私人太空行业如何接管地球低轨道,国际空间站结束后会发生什么?

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特朗普政府希望在2025年之前终止美国宇航局对国际空间站的直接资助 - 但这并不一定意味着到那时美国将停止派人进入地球轨道。相反,美国宇航局希望在未来7年将太空站所在的低地球轨道领域转移到商业航天业。但是,私营太空公司需要接管这一领域的空间 - 他们到底会做什么?

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私人太空行业如何接管地球低轨道,国际空间站结束后会发生什么?一种选择是让一个或多个公司接管对国际空间站(ISS)的全职管理。但是这个轨道实验室的飞行费用很高:美国宇航局每年花费30亿到40亿美元来维持该站的运行,这是大多数商业公司没有或不愿意花钱的资金。多名宇航员和飞行控制员也必须全天候工作,以保证国际空间站一直在运行,而私营部门可能没有人员或资源来承担如此艰巨的任务。

商业公司可能在某一时刻在低地球轨道上运行一个私人空间电台缓存

更可能的情况是,商业公司可能在某个时候在低地球轨道上运营一个私人空间站的缓存。这种车辆可能比国际空间站更小,更便宜并且不那么复杂,但它们可以继续进入这个关键空间区域。低地球轨道是美国宇航局关注月球和火星任务所需技术的理想试验场。借助私人电台,NASA可以在这些模块上购买时间和空间,继续在微重力中进行测试。私人空间站也可用于创造全新的收入类型,作为空间制造卫星或平台供游客参观的场所。

主要的未知是商业航天业是否会准备好在2025年之前占领这个地幔。有几家公司正在研究可以做到这一点的栖息地和技术,但是没有人展示过独立的私人车站。如果国际空间站在商业公司准备介入之前退出,美国可能会看到进入低地球轨道的差距。

“你不会卖掉你的房子,收拾你所有的衣服,然后无处可去,”太空栖息地公司Bigelow Aerospace的创始人兼首席执行官Robert Bigelow告诉The Verge。“政府放弃无处可去的电台的想法是疯了。”

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Bigelow的B330栖息地之一的艺术渲染。 Image:Bigelow Aerospace

政府至少想到这个问题。本周公布的总统预算要求,向NASA拨款1.5亿美元,帮助国际空间站向私营部门过渡。事实上,这项要求在未来五年要求总共9亿美元,以帮助实现这一转变。但美国航天局尚未有如何使用这笔钱的路线图。“最简单的说,它将采取一个计划 - 一个不会在一夜之间发生的坚实的过渡计划,”旨在促进商业航天发展的非营利组织商业航天联盟总裁Eric Stallmer告诉The Verge。“关于这个过渡计划的讨论需要立即开始。”

国际空间站的最终目标是什么并不明确。最近的一项内部文件NASA,所获得的 华盛顿邮报,提出了企业“能够继续经营国际空间站的某些元素或能力作为未来商业平台的一部分。”因此,也许如果行业不能接管整个国际空间站,公司可能只是接管其中的一部分 - 也许会让模块独立使用。虽然这可能不可行。有些电台的模块没有推进元件,没有帮助就不能在太空中移动。此外,国际空间站被设计成作为一个完整的系统工作,因此带走大块会带来重大的设计挑战。

“关于这个过渡计划的讨论需要立即开始。”

大多数专家认为,美国宇航局在国际空间站上的份额不太可能完全私有化。Bigelow说:“完全接受并不是一个普通的私营部门行动。” 也有可能美国的国际合作伙伴 - 比如欧洲航天局和俄罗斯的太空机构Roscosmos - 也将接手。但是,美国国家航空航天局占据了该电台成本的大部分。欧洲航天局表示,在2013年投入近100亿美元,而美国航天局自1993年以来已投资约870亿美元用于国际空间站。(俄罗斯的总贡献可能超过欧空局,但具体数字大多数不得而知)。国际社会将不得不大幅增加投资。

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一张图表,显示对国际空间站的建议捐款。 图片:史密森尼学会

