3月中旬,NASA的兩個(gè)太空流浪者終于被抬回來(lái)了,滯留太空9個(gè)月之久,最后還是靠了馬斯克。不過(guò)這次美國(guó)宇航員的落地姿勢(shì)有一些難看,尤其是威廉姆斯,已經(jīng)幾乎喪失了行走能力。
這對(duì)美國(guó)航天來(lái)說(shuō)還是挺意外的,至少之前很多美國(guó)宇航員出艙之后都可以自由行走,這也是很多外國(guó)媒體用以攻擊美國(guó)航天比我們更先進(jìn)的點(diǎn),難道中美之間的航天差距真的這么大嗎?
神采奕奕的阿波羅英雄
幾十年前的美國(guó)航天確實(shí)非常厲害,阿波羅計(jì)劃成功之后,登月成功的宇航員活蹦亂跳地自己走下飛船,接過(guò)鮮花接受了大家的掌聲。
1971年阿波羅15號(hào)的宇航員們出艙時(shí)那精神頭,看著根本不像是剛從太空回來(lái),其中有宇航員還滿面笑容跟地面工作人員聊天,就和平時(shí)散完步回家差不多。
這讓大家有種錯(cuò)覺(jué),太空旅行好像也沒(méi)那么困難,再看看我們國(guó)家的飛行員,狀態(tài)卻大不一樣,基本上每一個(gè)執(zhí)行完任務(wù)的飛行員下來(lái)都要坐上輪椅,雖然鮮花和掌聲依然不斷,但完全沒(méi)有每個(gè)宇航員們那些精氣神。
難道是中美之間的航天差距太大了,我們的各項(xiàng)硬件設(shè)施和技術(shù)達(dá)不到美國(guó)那樣的標(biāo)準(zhǔn)嗎?
也有人提出了陰謀論,認(rèn)為美國(guó)當(dāng)年登月根本就是假的,或只是在地球拍的戲,宇航員們根本沒(méi)受什么微重力影響。這個(gè)說(shuō)法倒也被很多人認(rèn)可,但許多公開(kāi)的登月艙設(shè)計(jì)、宇航服功能等證據(jù)足以說(shuō)明美國(guó)那幾次登月的真實(shí)性。
其實(shí)現(xiàn)在美國(guó)宇航員很多總太空?qǐng)?zhí)行完任務(wù)返回地球之后也都跟我們差不多,出現(xiàn)這種差異的根源在于執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間,阿波羅計(jì)劃雖然實(shí)現(xiàn)了登月,但整個(gè)任務(wù)頂多是8到10天,短時(shí)間內(nèi)宇航員的身體變化并不明顯。
返回地球后身體適應(yīng)的也會(huì)非???,基本不需要太多時(shí)間恢復(fù),但威爾莫爾和我們國(guó)家航天員這樣的長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)就不一樣了,失重環(huán)境下待的時(shí)間越久,身體的各種“崩壞”就越嚴(yán)重。
太空里的微重力環(huán)境讓人體肌肉和骨頭用進(jìn)廢退,站不起來(lái),如果非得硬站起來(lái),骨折風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常大,走路更是天方夜譚。
真不是如今的宇航員比以前差了,而是現(xiàn)在的航天任務(wù)難度比之前不知道多了多少倍,待在太空的時(shí)間也變得更長(zhǎng)了。所以問(wèn)題的癥結(jié)并根本就不在走路這件表面現(xiàn)象上,而是涉及更復(fù)雜的航天科技層面。
出艙難度不容小覷
宇航員著陸后站不起來(lái)的現(xiàn)象無(wú)關(guān)國(guó)家技術(shù)水平高低,而是一個(gè)全球航天行業(yè)普遍遇到的難題,這背后的原因基本都是人類身體的自然生理反應(yīng)。
在太空失重情況下,宇航員的肌肉會(huì)漸漸萎縮,下半身的肌肉尤為嚴(yán)重。畢竟在太空的幾個(gè)月里,人幾乎“漂”著,不需要用力站、走或跑。
不僅讓肌肉退化,骨頭的鈣質(zhì)也在流失,對(duì)宇航員而言可不是好消息,執(zhí)行太空任務(wù)超過(guò)半年,骨骼密度可能每個(gè)月減少1%,等到返回地球后,人可能感受到全身無(wú)力,肌肉支持不住體重,站久了容易暈,有些航天員甚至連維持坐姿都困難。而且美國(guó)也并沒(méi)有早早的將這些問(wèn)題解決掉,無(wú)論哪個(gè)國(guó)家的宇航員回歸地球之后都需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的康復(fù)訓(xùn)練。
