美國發現號航天飛機迎謝幕之旅 運機器人宇航員

科技

導讀“發現號”謝幕之旅。“發現號”謝幕之旅文/寇立研以“發現號”為代表的航天飛機道路雖將終結,但它在謝幕之際已經帶出薪火相傳的種子;從機器人到新飛船,未來太空並不寂寞。2月25日,美國“發現號”航天飛機自卡納維拉爾角順利升空,這是它的謝幕之旅。自1984年首飛以來,它繞地飛行超過5600圈,行程約 2.3億公裡,累計飛行352天,曾經運載宇航員180人。“發現號” ...


發現號”謝幕之旅。
“發現號”謝幕之旅

文/寇立研

以“發現號”為代表的航天飛機道路雖將終結,但它在謝幕之際已經帶出薪火相傳的種子;

從機器人到新飛船,未來太空並不寂寞。

2月25日,美國“發現號”航天飛機自卡納維拉爾角順利升空,這是它的謝幕之旅。自1984年首飛以來,它繞地飛行超過5600圈,行程約 2.3億公裡,累計飛行352天,曾經運載宇航員180人。“發現號”後,“奮進號”與“亞特蘭蒂斯號”航天飛機分別將在4月和6月各有一次飛行,一個接一個謝幕之旅將上演。之後,航天飛機將告別航天舞台。以“發現號”為代表的航天飛機道路雖將終結,但它在謝幕之際已經帶出薪火相傳的種子,一代“航天明星”雖將退場,但未來航天器與航天技術的新劇集卻已開拍。

無奈隱退

從哈勃太空望遠鏡、國際空間站到眾多衛星,太多人類太空成就因“發現號”而實現。但它確實到了該退休到博物館供人瞻仰的時候。美國一共制造了6 架航天飛機,5架投入使用,迄今在事故中損失2架,事故率驚人。從“挑戰者號”到“哥倫比亞號”,每次航天飛機失事都讓世人震動和沉痛不已。

並非航天飛機不尖端,不精密。它的問題是太尖端和精密。決定走這條道路時,美國人覺得它有很多好處:可重復使用從而降低費用、水平降落比飛船更安全、比飛船舒適、運載能力強。然而,30年來的實踐表明,它既不省錢也不安全,只剩下乘員舒適和運載能力強兩個好處。

航天飛機太復雜。走飛船道路的科研組織通常協調好十個左右的分系統就可以把飛船送上天,如果只是貨運飛船,會更簡單。而航天飛機有3500多個分系統、250多萬個部件。

這樣復雜的組成給研制、工程控制都帶來巨大負擔,極易造成一個小意外摧毀全系統的悲劇。“挑戰者號”1986年由於燃料艙O形環失效而毀,“哥倫比亞號”2003年由於燃料箱表面泡沫材料脫落擊中機翼而毀。

復雜的系統使每次飛行成本極高,據說每次飛行需要5億美元左右。而且航天飛機沒有逃逸系統,實行人貨混運,如“挑戰者號”和“哥倫比亞號”事件中,人們都只能眼睜睜看著慘劇發生,毫無挽救宇航員的辦法。

是時候了,航天飛機,這個摻雜了太多畢其功於一役的急切工程思維和展示制度優越性的時代產物,到了隱退的時候。

引出高手

雖然是謝幕演出,但“發現號”這一次如以往一樣,繼續承擔著大任務:它不僅搭載6名宇航員,為國際空間站送去一個永久多功能艙,為其增加額外的儲物空間,還為國際空間站帶來了一個“機器人宇航員2號”(Robonaut 2)。這將是太空中第一個人形機器人。

“2號”現在還只有上半身,雙腿仍在抓緊研制中。NASA努力爭取在今年結束前把兩條腿給“2號”送上去,以便他能在肚子裡的“大腦”指揮下,在空間站內完成擦扶手、清理空氣過濾器之類的雜活。

“2號”是一位高手。NASA不是為了讓他去打雜,而是真正能與宇航天友好相處,幫宇航員處理危險、瑣碎工作。

機器人“2號”不是硬邦邦的,軀干、手臂和每根手指上都有防護軟墊,關節裡裝滿了彈簧,全身遍布350多個電子傳感器,指尖甚至能感受到一根羽毛的存在。

人工智能使航空航天設備可以無人化操作,是當前的一個技術潮流。從美軍的X-37B、X-47到如今正在謝幕演出中的“發現號”與“2號”機器人,人們似乎看到這種潮流正在不斷發展中。

確實,動輒數倍甚至幾十倍於音速的新一代飛行器、更加遙遠和艱辛的太空環境等等,使得最強壯的人類也日益面臨生理極限。如“火星-500”計劃,模擬的人類火星之旅竟然需要520天,如果比這再遠、再莫測的太空探索,怎麼辦?

即使不能由機器人完全代替人類來完成任務,至少可以讓機器人幫人類分擔一些繁瑣工作,有時,甚至可以給宇航員解悶。日本人已經受到“2號”的啟發,正在開發一種太空伙伴。

這種50釐米高的太空伙伴機器人將協助宇航員接受地面指令,陪他們說話,為他們拍照,識別和分析他們面部表情傳達的信息,甚至能協助他們發微博。除了通過交流舒緩宇航員的壓力,它還能在宇航員睡著時監測宇航員的健康狀況及壓力水平。

日本人決心在2013年把這個太空伙伴送上國際空間站。

獵戶出征

航天飛機退役後,美國靠什麼進行今後的太空活動呢?主要是靠奧賴恩(Orion,可譯作“獵戶座”) 載人航天器。

美國航空航天史上使用Orion代號的項目頻多。最初有一個很有創意但也很嚇人的主意,就是1958年提出的核動力飛船計劃,代號“獵戶座” (Project Orion)。它的設想是利用一系列較小規模的核爆炸,使航天器飛離地球。按計劃它要攜帶2000顆小型核彈上天,陸續把美國宇航員送上火星和土星。好在美國還算理智,在禁止核試驗談判中把這個可能污染大氣層和近地空間的項目終結了。

目前的獵戶座飛船是2004年小布什提出“星座計劃”(美國重返月球計劃)時帶出來的。這個計劃是研制獵戶座飛船和“戰神1號”(用於推動載人飛船)、“戰神5號”(用於推動載貨飛船)兩型大推力火箭。美國的設想是,航天飛機之後,就靠獵戶座飛船實現重返月球,以及未來進軍火星的任務。

“獵戶”比較不幸,未出征即遭遇金融危機,政府要削減預算。去年美國國會為此爭論了8個月,最終結果是“星座計劃”基本被廢棄。

“獵戶”又比較幸運,它只是被縮水,還沒有隨整個計劃完全撤銷。原來設計搭乘6人的“獵戶”現在被縮小到能搭4人。奧巴馬總統決定保留“獵戶”,把它發射到國際空間站,一旦有危險時,美國人可以坐著它安全返回地球。

關於“獵戶”,最新的消息是2月11日美國太空網宣布它已經問世,即將展開一系列大規模地面及液壓測試。首次無人試飛定於2013年,預計2016年進行首次載人飛行。

“發現號”雖然面臨退隱,但畢竟後繼有人。從機器人到新飛船,未來太空並不寂寞。好戲在後頭。

精選文章: 科技

評論