NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）近日公布了6個(gè)深空棲息地方案，并批準(zhǔn)軍工巨頭洛克希德·馬丁在肯尼迪航天中心建造全尺寸原型。

所謂深空棲息地，是指供人類在未來(lái)的太空探索（比如火星）中，長(zhǎng)期生活居住的場(chǎng)所。深空棲息地全尺寸原型的建造是NASA的NextSTEP項(xiàng)目第二階段的重要環(huán)節(jié)。公布六大方案，并開(kāi)始構(gòu)建全尺寸原型，意味著人類深空生存邁出實(shí)質(zhì)性的一步。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月28日，NASA在官網(wǎng)上公布了NextSTEP項(xiàng)目（Next Space Technologies for Exploration Partnerships，“下一代探索伙伴關(guān)系空間技術(shù)”）的第二階段：6個(gè)合作公司各自提出的深空棲息地構(gòu)想。合作公司之一的洛克希德·馬丁（Lockheed Martin）7月20日在官網(wǎng)上表示，NASA已經(jīng)批準(zhǔn)其在肯尼迪航天中心建造一個(gè)全尺寸的深空棲息地原型。

NASA的太空棲息地計(jì)劃

NASA已經(jīng)專注于近地軌道多年，但探索更遙遠(yuǎn)的太空才是他們的抱負(fù)所在。而建造能夠保證宇航員安全生活和工作的居住場(chǎng)所、相應(yīng)系統(tǒng)，對(duì)深太空的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

“NASA在載人航天領(lǐng)域擴(kuò)張雄心勃勃，包括火星之旅。我們會(huì)好好利用創(chuàng)新、政府和私人部門的技能知識(shí)。”在2016年啟動(dòng)項(xiàng)目時(shí)，NASA高級(jí)勘探系統(tǒng)的主管杰森·庫(kù)魯森（Jason Crusan）表示，“未來(lái)的太空探索需要在太空發(fā)射火箭、飛船獵戶座太空艙外的深空進(jìn)行，長(zhǎng)期居住并推進(jìn)。我們現(xiàn)計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)深空棲息地。宇航員將在那里持續(xù)獨(dú)立生活工作數(shù)月乃至數(shù)年，而無(wú)需地球運(yùn)輸物資?！?/p>

據(jù)NASA描述，一個(gè)合格的人類太空棲息地，需要具有一個(gè)加壓艙，以及一系列整合的系統(tǒng)——與其他航天器對(duì)接的裝置、環(huán)境控制系統(tǒng)、生命支持系統(tǒng)、物流管理、輻射的監(jiān)控和防護(hù)系統(tǒng)、消防安全、宇航員醫(yī)療設(shè)施等。這些系統(tǒng)還需要與助推系統(tǒng)、氣壓過(guò)渡艙等裝置協(xié)同工作。

在地面上建立深空棲息地模型，能夠讓NASA與合作企業(yè)評(píng)估棲息地的設(shè)計(jì)，并在地面進(jìn)行測(cè)試，確保設(shè)計(jì)的合理性。

NextSTEP項(xiàng)目采取獨(dú)特的公私合作模式，在提高NASA自身深空探索能力的同時(shí)，謀求商業(yè)發(fā)展，以此來(lái)支持NASA接下來(lái)在地月空間、甚至更遠(yuǎn)太空的載人航天飛行任務(wù)。這意味著私人商業(yè)企業(yè)也有機(jī)會(huì)參與到新一輪的太空競(jìng)賽之中。

6家合作公司有約2年時(shí)間設(shè)計(jì)深空棲息地、開(kāi)發(fā)地面模型。2年的合同資助金額預(yù)計(jì)達(dá)6500萬(wàn)美元。如有額外需要，NASA會(huì)持續(xù)提供資金，直到2018年。而合作公司必須承擔(dān)至少30%的研發(fā)成本。

6家公司的深空棲息地構(gòu)想

NASA選取了6家私人企業(yè)來(lái)進(jìn)行深空棲息地的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。這六家公司分別是：畢格羅航空航天公司（Bigelow Aerospace LLC）、波音公司（Boeing）、洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）、ATK軌道公司（Orbital ATK），內(nèi)華達(dá)山脈公司（Sierra Nevada Corporation），NanoRacks公司。