現(xiàn)在美國(guó)的宇航員也同樣躺在擔(dān)架上被抬出飛船,他們的康復(fù)時(shí)間并不比我國(guó)的宇航員短,人體不是機(jī)器,退化是日積月累的,又怎么可能在返回地球后一夜之間恢復(fù)到往昔呢?不論是經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間失重的身體還是心臟,在低負(fù)荷條件下運(yùn)行肯定會(huì)退化,恢復(fù)也不可能是一朝一夕就能完成的。
當(dāng)然現(xiàn)在全球科學(xué)家都在想盡辦法解決這個(gè)難題,最常見(jiàn)的手段就是要求航天員在空間站中保持每天兩小時(shí)的運(yùn)動(dòng)量,努力的減少肌肉萎縮和骨質(zhì)流失。
為了促進(jìn)鈣質(zhì)補(bǔ)充,某些抗骨質(zhì)疏松的藥物也在陸續(xù)使用,但這些依然解決不了根本問(wèn)題,每一名宇航員回來(lái)后還要經(jīng)歷好一陣康復(fù),那些短時(shí)間走出來(lái)招手的情景已經(jīng)是幾十年前的老黃歷了。
除了骨質(zhì)疏松和肌肉退化的問(wèn)題之外,我國(guó)的神舟航天員還面臨臉腫的問(wèn)題,這也是一種正常的生理反應(yīng),微重力情況下血液容易上涌,面部肯定會(huì)比平時(shí)胖了一大圈。
在太空長(zhǎng)時(shí)間生活的人問(wèn)題可能會(huì)更嚴(yán)重,面臨腦脊液壓力升高,嚴(yán)重了可能會(huì)導(dǎo)致所謂的“腦膨脹”,盡管這種情況對(duì)長(zhǎng)時(shí)間生活工作影響不大,但科學(xué)家對(duì)未來(lái)更遠(yuǎn)的太空探索還是保持著警覺(jué),畢竟健康問(wèn)題解決不了,人類走向深空就是個(gè)遙不可及的夢(mèng)。
那問(wèn)題來(lái)了,既然各個(gè)國(guó)家都有解決不了的難題,現(xiàn)在作為世界兩大航天大國(guó)的中美之間,差距到底有多大呢?
差距得從“硬核科技”說(shuō)起
中美航天技術(shù)的比拼絕不是宇航員出艙能不能走兩步那么表象化,還得看火箭、發(fā)動(dòng)機(jī)這些“硬核”科技。航天發(fā)展其實(shí)主要拼的就是幾大塊——運(yùn)載能力、發(fā)動(dòng)機(jī)推力、航天器設(shè)計(jì)以及綜合探索能力。
運(yùn)載火箭就挺能說(shuō)明問(wèn)題的,先不談已經(jīng)進(jìn)入遲暮之年的NASA,是不是美國(guó)的SpaceX可謂名聲在外,一套“可回收火箭”技術(shù)直接讓發(fā)射成本大幅下降,刷新了全球航天業(yè)的認(rèn)知。
獵鷹重型火箭的近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到了63.8噸,這讓它的發(fā)射頻率和承載能力甩了傳統(tǒng)火箭好幾條街。
當(dāng)年的阿波羅登月計(jì)劃靠的是土星五號(hào)這樣的“巨無(wú)霸”級(jí)運(yùn)載火箭,在當(dāng)時(shí)是無(wú)人能超越的存在,今天的SpaceX不僅繼承了這種強(qiáng)大的運(yùn)力基因,還實(shí)現(xiàn)了更高頻、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)射模式。
單單在運(yùn)載能力方面,我們還要承認(rèn)美國(guó)的步伐邁得相當(dāng)大,我們國(guó)家的長(zhǎng)征五號(hào)火箭也非常厲害,近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到了25噸,已經(jīng)是亞洲最強(qiáng)的存在。
但對(duì)比SpaceX的獵鷹重型還是有點(diǎn)距離的,一方面是歷史積累,另一方面也是因?yàn)榧夹g(shù)方向不同,咱的長(zhǎng)征系列主要服務(wù)于國(guó)家航天戰(zhàn)略,所以在頻率和靈活性上相對(duì)保守。
好在我國(guó)已經(jīng)公布了下一代重型運(yùn)載火箭的計(jì)劃,預(yù)計(jì)在2028年首飛,目標(biāo)就是要追趕甚至超越美國(guó)的運(yùn)載能力,不過(guò)我們也要承認(rèn)在這方面我們起步比美國(guó)晚了好幾年,雖然美國(guó)占據(jù)著先手優(yōu)勢(shì),但我們追趕的速度還是很快的。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)了是航天器的心臟部分,是衡量一個(gè)國(guó)家航天能力的重要指標(biāo)。美國(guó)的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)能打,不僅是目前最強(qiáng)的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)之一,推力數(shù)字也相當(dāng)恐怖,可以輕松達(dá)到311噸海平面推力和357噸真空推力,而且還能保證推重比達(dá)到107(海平面)和198(真空)。
