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[圖文]揭秘世界首艘商業太空船

2014年12月24日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 286 次

福斯特設計的太空港
 
福斯特設計的太空港
 
太空船2號內景
 
太空船2號內景
 

白騎士2號首次試飛
 
白騎士2號首次試飛
 
概念圖:白騎士2號發射太空船2號的瞬間
 
概念圖:白騎士2號發射太空船2號的瞬間

  據國外媒體報道,這就是諾曼·福斯特在新墨西哥州的沙漠為「維珍銀河」修建的終端大樓:它看上去就像是把遊客送到大氣邊緣的未來派飛機,它即將從技術圖紙變為現實。


  參與者取得「宇航員」資格


  對於位於美國加州莫哈韋沙漠裡的這個太空港,你首先注意到的是在沙漠艷陽之下停泊在這裡的商務航班的數量之多。這裡的氣候意味著它是飛機製造商存放那些業主尚未完全付費的飛機的最佳場所。如果說這一「飛機墓地」的奇觀還不夠驚人的話,向西5英里(8公里)是特哈查比口風力發電廠,它是全球最大的風力發電廠,擁有5000多個風力渦輪機。


  這裡有著奇怪的地貌,似乎啟發了很多企業家,經營這些企業的絕對是一些有著奇思妙想的人,其中一家企業的名字叫「飛船公司(the Spaceship Company)」,在飛機的車間,飛船正在建造當中。


  如果你腦海中出現的是簡筆畫的登月艙或者馮·布勞恩的火箭,那就再想一想:這艘飛船是用碳纖維製成,也採用了可回收利用的尼龍和笑氣,它可以轉變成一個「羽毛球」,鼓翅而下,飛回地球。它不像發射航天飛機那樣,需要事先安置在發射台等待發射,而是從有史以來最大的碳纖維合成材料建造的母機上發射。飛船和母機都由同一家公司設計,該公司的創辦者住在沙漠中心一個半埋於地下的金字塔中,金字塔內部用外星人和古埃及人進行接觸這個主題的壁畫裝飾。這就是這個承諾將成為把遊客送到太空的首家企業的令人驚異的背景。


  理查德·布蘭森的「維珍銀河」並非從事太空旅行研究的唯一一家公司,但是諾曼·福斯特設計的美國太空港將於明年完工,其太空船也已進行了三個月的試飛,所以,「維珍銀河」比其他類似公司更具競爭優勢。「維珍銀河」讓普通人實現到太空邊緣旅的夢想就要實現了。似乎一夜之間,那些支付14萬英鎊(約合20.18萬美元)的客戶讓全球宇航員總人數翻了一番。


  「維珍銀河」的維爾·懷特霍恩強調:「新墨西哥州3月通過法律,正式同意這些人參與這個項目。現在,在美國法律的許可下,這些人正在參加這個太空項目。他們是宇航員,這是法律現實。自1961年以來有500多人進入過太空,我們希望運營的第一年就能幫500人實現太空夢想。」

  飛行系統不用電腦控制


  要實現這一目標,「維珍銀河」 需要一個飛船和母機的小型機隊,母機把飛船帶到5萬英尺(15.2公里)的高度才可發射。「維珍銀河」和莫哈韋沙漠航空宇宙公司「縮尺復合體」的聯合公司「飛船公司」要建造3艘發射母機和5艘飛船,「維珍銀河」希望從2012年把付費的「參與者」送入亞軌道太空,它的目標是每天3次太空飛行,現在他們正在為之努力。


  全面試飛計畫已經開始,試飛員的第一項工作是確保飛船和母機連在一起後能安全有效地飛行。這些飛行也叫「帶飛」,因為較小的「太空船二號」將懸掛在「白色騎士二號」母機上。現在,帶飛正在莫哈維太空港進行。


