官宣“千米级超大型航天器”项目,中国要造歼星舰了?

作者:深海

本文转载自:军工黑科技(ID:jungonghkj)

近日,国家自然科学基金委员会发布了“十四五”第一批重大项目指南,涵盖数学物理、化学、生命、地球、工程与材料、信息、管理、医学、交叉等九大领域,可以说每个项目都是重量级的。

其中,“超大型航天结构空间组装动力学与控制”项目尤其让人感兴趣。

简而言之,中国正在研发千米级超大型航天器!

官宣“千米级超大型航天器”项目,中国要造歼星舰了?

《星球大战》中的歼星舰

国际空间站长约100米,也就是说中国未来规划建造的超大型航天器,相当于10个国际空间站那么长!

如果建成,将是人类设计的最大航天器。

这,难道就是歼星舰吗?

按照科幻电影的设定,当星际旅行易如反掌的时候,各个行星文明便开始建造各种巨型飞船,歼星舰就是这些飞船的集大成者。

歼星舰以未来新能源为动力,能以接近第三宇宙速度的高速航行,配备有能摧毁星球的超级激光炮。

在《星球大战》中,旧共和国军的歼星舰全长1150米,帝国I型歼星舰主体部分长度达到了1600米,而地球上的超级航母福特号长度只有330米。

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因此,中国要建的“千米级航天器”看上去和歼星舰很相似,但实际上,现有航天技术还无法建造和驱动如此庞大尺寸的星际飞船。

中国航天专家庞之浩介绍说,国际空间站是人类建造的最大航天器,美国航空航天局曾评估称,如果苏联“和平”号空间站的难度系数为10到20,那么国际空间站则高达2500,至于千米级超大型航天器,它的复杂程度远超国际空间站,建造难度将几何级增加。

国际空间站长110米,宽88米,总重423吨,也就是一个“百米级别”航天器。受限于运载火箭的推力限制,国际空间站采用分别建造各个部件,然后在太空组装的模式,从1998年发射舱段进入太空到2010年最终完成建设,先后花费了12年。

舱段发射升空后,空间站在太空中的“搭积木”式建造过程中并不简单,而千米级超大型航天器将具备更不规则的气动外形,带来的技术挑战更为复杂。

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“千米级别”的航天器保守估计至少有上万吨,还不能完全照抄搭建“国际空间站”或者“天宫”那样的模块化方法,因为会遇到两个最难的技术壁垒:

一是要考虑到千米级别航天器的厚度问题;

二是因为质量和结构都太过庞大,单个舱段无法通过单次火箭发射和入轨展开的方式构建。

因此,在项目指南中,对超大型航天器的动力学设计提出了两方面的要求:

一是结构的轻量化设计,以最大程度减少发射次数,降低建设成本;

二是结构的可控性设计,以有效抑制组装过程中组合体轨道与姿态漂移、控制结构变形与振动。

研究内容则有四大方面,分别是:

超大型航天结构的轻量化和可控性设计

超大型航天结构空间组装过程的动力学演化

空间组装过程轨道-姿态-结构一体化稳定控制

空间组装过程动力学与控制的地面模拟试验

该项目指南还提到,需通过结构模块化设计、多次发射、空间组装的方式进行建造,并解决极其复杂的耦合动力学问题。

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从指南中不难看出,中国将要打造的“千米级巨型航天器”,它是分阶段的,就像盖楼房,先设计,再打造主体结构。

这次发布的项目——“超大型航天结构空间组装动力学与控制”,聚焦于攻克“怎么在太空失重的环境下,建立一个千米级别的稳定空间结构”,也就是“怎么在太空中搭建地基”这一步。

看得出中国在科技突破上,从来都是一步一个脚印,由易到难。

这个项目背后,可是有着“说什么时候落月就什么时候落月”,“说什么时候探火就什么探火”的中国航天。

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如果解决了上述问题,还要着手开发新型重型运载工具或新型空天运输方案,把这万吨材料运上太空,按照技术难度由低到高,依次为重型火箭、空天飞机,以及只在实验室中出现过的太空电梯。

目前,中国最新研制的超重型运载火箭长征九号,高110米,起飞推力7000吨,不知能不能为歼星舰搭建助力。

有网友嫌从地球到太空运输模块太费事,建议先建太空船坞,然后在船坞里造歼星舰。

这个脑洞就更大了,堪称“过于先进”,建个太空船坞的难度也不亚于建成千米级航天器吧。

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美国提出的“太空电站”可能是终极能源解决途径之一

超大型航天器建造难度虽然大,但它的应用前景也非常广阔,比如太空电站等,还能催生多项科技和工程领域的技术突破。

该项目指南也明确提出,尺寸达千米量级的超大型航天器是未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住的重大战略性航天装备。

至于有人猜测的“中国为击败美国启动星球大战计划”,那是冷战思维作祟,太小看中国了,我们的目标是星辰大海、是不断超越自我,而不是超越某个国家。

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