這樣一組數(shù)據(jù)還是非常厲害的,在動(dòng)力方面確實(shí)是世界老大,所以馬斯克整天夢(mèng)想著進(jìn)行火星開(kāi)發(fā)不是白日夢(mèng),這款引擎的確可以直接搬到火星任務(wù)里使用,技術(shù)適應(yīng)性是非常強(qiáng)悍的。
反觀我國(guó)的最強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)YF-130的海平面推力為500噸級(jí)別,真空推力到了380噸,數(shù)據(jù)看似不錯(cuò),但一到對(duì)比推重比時(shí),我們就發(fā)現(xiàn)跟美國(guó)的猛禽還是有點(diǎn)差距的。
美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了更高的效能比,咱們的數(shù)值不算差,但并非頂尖,加上美國(guó)引擎的技術(shù)革新頻繁出現(xiàn),整體領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)很明顯。
不過(guò)這也是一個(gè)正常的發(fā)展過(guò)程,畢竟美國(guó)航天的技術(shù)起點(diǎn)高,時(shí)間長(zhǎng),經(jīng)驗(yàn)豐富,我國(guó)這幾年奮起直追,技術(shù)進(jìn)步十分明顯,但想要在短時(shí)間內(nèi)趕超美國(guó)任務(wù)難度還是比較高的,但是我們也沒(méi)必要妄自菲薄,YF-130的研發(fā)已經(jīng)讓我們進(jìn)入了火箭引擎的第一梯隊(duì),中國(guó)航天的未來(lái)是可期的。
最讓美國(guó)恐懼的其實(shí)是我們?cè)诤教焯剿髂芰ι厦娴倪M(jìn)步速度,眾所周知,美國(guó)的登月計(jì)劃早在1969年就實(shí)現(xiàn)了,在全球范圍內(nèi)刮起過(guò)一波太空狂熱潮。
今天他們的火星探測(cè)任務(wù)、深空探測(cè)技術(shù)也是迅速發(fā)展,而SpaceX正在馬不停蹄地開(kāi)展星際旅行和火星移民的項(xiàng)目。這些年人們耳熟能詳?shù)幕鹦翘綔y(cè)器、星艦任務(wù),幾乎都在挑戰(zhàn)人類對(duì)太空理解的極限,美國(guó)就是靠著這些不斷挑戰(zhàn)深空邊界的行為成了公認(rèn)的航天強(qiáng)國(guó)。
在這方面我們是完全不輸美國(guó)的,雖然我們的起步晚,但近兩年我們的月球和火星探測(cè)任務(wù)表現(xiàn)的都非常驚艷,嫦娥五號(hào)、天問(wèn)一號(hào)等任務(wù)不但順利完成,還帶來(lái)了珍貴的月壤樣品。
現(xiàn)在我們的空間站也已經(jīng)順利投入使用,反觀之前的國(guó)際空間站已經(jīng)垂垂老矣,隨時(shí)可能退役,在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間,地球軌道外圍漂浮的可能只有我們的空間站。
所以現(xiàn)在很多國(guó)家已經(jīng)認(rèn)為中國(guó)正在慢慢“走到舞臺(tái)中央”,美國(guó)的優(yōu)勢(shì)更多的是在深空探索的積累更多,而我國(guó)正在以踏實(shí)的步伐快速追趕,雖然差距不小,但在部分領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始齊頭并進(jìn)。
結(jié)尾
中美航天的差距很明顯,但這些差距不是遙不可及,不同的科技樹(shù)、不同的起點(diǎn)外加不同的路,注定讓這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)未來(lái)真的很有看頭。
但不管是哪個(gè)國(guó)家,航天科技真正造福的是人類全體,在未來(lái)的某個(gè)時(shí)點(diǎn),或許我們可以見(jiàn)證奇跡時(shí)刻的一同到來(lái)。
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