挖马斯克墙角!法国富翁:要造首个人工重力空间站(图)

大鱼新闻 科技 2 months, 1 week

据SpaceNews报道,法国亿万富翁Jed McCaleb在南加州创立的Vast Space日前宣布了一个震撼的计划,将在近地轨道上建设一个人工重力的空间站,并且还为此挖了大量SpaceX的工程,主意居然打到了钢铁侠马斯克的身上!



要开建人造重力空间站:法国富翁实力几何?

Vast Space的投资者也是创始人Jed McCaleb日前宣布了一个宏大的理想,他希望未来会有数百万人生活在太阳系的宇宙空间中,因为地球的资源非常有限,而太阳系里很多星球都是未开发的处女地,因此他的公司Vast Space将致力于降低成本,帮助人类在外太空开发一个生活和工作大型结构作为前进基地。



McCaleb表示他创办了许多软件初创公司,并且在加密货币界取得了巨大成功,这提供了足够的资源来尝试在太空领域开展一番雄心勃勃的事业。



Vast Space目前建立起了一个世界级的团队,其成员包括前SpaceX负责建筑和设施的副总裁Kyle Dedmon、系统工程师Tom Hayford,他曾在Relativity Space(相对论空间) 和SpaceX工作;另外还有前SpaceX推进工程师Colin Smith等20人。



Vast Space的第一个目标是建立一个近地轨道的大型旋转结构,也就是本文开头描述的人造重力空间站,中期目标是登陆火星,长远目标是开采小行星。



和马斯克的目标很相似,各位一定会很好奇这位口出狂言的大佬到底是谁?McCaleb是法国加密货币起家的亿万富翁,福布斯估计其总资产约为25亿美元,尽管其总资产已经是巨富级别,但要投资太空领域,这25亿美元还不够烧的。



不过马斯克当年投资SpaceX时也没几个人看好,但他现在算是混出来了,不过按太空领域投资回报的套路来看,应该要研发火箭从商业发射取得良性循环,或者让投资者看到信心一直烧钱才可以,否则根本就玩不出来,而且目前商业发射公司那么多,Vast Space更有可能是来圈钱的。

人工重力空间站,规模到底要多大?

尽管笔者觉得McCaleb更像个骗子,不过人工重力空间站倒确实有必要,因为目前的宇航员在太空遭遇的多种健康相关因素困扰,很大一部分是来自失重的,虽然短期的失重人体会感觉很有趣,但长期失重确实存在挺大的健康风险,需要一系列的锻炼才不至于让身体技能退化太快。



失重有什么危害?

表面上看起来,失重条件下对肌肉要求降低会导致肌肉萎缩,但事实上人体这个习惯了一个g的加速度下生活,早已习惯,因此长期失重还真有不少麻烦:

1、运动病,失重下发生的前庭功能混乱症状,无法感知当前的位置状态而不适;2、骨骼中钙质大量流失,失重状态下运动减少引发造骨细胞不够活跃,造成骨质疏松;3、失重状态下运动减少,导致肌肉萎缩,肌肉质量下降;4、失重状态下体液重新分配,上半身血液量大导致身体调节体液,减少血液量,从而引发心率不齐甚至心肌缺氧等心脏功能障碍;5、视觉障碍,因为血液上涌导致颅内压力过高,眼球后方压力增加,挤压到视神经造成影响;6、有案例表明,失重还会造成味觉混乱;

这些问题需要通过锻炼或者药物来调整,甚至女性的生理周期也需要注意或者服用避孕药延迟,显然这些针对小规模人群的方案并不适合未来比较大规模的太空生存,因此人造重力确实是有必要。



人工重力:怎么样来实现?

以人类目前的技术是无法实现人工重力的,只能用“离心力”来模拟,方法很简单,制造一个足够大的圆环,然后以一定的转速旋转,把人“甩”出去站在圆环的内壁上,基本上就是这个道理。



比如在好莱坞的科幻大片《星际迷航》中的重力方式是造不出来的,最多只能像《星际穿越》或者《火星救援》又或者《阿凡达》中的模式还是比较靠谱的。



但事实上假如真的按《火星救援》中的规模来制造人工重力舱室的话估计呆在里面要不了几分钟就头晕眼花了,就算宇航员前庭功能超强,长时间在内部生活工作,一定会发疯的,为什么会这样?



《火星救援》中的赫尔姆斯号的模拟重力舱直径大约在15米左右,其转速大约为0.109弧度/秒,算出来的人工重力加速度为0.178米/秒,只有不到0.02g,也就是说就算在这个人造重力舱内,就算模拟了也没有重力感,稍微有点反作用力人就会飘起来,和没有重力差不多。



那么如果要达到0.4g勉强能模拟重力环境的话,这个转速需要增加到大约0.52弧度/秒的角速度左右,也就是大约4.95rpm/分,模拟重力舱直径小只能加大转速,也能模拟到0.4g左右,但问题是人体最舒适的范围为2~3rpm/min,而且最好是在2圈左右,因为长期在3rpm/min条件下人体的前庭器官会很敏锐的感觉到在位移,很容易眩晕。



因此需要一个足够大的结构,而且是转速最好在2圈/分或者以下,那么要基本维持重力,也就是0.5g左右,大概需要多大的结构呢?按下图公式计算下:



0.5G的环境即为:4.9M/S^2

w要求为2转/分,换算成弧度约0.2094395弧度/秒

那么可以得出所需要的半径为R=111.7M

也就是说,如果一个半径为111.7米的圆环,以2rpm/min的转速模拟0.5g的重力环境,只要人肉眼不看向窗外参照物,绝大部分人都感觉不出这个舱室在移动,长期在这样的环境下工作是最舒适的。



但问题来了,这个规模有多大呢?国际空间站即使算上太阳能电池的尺寸,也只有这个规模的一半!各位知道造一个国际空间站需要多少钱呢?大约是1500亿美元,这还不包括维护费用。



不过有一个办法可以大幅降低建造费用,可以制造一个超级长杆,中间仅允许一个人通过,然后在两侧挂上重力模拟仓,这种结构最省钱,或者中间干脆就不通人,两侧的重力模拟仓不互通,那么成本更低,很早可以简单到用一条长绳子把两个舱室拴起来,绕着两者的质心公转,这种方式的模拟重力成本可以降到最低,再低就没办法了。



不过即使如此也得发射两艘飞船,按中国人报价比较低的方式,大约是8亿多人民币,也就是1.3亿美元不到,请Jed McCaleb不要瞎折腾了,直接到中国航天订购两艘飞船,然后咱免费送根绳子给他就可以建成了,总费用不到3亿美元,这个25亿身价的大佬应该支付得起!

参考:

https://spacenews.com/vast-space-intro/

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