(guò)多次采樣返回任務(wù),但采樣地點(diǎn)均位于月球正面。對(duì)于這一創(chuàng)下人類記錄的奔月之旅,路透社稱,這是“中國(guó)月球和太空探索計(jì)劃的又一個(gè)里程碑”。

在人類成功從月球背面帶回“土”特產(chǎn)、不斷擴(kuò)大太空探索范圍的同時(shí),近年來(lái),人類想要進(jìn)入太空漫游的夢(mèng)想愈發(fā)強(qiáng)烈。為迎合這一需求,實(shí)現(xiàn)人類太空旅行的商業(yè)項(xiàng)目開(kāi)始陸續(xù)出現(xiàn)。根據(jù)市場(chǎng)研究公司Grand View Research有關(guān)太空旅游市場(chǎng)規(guī)模和趨勢(shì)的最新報(bào)告,2023年全球太空旅游市場(chǎng)規(guī)模價(jià)值8.514億美元,預(yù)計(jì)2024年至2030年的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為44.8%。其中,報(bào)告指出,高凈值收入(HNWI)人士對(duì)太空飛行的關(guān)注是該市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力之一。隨著技術(shù)發(fā)展為商業(yè)太空旅游打開(kāi)了大門(mén),這一市場(chǎng)的潛力也越來(lái)越明顯。不過(guò),不可避免的障礙仍然是高昂的太空旅游費(fèi)用。

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隨著技術(shù)發(fā)展,人類商業(yè)太空旅游逐漸從夢(mèng)想走向現(xiàn)實(shí)
圖片來(lái)源:ourcrowd.com

不少億萬(wàn)富翁們已經(jīng)在商業(yè)太空旅行領(lǐng)域投入了不少金錢。擁有世界上第一架商業(yè)太空船的英國(guó)維珍銀河(Virgin Galactic)公司創(chuàng)立于2004年,其創(chuàng)始人是英國(guó)億萬(wàn)富翁理查德·布蘭森(Richard Branson),該公司自2023年6月完成首次商業(yè)太空飛行以來(lái),官方稱至今已成功執(zhí)行了11次商業(yè)太空飛行任務(wù)。另外兩家主要的商業(yè)太空飛行公司藍(lán)色起源(Blue Origin)和SpaceX則分別由企業(yè)家兼億萬(wàn)富豪杰夫·貝索斯和埃隆·馬斯克創(chuàng)辦,前者創(chuàng)立于2000年,后者創(chuàng)立于2002年。

在蓬勃發(fā)展的太空旅游業(yè)中,不乏專注于商業(yè)太空旅游的初創(chuàng)公司涌現(xiàn),創(chuàng)辦于2019年的Space Perspective就是其中之一。不同于主流三家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采用常規(guī)火箭式發(fā)射方式升空,Space Perspective選擇將私人旅客送進(jìn)太空的方式更大膽且?guī)в欣寺剩河?jì)劃打造一艘創(chuàng)新且實(shí)現(xiàn)零排放的Spaceship Neptune(譯:海王星號(hào)宇宙飛船),通過(guò)可再生氫能將一個(gè)巨大的太空氣球(Space Balloon)以類似于熱氣球上升的方式升空,讓乘客體驗(yàn)一場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)六小時(shí)的奇妙升空之旅。

今年初,該公司正式宣布已完成第一艘太空艙Excelsior的建造?;谀壳笆讉€(gè)Space Balloon的完工以及發(fā)射船Marine Spaceport Voyager已進(jìn)入最后準(zhǔn)備階段,Excelsior的完工讓Space Perspective開(kāi)始規(guī)劃海王星號(hào)宇宙飛船的試飛工作,為公司2025年的商業(yè)太空旅行項(xiàng)目做好準(zhǔn)備。

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Space Perspective聯(lián)合創(chuàng)始人Jane Poynter(左)和Taber MacCullum(右)參觀建成后的Excelsior太空艙
圖片來(lái)源:Space Perspective

