空间平台
目前,世界各国已向太空发射了几千颗人造地球卫星。这些卫星广泛应用于通信、气象、军事、地球资源探测、科学探测等各方面。
然而,用单个人造地球卫星来开发宇宙资源比较困难。其原因是:由于受到当前运载火箭运载能力等方面的限制,人造地球卫星只能装单一品种的小型的专用设备。例如,要么装上通信设备而成为通信卫星,要么装上气象仪器而成为气象卫星。因此,人造地球卫星无法完成卫星上没有对接系统,上天后很难用航天飞机为它加注燃料或更换零件,所以卫星的寿命一般很短,只有几年。
为了克服上述弊端,科学家正在研制一种将于21世纪初广泛应用的超级人造卫星——空间平台。
空间平台实际上是一种能够同时装载多种仪器和设备的大型的空间结构。在它上面可以装上通信设备、导航设备、天文仪器等。所以发射一个空间平台就等于发射了好几颗卫星。
空间平台具有对接系统,可以让航天飞机停靠。所以,它可以接受航天飞机的多种服务,航天飞机可以为它加注燃料、维修和更换零件。
空间平台的建造采用在太空组装的方式,即把平台的各个结构件分批送上太空,然后在太空中进行装配、调试和运行,因而它的重量与尺寸不受限制。这好像组合柜一样,可以是3件一套,也可以是5件一套。
空间平台因可以在运行轨道上组装,也可以在运行轨道上接受服务,因而具有现代人造卫星所不具备的功能。在空间平台上可以进行各种科学观测和空间武器试验,还可以开设空间工厂。有人把空间平台比作一个无人值班的现代化大型太空工厂,这样,现代卫星只能算作“手工作坊”了。
空间平台与空间站相比,各有特长。
空间站上有良好的生命保障系统,可以长期载人,可以灵活地开展各项工作,可以从事必须有人进行的一些太空研究项目。而空间平台只有比较简单的生命保障系统,不能长期载人,但它除能完成许多空间站所能完成的任务之外,还因无人为污染和干扰,姿态稳定性和环境洁净度要比空间站好得多。这对于空间产品的超净加工和精确的天文观测和对比观测特别有利。
空间平台与空间站可以组成一个系统。人们在空间站组装大型的天文仪器和生产设备,然后把它们装上空间平台,并送到指定的轨道上,进行无人高效的工作;或隔一段时间吧整个空间平台拖回空间站进行大修。
空间平台是最理想的天文观测场所。我们都知道,在地球进行天文观测要受到地面上空大气层的影响。由于大气层只能让可见光和无线电波透过,来自宇宙天体的其他许多信息都被阻挡在大气层之外。自20世纪60年代天文卫星上天以来,天文学得到了迅速的发展。在太空观测方面,观测范围由原来的可见光和无线电波扩展到红外光、紫外光直至X射线、伽玛射线的所有波段,能获得比地面更清晰的天体图像,并能获得来自遥远天体的粒子,从而可以深入研究太阳、恒星的演化定律。
然而,由于天文卫星的体积、有效载荷量、轨道高度等受到运载火箭发射能力的制约,所以天文卫星只能携带单一波段的小尺寸天文仪器,工作在低轨道,难以同时进行全波段的观测。另外,天文卫星无法接受在轨服务,如加注燃料、修换部件等,所以当天文卫星出现故障或燃料耗尽时,观测工作便告结束。这不适合天文观测精度高、时间长的特点。
用航天飞机进行天文观测也有不足之处。首先,在航天飞机上很难建造大型的复杂的观测系统。其次,航天飞机只能在低轨道上飞行,且每次飞行的时间不过几天到十几天,不能满足天文观测的需要。
空间站虽然比人造卫星、航天飞机具有更多的优越性,在它上面可以组装、运行大型的天文观测设备,也可以接受航天飞机、宇宙飞船的在轨服务,是一个很好的天文观测场所,但是,它还不是最理想的观测场所,因为它上面经常有航天员活动,使空间站的姿态稳定性受到干扰,天文观测精度也受到影响。另外,空间站上航天员排出的废水废气会造成污染,影响观测仪器的性能和观测质量。
空间平台与天文卫星相比,具有许多优越性。它可以在太空任意组合,可以装载各个波段的大型天文观测仪器。它可以接受在轨服务,所以寿命较长,适合进行长期天文观测。
空间平台与空间站相比,它没有污染,不受人为干扰,且造价不太高,运行费用和技术难度都较低,不存在生命风险。所以,空间平台是最理想的太空观测台。