这就是为什么独立私人空间站可能是答案 - 许多公司已经在为实现这一目标而努力。Bigelow Aerospace就是一个典型例子,它专门研究充气空间的栖息地。毕格罗已经证明了其技术在空间容纳最多:一是公司的原型栖息地,叫梁,已自2016年成功地连接到国际空间站。该公司还计划在2020年或2021年推出其下一代独立栖息地 B330。与此同时,其他公司如NanoRacks,Axiom等也在试图开发可以生活在低地球轨道上的栖息地。

这些公司需要展示的关键是他们的车辆可以自行工作。这意味着这些模块将需要一种方法来持续向车站供电; 支持人们生存的生命支持系统; 和他们自己的推进引擎,可以维持台站的轨道,所以它不会落到地球上。分配给NASA的1.5亿美元可能投资于这些太空栖息地公司,以加速这些系统的开发。

如果这些项目取得成功,美国宇航局可能会希望进入这些私营电台

如果这些项目取得成功,美国宇航局可能会希望进入这些私营电台。国际空间站一直是美国太空局测试微重力新材料的重要工具。这也是了解更多关于人体如何适应太空生活的好地方 - 美国航空航天局迫切需要在人们长途跋涉到月球或火星之前需要信息。美国宇航局可以将这些电台的一部分租给他们自己的宇航员。因此,该机构可能会继续从SpaceX和Boeing等私营公司购买机组和货运航班,SpaceX和Boeing正在为商业机组计划开发这些功能。“空间政策咨询机构PoliSpace的创始人吉姆·穆西(Jim Muncy)告诉The Verge说: ”它正在从NASA作为所有者和经理转移到私人部门,作为所有者和经理。“。

这对商业公司来说有一定的吸引力:赚钱。例如,NanoRacks的设想是一个致力于制造太空卫星的平台。目前,卫星通常建在地面上,然后尽可能小心地发射到轨道上。但将来,卫星的一部分可能会被送到一个站台,人们或机器人可以将这些部件组装成一个功能正常的航天器,随后将其部署到轨道上。这样,卫星就可以在需要的时候运作,而不需要等待完美的乘坐空间。“您可以为增材制造带来更多的原材料,而不是仅仅携带人造卫星,” NanoRacks首席执行官 Jeff Manber 告诉The Verge。“这是一个更完善的生态系统。”

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NanoRacks'Ixion栖息地概念的艺术渲染。

当然,太空旅游总是有可能的。比奇洛已经开放了将他的栖息地变成酒店的想法。“如果你有一个漂亮的豪华卧室,可以随时看到地球。那将是什么值得呢?“芒西说。“这是一个市场,这不是政府应该参与的事情,但适合私营部门。”

但为了实现这个低地球轨道的私有化梦想,商业公司需要做好准备,而这可能不会在2025年之前发生。而且国会总会考虑。结束对国际空间站的直接资助的想法遭到了双方立法者的严厉批评。看起来国会中的很多人可能会反对2025年的最后期限,国际空间站在整个20世纪20年代可能会继续获得大量资金。

如果没有计划,美国航天局可能会发现它与运载火箭现在的情况相同

然而,在某些时候,国际空间站计划即将结束 - 无论是在2025年还是2035年。NASA曾表示,该实验室可能持续到2028年,但此时,该站的许多组件将开始接近尾声他们的使用寿命。(国际空间站上的大部分技术都是在20世纪80年代和90年代建成的)。因此,无论国际空间站的任意结束日期如何,现在制定低地球轨道运行的未来计划都很重要。

如果没有计划,美国航天局可能会发现它与运载火箭现在的情况相同。2011年,航天飞机计划取消后,该机构呼吁私营部门开发可取代太空飞机的宇宙飞船,并派宇航员往返太空站。但是到了2018年,SpaceX和波音公司都不准备派人到国际空间站,而NASA不得不依靠俄罗斯来发射宇航员来降低地球轨道。美国国家航空航天局有机会从这一决定中学习,并确保在电台下线之前有一个可行的ISS替代方案。否则,我们可能会失去一个在微重力中进行科学研究的宝贵地方。

“国际空间站是必不可少的,”曼伯说。“它将会结束生命。问题是我们何时以及如何开始走开。“