未来的太空工厂〔科普〕
未来的太空工厂〔科普〕
人类已知，太空具有取之不尽、用之不竭的微重力、高真空、超洁净、无菌、无噪音、无对流和无限的非过滤性太阳能及冷却等宝贵天然环境资源条件。航天实践表明，这些资源有着十分广阔的用途：在太空环境中可以造出地球上难以制造或不能制造的贵重药品。如，美国已在航天飞机几乎失重的条件下，试制成功可以医治不能制造红血球的病人的新药――红细胞生成素。据报道，在太空分离和提纯珍贵药品，其纯洁度比地面高5倍，速度快400倍。 太空中超洁净，没有热对流，特别适宜生产高级电子元件。在太空中制造的砷化镓晶体能取代硅制造的芯片，可为未来的超级电子计算机提供体积小、运算速度更快的电子元件，而且废品极少，成本仅为地球上的1％。 太空中没有重力的影响，比重不同的金属在一起冶炼，很容易均匀混合生产出高质量的合金材料。如，在太空可以生产出与普通钢同样坚硬、又与泡沫塑料一样能浮在水面上的泡沫钢。这种材料无论如何在地球上是造不出来的，因为地面有重力和热对流影响，炼钢时，钢水中的气泡都会膨胀上升到表面而消散到空中。但在太空中，钢水中的气泡跑不出来，均匀分布在钢水中，最后就得到象泡沫塑料那样的多孔优质钢材。同时，在这种太空工厂里，还能拉出象蚕丝一样细的金属丝。 诱人的太空工厂能产生如此巨大的效益，在哪儿建立空间工厂呢？航空实践表明，要长寿命地成批生产空间产品，在卫星上或航天飞机上生产显然不合适。众所周知，卫星体积和有效负载均太小，其上不能设置多种大型生产设备，故只能搞“小打小闹”的“单打一”，如同手工业作坊。同时，卫星不能在轨道接受空中“输血”服务，无法换修零部件和定期补充燃料，由于它存在寿命短、成本高、风险大的“先天营养不足”，一般只能“存活”几年。在这期间如果卫星上零部件“生病”，则无法给其“吃药”“打针”进行抢救治疗，卫星就只能提前“寿终正寝”了。如上所述，由于卫星存在不能在轨道接受服务的弱点，因此，回收空间产品也成为一件“头痛”的事。 在航天飞机上建空间工厂较卫星优越，但也存在两个主要问题：首先，由于航天飞机本身是作为运输器而设计的，所以从其外形和内部结构来看，在它上面无合适的“地基”可供“盖”空间工厂；其次，航天飞机目前每次飞行都不到10天，今后即使予以改进，最多也只能飞几十天，仍无法进行批量生产。 从美国《天空实验室》和苏联《礼炮》轨道站飞行实践和未来航天技术的发展来看，在轨道空间站上建立空间工厂是较为理想的场所。不过以上这些空间站不仅容积有限，载人不多，而且在太空科研和生产方面只能起试验和示范作用。它们还不可能为太空工业化和商业化提供必要的条件，也不可能为人类在太空中长期生活提供舒适的条件。为此，工业发达的国家均在致力研制建造永久性空间站。 目前，具有永久性空间站主体雏型的是苏联1986年2月28日发射的“和平号”空间站。它有138立方米的密封空间，其舱体部分主要作为宇航员生活起居用，它有比过去任何空间站舒适得多的优越条件，室内有小桌、椅子和睡袋。它可居住6―10名宇航员。“和平号”空间站有较高的自动化设施和计算机设备及可靠的通信工具。它有6个对接舱口，可以与6艘载人、运货飞船和各种组合舱对接，组成一个庞大的航天站联合体。具有两个对接部件的“礼炮”号航天站也可以与它对接，如果侧向4个对接口对接4个“礼炮”号航天站，“礼炮”号另一端又与另外的航天站对接，这样它的组合规模越来越大，可以发展成太空的村镇和城市，就可以大力开发太空资源，生产宇航产品，造福人类。 现在，空间工厂的产品还主要集中在材料加工和药物生产及太阳能发电上，但可以相信，在不久的将来还会生产出其它产品。目前已有人设想在月球和近地行星上建立采矿场，那里有铁、钴、钛、镁和硅等矿藏，可以用作空间工厂的原材料。 宇宙空间是人类巨大的财富，航天业是通向财富的桥梁，而航天站则是打开宝库大门的金钥匙。