Excelsior太空艙將作為海王星號(hào)宇宙飛船的一部分,可搭載八名乘客和一名船長(zhǎng)進(jìn)入外太空并返回地球。這一球形太空艙直徑4.9米,提供超過(guò)2000立方英尺(60立方米)的加壓容積,大約是維珍銀河的宇宙飛船2號(hào)(Spaceship Two)和藍(lán)色起源的新謝潑德號(hào)(New Shepard)體積的兩倍、SpaceX的龍飛船(Crew Dragon)體積的四倍,這意味著海王星號(hào)宇宙飛船即將成為可運(yùn)行的最大人類航天器(不含空間站)。這也是第一艘沒(méi)有億萬(wàn)富豪支持或大量政府資助而進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制造的商業(yè)航天器。

值得一提的是,Excelsior的取名是為了紀(jì)念美國(guó)已故跳傘傳奇人物約瑟夫·基廷格(Joe Kittinger)?;⒏裨鵀槊绹?guó)空軍在20世紀(jì)50年代末開(kāi)展的著名同名項(xiàng)目擔(dān)任跳傘測(cè)試者。項(xiàng)目中,他需攜帶跳傘設(shè)備乘坐氦氣球升空,并在到達(dá)一定高度后縱身一躍,以此測(cè)試降落傘設(shè)備的安全可控性。

根據(jù)Space Perspective的計(jì)劃,海王星號(hào)宇宙飛船的太空之旅將從海上開(kāi)始,于Marine Spaceport Voyager發(fā)射船的甲板上起飛,返程后也在海上結(jié)束。整個(gè)“熱氣球之旅”由太空氣球以每小時(shí)12英里的上升速度進(jìn)行一次長(zhǎng)達(dá)6小時(shí)的飛行,包括上升和下降;當(dāng)降落時(shí),發(fā)射船將在海洋中等待。得益于這種特殊的上升方式,整個(gè)升空過(guò)程不涉及到火箭運(yùn)作或重力加速度。

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Excelsior太空艙外形似熱氣球
圖片來(lái)源:Space Perspective

從外觀設(shè)計(jì)上看,太空艙標(biāo)志性球體形狀旨在打造一個(gè)理想的壓力容器?;谶@種形狀,工程師不僅可以創(chuàng)造出最輕、最堅(jiān)固的結(jié)構(gòu),還能創(chuàng)造出最寬敞的內(nèi)部空間。另一設(shè)計(jì)亮點(diǎn)在于大窗戶上。整個(gè)太空艙環(huán)繞著重復(fù)的垂直式窗戶,目的是更好地營(yíng)造出連續(xù)不斷的全景視覺(jué)。根據(jù)Space Perspective的說(shuō)法,不選擇水平式窗戶是因?yàn)榛诹Ⅲw視覺(jué)原理,人眼可能會(huì)在水平視窗下看到分裂或分裂的景象,不利于友好的觀景體驗(yàn)。

此外,這些窗戶也是為了太空艙特別鍛造的,有助于保護(hù)Excelsior及乘客免受有害的陽(yáng)光波長(zhǎng)的傷害,同時(shí)能控制艙內(nèi)熱量,且不會(huì)改變?nèi)搜蹚拇皯敉饪吹桨ㄐ切呛偷厍蛟趦?nèi)事物的顏色。與SpaceX的龍飛船一樣,Excelsior太空艙也可重復(fù)使用,并且大部分情況下可自主飛行。

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Excelsior太空艙環(huán)繞著垂直式窗戶,營(yíng)造出全景視覺(jué)效果
圖片來(lái)源:Space Perspective

