六大深空栖息地 哪个是我们未来的家

　　基于“天鹅座”飞船的航天器设计图

　　“火星大本营”设计图

　　以“追梦者”为原型的栖息地设计图

　　XBASE可扩展栖息地设计图

　　模块化栖息地系统设计图

　　将火箭改造为人类深空居所设计图

　　我们该如何在宇宙环境中安置自己？在即将铺开的深空探索宏图里，人类本身其实才是整个环节中最脆弱的部分。

　　这也是美国国家航空航天局(NASA)正在思索的问题。不过，抬头看看任务表，低头拍拍钱包，对于现在的NASA来说，最重要的可能并不是坐上“第一个登火星”的宝座，而是如何步步为营、毫无意外地完成本世纪30年代前将宇航员送抵火星的计划。

　　日前，NASA认真地选择了六大私营公司，令其在第二次“下一代空间勘探技术合作”的名义下，来设计、开发深空栖息地。这一项目主要致力于通过公私部门的合作，刺激近地轨道的商业活动，并产生实现“人类深空居所”的尖端技术。

　　那么，就请看已然出炉的若干雏形吧。

　　“火星大本营”

　　组建一个环绕在火星轨道的空间实验室，除了能为宇航员找准登陆地点，还可能让前去的科学家有机会直接寻找火星生命。

　　NASA一再强调，前往火星的旅程将由多方合作完成。本着这种精神，美国航空航天制造商洛克希德·马丁公司，在2016年稍早时候公开了它名为“火星大本营”(Mars Base Camp)的提案。

　　他们计划12年内发射一艘载人飞船前往火星，该飞船将组建成一个实验室，搭载6名宇航员并于2028年进入环火星轨道。在此之前，NASA也会按照已发布的人类登陆火星“几步走”计划，建造完成重型火箭太空发射系统(SLS)，并与洛克希德·马丁公司共同构建“猎户座”载人飞船。火箭和飞船都将于2018年进行首次无人测试，本世纪20年代将携带宇航员进入人类未曾造访过的太空深处。

　　“火星大本营”计划相关飞船中所使用的技术，全部来自目前已经实现或正在研发且中、短期内即可实现的技术。据美国太空网报道，“火星大本营”将与两艘NASA“猎户座”飞船对接，形成更大的栖息和实验室模块，组合前往火星。其中一艘“猎户座”飞船将负责提供导航与通信；另一艘备用的“猎户座”将在宇航员遇到麻烦时提供逃生途径。

　　而SLS重型火箭将分几次发射“火星大本营”飞船，并在月球轨道附近完成组装。功能模块添加完成后的10到11个月，“火星大本营”飞船将抵达火星轨道，这些模块可协助宇航员登陆火星、返回轨道上的“火星大本营”飞船以及最后回归地球。

　　一个环绕在火星轨道的空间实验室，除了能为宇航员找准登陆地点，还可能让前去的科学家有机会直接寻找火星生命——土壤样本可以在轨道实验室里就地分析，远比从火星车向地球传数据的间接方式更为精准。届时，科学家在火星表面及轨道驻留短短数月间所完成的科学项目，将比过去40年里人类所有派往火星的机器人完成项目的总和还要多。

　　基于“天鹅座”飞船的航天器

　　对“天鹅座”飞船进行全面测试，以探索其在深空中长期运行的可行性。

　　美国轨道ATK公司由阿联特技术系统公司(ATK)和轨道科学公司合并，是一家专门从事人造卫星制造与发射的企业，其辖下的发射部门亦积极参与国家导弹防御系统的开发。目前，该公司正在致力于一项基于“天鹅座”飞船的设计方案。“天鹅座”飞船目前正在执行国际空间站的货运服务，其由两个基本部分组成，分别为加压货物模组（PCM）与服务模组（SM）。

　　轨道科学公司的太空栖息地概念，将对这款基于“天鹅座”飞船的航天器进行全面测试，包括机组模块及其他空间模块间的接口，其目标是探索飞船在深空中长期运行的可行性。

　　以“追梦者”为原型的栖息地

　　可重复使用，不但能运输大量货物并搭载七名宇航员飞抵国际空间站，还能在地球上任意商用飞机跑道上着陆。

　　内华达山公司（SNC）的深空长期栖息地方案，内核基于他们研制的商用载人航天器“追梦者”，在其基础上改进环境控制和生命支持系统（ECLSS）、推进系统以及由大型充气织物营造的环境模块。2016年，“追梦者”相关技术已成功通过了对七大关键飞行硬件系统的一系列技术审查，这次具有里程碑意义的测试将这一设计向前推进了一大步。