洛克希德·馬丁公司翻新后的多功能物流棲息地概念圖 洛克希德·馬丁公司 資料圖

6家公司經(jīng)過(guò)了一年的研發(fā)，其中洛克希德·馬丁公司進(jìn)展較快。NASA已經(jīng)批準(zhǔn)其在肯尼迪航天中心建造一個(gè)全尺寸的深空棲息地模型。這意味著在接下來(lái)的12個(gè)月里，該公司將為NASA測(cè)試新的太空旅行技術(shù)。考慮到經(jīng)濟(jì)和效率因素，該公司并非從零開(kāi)始建造深空棲息地，而是選擇翻新一個(gè)舊的航天飛機(jī)“集裝箱”——它曾經(jīng)被用于向國(guó)際空間站運(yùn)輸貨物。除此之外，該公司還將運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)這一模型。

畢格羅航空航天公司深空棲息地與國(guó)際空間站對(duì)接概念圖 畢格羅 資料圖

在去年4月，畢格羅航空航天公司曾將名為BEAM的私人充氣太空艙成功安裝在國(guó)際空間站上，這是首個(gè)和國(guó)際空間站對(duì)接的測(cè)試充氣艙。而該公司的深空棲息地構(gòu)想也與之相關(guān)，計(jì)劃建立一個(gè)可以依附在空間站上的330立方米可擴(kuò)展棲息地。

波音公司組合式深空棲息地概念圖 波音公司 資料圖

波音公司將利用他們?cè)谠O(shè)計(jì)、制造、組裝軌道飛行器和安全運(yùn)行國(guó)際空間站的豐富經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)一個(gè)全面的組合式棲息地模型，該棲息地能夠提供設(shè)計(jì)分析和高保真示范，并能夠測(cè)試人類在模擬深空環(huán)境下的長(zhǎng)時(shí)間生存能力。這一模型將對(duì)接口標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)功能和關(guān)鍵探測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。

內(nèi)華達(dá)山脈公司基于追夢(mèng)人貨艙的棲息地原型概念圖 圖片來(lái)源：NASA官網(wǎng)

內(nèi)華達(dá)山脈公司的深空棲息地構(gòu)想則基于追夢(mèng)人（Dream Chaser）貨艙，其將通過(guò)三到四次的商業(yè)發(fā)射來(lái)構(gòu)建一個(gè)組合式的長(zhǎng)期棲息地。追夢(mèng)人飛船發(fā)射后，棲息地模塊將與一個(gè)大型可充氣環(huán)境模塊、監(jiān)控系統(tǒng)以及推進(jìn)系統(tǒng)連接。該設(shè)計(jì)及模型將驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念，并確保關(guān)鍵的子系統(tǒng)能夠無(wú)縫地結(jié)合在一起。

NanoRacks公司將現(xiàn)有運(yùn)載火箭的上段改造成可居住空間的概念圖 NanoRacks公司 資料圖

NanoRacks公司正在進(jìn)行一項(xiàng)可行性研究，試圖將現(xiàn)有運(yùn)載火箭的上段/推進(jìn)段改造成一個(gè)加壓的可居住空間。該研究將對(duì)這種新穎并且低成本的方法進(jìn)行深入探索，未來(lái)可以用于任何火箭系統(tǒng)，包括NASA規(guī)模最大的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)火箭。

ATK軌道公司基于天鵝座飛船設(shè)計(jì)的地月間棲息地概念圖 ATK軌道公司 資料圖

ATK軌道公司則看中了自家的“天鵝座”飛船，盡管其還在為國(guó)際空間站執(zhí)行貨運(yùn)服務(wù)。ATK軌道公司將基于該飛船完善相關(guān)任務(wù)結(jié)構(gòu)、以及最初的地月空間棲息地設(shè)想，并建造一個(gè)模型來(lái)測(cè)試對(duì)接獵戶座飛船以及其他設(shè)施的關(guān)鍵接口。太空棲息地也將為深空中的長(zhǎng)期運(yùn)作、以及規(guī)劃“火星探索”的路線圖服務(wù)。