  「白色騎士二號」的雙艙大小相同,形狀如同「太空船二號」飛船的管狀機身,艙內的樣子基本相同,均可容納6人,母艦和飛船的控制系統也是一樣的。因此在飛行員每次飛行母機的時候,他也在體驗飛船的控制。不同於現代飛機,機上任何飛行系統都不用電腦控制:雖然機上也有電腦,但是它們只用於監控和獲取信息。母機和飛船的操控均使用傳統的操縱桿和方向舵的機械航空系統。懷特霍恩說:「飛行員的感覺就像駕駛賽斯納飛機升入太空。」


  即使改變「太空船二號」機翼角度的機械裝置也是手動操作,使用一根桿操縱一個液壓系統。改變機翼角度是為了讓飛船在垂直飛回地球大氣的時候變為羽毛球形狀,這是為了確保使用的所有系統簡單而安全。這一想法同樣用於火箭推進系統。「阿波羅」號將宇航員送往月球時使用的燃料由液氮和以煤油為基礎的飛行燃料混合而成,極易燃燒;宇航員坐在一個摩天大樓那樣大的「炸彈」上方,顯然用來攜帶乘客的系統並不適合,因此,新技術要求尋找能讓「太空船二號」的最大時速達3500英里(5633公里)的發動機。


  研製工作嚴格保密


  「太空船二號」配有一個插入式火箭加速器,在飛船降落後拆除火箭加速器,然後插入新的燃料拴驅動下一輪飛行。選中的燃料不含高爆成份,事實上,它起聽來就像濕沙拉的爆炸聲。「太空船二號」將由兩種固體燃料的一種——橡膠或者可以回收利用的尼龍驅動。


  懷特霍恩說:「氧化物(與燃料結合產生推力)是一氧化二氮(笑氣)。與其它固體燃料發動機不同,這種發動機可通過切斷一氧化二氮來關閉。因此,它非常可靠,而且非常非常安全。」


  而且這種噴氣推進系統讓「維珍銀河」充滿了神秘感,外人很少看到駕駛員座艙或內艙的照片,因為這種系統依靠的是火箭技術,所以,依照美國法律,整個工程像研製先進武器一樣視列為機密。懷特霍恩解釋說:「每張照片在公佈之前一定要進行審查。在商業運作之前我們不允許公佈任何關於內艙狀況的照片。」這一「維珍銀河」工程對「縮尺復合體」公司專家的要求之嚴遠遠超過了他們之前所做工作。這樣的太空飛行除了對飛船提出特殊要求外,「白色騎士二號」的建造還將合成飛行器設計提升到了一個新高度。


  這一雙體船必定非常堅固才行。為了確保沒有接口,不會造成潛在的缺陷,「縮尺復合體」公司必須建成懷特霍恩所說的「史上最大的單片合成物」。單片支柱意味著「白色騎士二號」是「人類歷史上最堅固的飛行器」,懷特霍恩說:「機翼中部的強度非常大,它可讓該飛行器將17噸的重物帶到50000英尺(15.2公里)的高空。」


  在投下飛船後,「白色騎士二號」變成一個零重力的飛行機器(宇航員訓練飛行器),次日將飛入太空的左艙的人可在這一母機中進行最後的訓練。「白色騎士二號」的一隻機翼將直立向上,另一隻機翼朝向地面,開啟一側艙門,然後轉圈飛行,成為一個飛行的離心分離機,可產生7倍重力的力。


  如果你想知道這類革命性創意來自哪裡,你需要從莫哈韋沙漠機場驅車10分鐘,就會看到一座像六邊金字塔一半掩埋在地下的房子從沙漠露出頭來,其中一面地下牆上的掛毯顯示外星人幫助古埃及人建造金字塔。「維珍銀河」企業的故事就是在這所房子裡開始。


  這是巴特·魯坦的房子,他是一位航空開拓者,是「航行家」飛機的設計師,1986年他駕駛「航行家」飛機依靠一箱燃料完成全球飛行。魯坦是「縮尺復合體」公司的老闆,他完成了一些航空方面最巧妙的設計。雖然他曾告訴記者他相信外星人曾幫助建造金字塔,但是,在設計方面的「一根筋」作風讓他的公司在很多大航空公司沒有認識到的一些領域大步前行,比如民間太空旅行。


