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很快,国际空间站(ISS)即将结束其服务。虽然,美国宇航局及其合作伙伴承诺让国际空间站运行到2030年,但接替国际空间站的继任者空间站的计划已经到位。中国计划凭借天宫发挥主导作用,而印度空间研究组织(ISRO)计划在十年中期部署自己的空间站。NASA还与三家航空航天公司签订了设计商业空间站的合同,包括蓝色起源公司的“轨道礁”(Orbital Reef)、公理空间站(AxS)和StarLab。
在空间站领域欧洲当然也要分一杯羹。欧洲跨国航空巨头空中客车公司(Airbus)也加入了竞标行列。在最近发布的视频中,该公司详细的介绍了其名为“Airbus LOOP”的多用途轨道舱(MPOP)的提案。这个模块化的空间部分包含三个甲板,一个离心机,足够容纳四名机组人员,使其适合未来的空间站和长期的火星任务。LOOP 项目是建立在该公司悠久的载人航天项目历史之上的,如国际空间站哥伦布舱、自动转移飞行器(ATV)以及猎户座欧洲服务舱(ESM)。
“Airbus LOOP”的室内设计由三个层次(或甲板)组成。这些包括(从上到下)居住甲板、科学甲板和一个离心机,可以同时为两名机组人员模拟重力。该模块的直径为8米(约26英尺),长度大致相同,提供接近100立方米(约3500立方英尺)的体积。根据空中客车公司的说法,将内部分成不同的甲板能轻松实现“内部安全港概念”,这在某种程度上预示着在发生太阳耀斑或其他危险时,机组人能转移到提供最大保护的甲板上。
每个甲板都能够最终靠一个中央“隧道”进入,周围是一个温室结构,可以容纳植物实验,并提供稳定的补充绿色植物、豆类和其他植物供应(类似于国际空间站上的温室)。该太空舱是为四名宇航员设计的,但据报道,一次最多可容纳八名宇航员(临时)。甲板的选择能适应单独的任务要求和目标,也可以单独用机械结构(“干式模块”)。
根据任务要求,单个甲板可以配备任务特定的机械和基础设施。在标准设计中,居住平台本质上是一个“公共区域”,有大窗户和运动设备(固定自行车)。科学甲板配备了多个计算机终端,一个气闸,允许机组人员进行舱外活动(EVA),以及较小的舷窗,以提供太空视野。但是LOOP中最有趣的元素可能是离心机,它由两个砝码和两个乘员舱组成。
这些舱里有健身自行车,可以容纳一名机组人员,允许机组人员在模拟重力环境中锻炼(一次两个人)。这种三层甲板的设计满足了在太空中长时间停留的所有基本需求,并且(根据空中客车公司的说法)使LOOP与所有乘员和货运飞行器兼容,包括那些目前正在服役和正在开发的飞行器。这包括国际空间站,在那里LOOP将被集成以提供额外的体积,甚至“重力治疗”。
它也可以集成到月球门户(Lunar Gateway),或者可当作拟议的深空运输(DST)的居住模块。空中客车公司还强调,多个LOOP模块能组合成一个完整的空间站,每个模块都配备有不同的甲板,以适应一系列的操作和实验。在这方面,LOOP能发挥类似于美国宇航局提出的用于美国长期探索的非大气通用运输(Nautilus-X)概念所设想的作用。
目前,还没有迹象说明离心机能够模拟多大的重力,但一些使用 SpinCalc 和 SpaceCalc 进行的计算提供了一些估计。根据这两个应用程序,离心机需要有3.86米/秒(12.66英尺/秒)的角速度和每分钟9.2转的速度来模拟火星的重力:3.72米/秒,约为地球的38%。它也有一定的可能被旋转到2.55米/秒(8.35英尺/秒),每分钟旋转6次,以模拟月球重力(约16.5%)。
这在火星任务中特别有用,因为它有助于减轻微重力的生理影响,同时使宇航员适应他们将在火星表面经历的情况。希望很快就能得到关于LOOP更多的信息,包括辐射屏蔽、材料和重量估计。不用说,美国宇航局和其他太空机构在未来的太空任务和行动中面临着一些重大挑战。这中间还包括重新开始的月球探测和开发,首次载人火星任务,以及国际空间站退役后该怎么办。
与往常一样,美国宇航局呼吁商业航天部门为这些挑战提供创新的解决方案,他们正在回应!