　　这七大硬件系统包括“追梦者”的主推进器系统、反应控制系统、乘员组系统、环境控制和生命支持系统、结构、热工控制（TCS）以及热保护系统（TPS）。在进行测试的过程中，有超过3500个小的测试项目需要完成，目的是最大程度地降低风险以帮助“追梦者”进一步完善和成熟。

　　从原型机来看，“追梦者”是可以重复使用的，其不但能运输大量货物并搭载七名宇航员飞抵国际空间站，还能在地球上任意一个商用飞机跑道上着陆。这一原型机能获得NASA商用成员项目部的支持，也体现出当时的NASA意在重建美国本土载人航天器体系的期望。不过，“追梦者”原型机整体尺寸只不过是NASA曾经最著名的航天飞机的三分之一，用作深空栖息地的话，必然要进行扩展，或按内华达山公司的计划，直接在太空中完成拼装。

　　疯狂的火箭改造计划

　　把火箭最末端宽敞的燃料箱改造成能住人的地方，几乎能用任何类型的火箭来实现。

　　位于美国德克萨斯州的一家名为纳支架（NanoRacks）的太空企业，正与劳拉空间系统公司（Loral）和联合发射联盟公司合作，试验一个非常疯狂的想法——确定现有运载火箭的上层，是否可以转换成空间探索中适宜居住的环境。

　　该公司的想法十分大胆，它们想把火箭最末端宽敞的燃料箱改造成能住人的地方，这种将人类送入深空的低成本方法几乎能用任何类型的火箭来实现。

　　XBASE可扩展栖息地

　　330立方米的“充气房”依附在国际空间站上，可打包发射后在太空中展开。

　　作为一家航天企业，毕格罗已经是人们耳熟能详的了。该公司总部位于内华达州北拉斯维加斯，目前正在开发一个名为XBASE的可扩展栖息地的原型——这个330立方米的栖息地将依附在国际空间站上，作为研发宇航员深入空间所需技术的一个良好平台，而且，这种模块可以打包发射后在太空中展开。

　　值得注意的是，今年4月份，毕格罗公司已在国际空间站上测试了可扩展的空间栖息地。这是一个对接后能变大数倍的“充气房间”，将与空间站对接两年，期间宇航员可以自由进出——就在6月份充气式太空舱成功展开约一周后，空间站宇航员首次踏入“充气房”内部，下载展开过程监测数据并进行了空气取样。

　　这项新技术让国际空间站的“建筑面积”增加了不少。充气式太空舱重量轻，在运载火箭内占用空间小，但膨胀后可供利用的空间大，人类未来到月球、小行星、火星乃至其他太空目标的旅行都可能用得上。因此，这个“充气房”已被看作未来人类探索深空的栖息地雏形。

　　模块化栖息地系统

　　希望人们在进入太空的过程中，能够享受到相对舒适的环境

　　波音，这家位于美国德克萨斯州休斯敦的知名公司无疑是航天业巨头，但在开发未来的深空居所这方面，它也仍然是个“新手”。该公司现正在研发模块化栖息地系统，并打算在国际空间站按计划结束任务后接手这个巨型空间实验室。

　　模块化栖息地系统旨在证明人类可以安全地在空间中长时间生活和工作。而且，在商业飞行器方面非常有经验的波音，也希望人们在进入太空的过程中，能够享受到相对舒适的环境。

　　其实，深空栖息地概念在上世纪90年代曾被提出，也成为各种科幻题材的“常客”。但囿于当时的工艺水平，这种要求非常高的设施根本不可能出现。直到近期，技术和新材料的突破才为原本“不可能”的想法搭建了现实的阶梯。这些技术进步，推动着人们对于太空认知的加深，随之而来的，是对探索更加深远宇宙的渴求。

　　（本版图片来源于美国太空网）