  2004年,魯坦和「縮尺復合體」公司(由當時微軟的保羅·艾倫資助)贏得了安薩裡X獎——第一次讓人類兩周內在低地球軌道運行兩次的團體可獲得高達1000萬美元的獎金。魯坦的設計是「太空船一號」,這是一艘在航班之上的高度飛行並從母艦上發射的火箭。


  其間,「維珍銀河」故事的另一位主人公當時正通過摩洛哥向莫哈韋沙漠進發。理查德·布蘭森是太空旅行的早期信仰者,維珍集團的老員工懷特霍恩表示,80年代這位英國大亨和蘇聯領導人戈爾巴喬夫的討論就應該能看出布蘭森乘「聯盟」號火箭太空之旅的雄心。


  1996年的一個夜晚,在馬拉喀什的一個酒吧,在他的一次環球氣球之旅開始之前,布蘭森和氣球領航員史蒂夫·佛塞特與「阿波羅11」的月球漫步者巴茲·埃德林進行交談。當時在場的懷特霍恩回憶道:「理查德問為什麼他們從不使用氣球進入太空,那不是更便宜嗎?巴茲解釋說,50年代美國海軍曾實驗過用氣球發射火箭艙,但是,60年代它就被拋棄,有一個計畫叫X-15,是使用B-52轟炸機發射火箭。後來理查德對我說:『我們應該關注這些想法。』」


  3年後,在莫哈韋沙漠,懷特霍恩看著一架樣子奇特的既像火箭又像直升機的飛機。他說:「它沒法飛行,但是,這中間,理查德曾到達莫哈韋沙漠看它,他還在那裡遇到了巴特。」


  從一個國家飛到另一個國家?


  魯坦與布蘭森的首次合作是「維珍大西洋環球飛行者」——魯坦的「航行者」飛機的改進版。懷特霍恩說:「我們剛剛投資鐵路產業,對於鐵路業,你可以走出去告訴那些公司你要什麼,他們根據規格為你建造列車,但是在航空業,你必須接受給予你的一切。因此,理查德對那些合成材料非常感興趣,這時,史蒂夫·佛塞特建議建議建造一個三日內環遊全球的燃油燃燒效率高的高空噴氣機。」


  佛塞特駕駛了這架飛機,並打破了環球飛行記錄,「維珍大西洋」則能學到了碳合成建造技術。一天,為了改進魯坦的「環球飛行者」的技術,懷特霍恩拜訪了「縮尺復合體」公司,他看到了「太空船一號」。他回憶說:「我在工廠中看到它,我給理查德打電話說:『你認為『環球飛行者』令人興奮,可他正在建造飛船!』」


  維珍開始與保羅·艾倫進行商談,達成協議,維珍公司買下這項正在為X獎開發的技術的版權。 後來,維珍公司和「縮尺復合體」公司聯合成立了「飛船公司」。


  維珍集團的董事堅持讓懷特霍恩和布蘭森證明太空旅行存在一個可行市場。他們給懷特霍恩制定了一個挑戰性的目標:得到1000萬美元的押付定金後才能獲得資助。懷特霍恩說:「大約7、8個月內,我們得到了1000萬美元。而且最令人興奮的事情是通過那些預付定金的人我們瞭解到他們渴望體驗失重狀態。因為沒有空間允許我們重建『太空船一號』,所以我們開始設計『太空船二號』和『白色騎士二號』。」


  維珍正準備制定每天進行三次太空之旅的時間表。飛行只允許在新墨西哥州太空港上方的一小塊方形領空進行,「太空船二號」通過太空到達另外一個國家是不合法的。談到在蘇格蘭修建維珍銀河太空港的問題,懷特霍恩表示,條件尚未成熟,可能不會有太大的成果。他說:「它不是空中樓閣,我們是否能被允許到達另外一個國家,要看美國政府。只要我們能安全飛行太空數千次,而且降低費用的話,未來的發展可能更快。誰知道它能把我們帶到哪裡?」


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