在最終確定整體尺寸和體積以最大化整體空間和舒適度之前,Space Perspective的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已對(duì)太空艙內(nèi)部及其空間休息室進(jìn)行了超過(guò)100種的布局探索。官方公開(kāi)信息顯示,飛船內(nèi)配備一流的太空艙休息區(qū)域,提供Wi-Fi、美味佳肴、酒吧區(qū)域、豪華座位、奢華配套設(shè)施以及與洗手間一體化的太空水療中心。其中艙內(nèi)一處休息區(qū)域,面朝外的軟墊座椅形成短排分布兩側(cè),中央?yún)^(qū)域相對(duì)空闊,旨在給乘客伸展腿腳的空間。

目前,Space Perspective對(duì)Excelsior太空艙的每一個(gè)主要元素都申請(qǐng)了專利,其中包括太空氣球、從船上發(fā)射太空氣球的方法、備用下降系統(tǒng)、散熱器技術(shù)、帶有垂直窗戶的太空艙結(jié)構(gòu),以及防濺錐(splash cone)。防濺錐位于太空艙底部,用于海上著陸后穩(wěn)定飛船,隨之成為起固定作用的“海上錨”。

整個(gè)Excelsior太空艙從設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試到操作系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)自Space Perspective內(nèi)部開(kāi)發(fā),其中包括碳復(fù)合材料制造工廠、材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和集成機(jī)庫(kù),以作為開(kāi)發(fā)支持,同時(shí)內(nèi)部團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了飛行電氣和動(dòng)力系統(tǒng)、操作軟件、環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)等。值得一提的是,Space Perspective的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在過(guò)去40年一直都有參與主要的美國(guó)載人航空飛船項(xiàng)目,項(xiàng)目對(duì)接對(duì)象包括美國(guó)宇航局、SpaceX、波音、維珍銀河、藍(lán)色起源和美國(guó)海軍。

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Excelsior太空艙配備水療中心(上)、豪華休息區(qū)域(中和下),效果圖
圖片來(lái)源:Space Perspective

與可重復(fù)使用的太空艙不同的是,太空氣球是一次性使用的。每個(gè)太空氣球都由手工縫合而成,使用承重膠帶和碳絲以防止撕裂。在發(fā)射時(shí),氣球?qū)⒈蛔⑷敫×錃?,氫氣慢慢地填滿氣球使高聳的帆布漂浮起來(lái),隨之開(kāi)始攜帶太空艙飛行。

就像籃球或沙灘球等球體上的線條一樣,太空氣球的接縫處同樣形成條紋,稱為“gore”區(qū)域,用于增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)完整性,以降低發(fā)生不太可能出現(xiàn)的撕裂時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。此外,若真的出現(xiàn)這種緊急情況,氣球周圍垂直排列的184根釘子也可以起到止損的作用,防止撕裂擴(kuò)散。而且,氣球的巨大尺寸也意味著它能夠在飛行中保持一定的穩(wěn)定性,即使形成了一個(gè)小裂縫。當(dāng)然,與太空艙相連的支撐裝置還配備了降落傘,以備在災(zāi)難性的緊急情況和氣球完全失效的情況下使用,確保意外發(fā)生后太空艙也能緩慢、安全地返回地面。

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海王星號(hào)宇宙飛船的太空之旅效果圖
圖片來(lái)源:Space Perspective

Space Perspective創(chuàng)始人、首席技術(shù)官Taber MacCallum表示,這艘太空艙是前所未有的。MacCallum認(rèn)為,Space Perspective正處于一個(gè)驚人轉(zhuǎn)變的頂端,這不僅是指該公司讓人類體驗(yàn)太空之旅的特殊方式,還意味著當(dāng)人們想到進(jìn)入太空的宇宙飛船時(shí),腦海中浮現(xiàn)的東西也在發(fā)生變化,“我們正在重新定義這一類別,為未來(lái)幾年的更廣泛的太空旅行奠定基礎(chǔ)”。

題圖說(shuō)明:由藝術(shù)家繪制的Space Perspective太空艙Excelsior插圖
題圖來(lái)源:Space Perspective
圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有。

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