航天港

航天港就是在空間站的基礎上增加動力、機房、服務設施、推進劑存放庫和加注設備、居住艙。

基本介紹

• 中文名：航天港
• 外文名：spaceport
• 作用：轉運飛船

簡介

航天港除建造在繞地球軌道上外，在繞月球軌道、繞火星軌道上也建造一批，從而組成一個航天港網路。這樣，從地球、月球或火星到航天港的交通運輸，讓太空梭、小型飛船等較小的費用較低的太空飛行器通過多次飛行來承擔；而遠距離的運輸則使用大型的巡天飛船。巡天飛船永遠在固定的軌道上飛行，既不加速，也不減速，這樣可以大大節省燃料。航天港和巡天飛船間的交通運輸可用轉運飛船。

示例

星際飛船應避免直來直往，山為起飛時的加速和降落時的減速，需要消耗大量能源。月球和火星基地建成 後，在地球、月球和火星周圍將建起一些航天港， 作為航天運輸飛行器的停靠和轉運中心。

現今的航天站可以發展成未來的近地軌道航天港， 作為保障空間運輸作業的永久性中心。飛往月球航天港的 轉運飛船，將在這裡補充燃料和其它供應品，進行維護修理，也可作為其它在軌機動飛行太空飛行器的存放和發射基地。在近地軌道航天港上，有動力設施、服務車間、機庫、 推進劑存放、加注和其它服務設施，還有供人員居住 和工作的設施等等。

火星航天港除了是對火星表面進行科學研究的基地外， 還必須是接待來往飛船的交通樞紐。火星的兩顆衛星 火衛一和火衛二，它們靠近火星，引力又小， 飛往火星的太空飛行器不需著陸，只需與它們對接，可節省能量。在火 衛一和火衛二表面和附近的大氣層中，可能有水、 氮和碳氫化合物，可用作生命保障和火箭燃料，是兩個天然的 火星軌道航天港。

月球航天港將是個繁忙的運輸樞紐，它通過系纜， 將從地球。來的居住艙、升降設備、科研設備、月球車、 材料加工和製造設備等送到月球表面，將提取金屬、 氧和氫的原料從月球表面提升到月球港上，用作擴建和補給 之用。

還有地月平衡點(自由點)上的航天港，它是地球與火星之間最低能量的轉運站，是建設火星基地的重要跳板。 其上設有旅館、加油站、倉庫、餐廳和機庫， 與其它航天港一樣。有封閉循環的生命保障系統和人工重力。

中國載人航天港揭密

隨著“神舟”一號、二號、三號飛船相繼發射成功，茫茫戈壁深處的中國酒泉衛星發射中心已蜚聲海內外。

然而，中國這座現代化的載人“航天港”由誰設計？又是如何建造的？卻一直鮮為人知。

北京特種工程設計研究院作為中國載人航天發射場系統的總設計師單位，是他們用心血和智慧設計建造出中國載人“航天港”。

早在一九八八年，北京特種工程設計研究院就奉命對“載人航天發射場和回收場”進行概念性研究。一九九二年九月，中國高層決定實施載人航天工程。該院作為中國酒泉、西昌、太原三大衛星發射場的設計者，立即著手對發射場系統進行技術經濟可行性論證研究，確定載人航天發射場建在酒泉衛星發射中心。

中國過去發射飛彈、衛星，均採用水平測試、水平分級運輸、發射工位垂直組裝的發射方式。這已不能滿足載人航天發射的要求，須採用國際上通用的垂直組裝、垂直測試、垂直運輸“三垂”模式。

北京特種工程設計研究院以發射場系統總設計師張澤明為代表的科技人員，對發射場總體技術方案進行集體攻關，經過反覆設計論證，拿出一套技術先進、工藝合理、安全可靠，具有中國特色的載人航天發射場總體技術方案：由兩個垂直總裝工位和一個發射工位合成的垂直整體運輸發射方式。

垂直總裝測試廠房是發射場的核心建築，其規模龐大，工藝複雜，技術要求高，世界上只有少數已開發國家能夠建造。美、法、俄等用昂貴的全鋼結構，但造價太高。北京特種工程設計研究院科研攻關人員根據發射場區的地理特徵，通過科學論證和模擬試驗，創造性地提出世界航天發射建築中首創的設計方案：“鋼筋混凝土巨型框架--多筒體空間結構體系”。該方案的成功實施，不僅節省了四千多萬元人民幣，而且耐火性能、保溫和隔聲效果大大優於鋼結構。

中國載人“航天港”總裝垂直測試廠房大門堪稱“亞洲第一大門”，其高七十四米，上寬為八米，下寬為十四米，整體重量達三百五十多噸。科技人員通過對大門結構可行性、密封性和材料反覆進行試驗研究，從幾十種方案中優選採用變截面受力、升降推拉方案，成功設計建造出如此規模的大門。

高大空間的空調潔淨技術是垂直廠房滿足火箭、飛船測試要求的關鍵技術。科技人員運用計算機仿真計算，進行多方案比較，掌握了潔淨分層空調淨化關鍵技術，並設計出功能全、投資少、運行成本低的新技術方案。

推進劑加注系統是發射前發射場系統的重要環節，能否安全準確加注關係到航天發射任務的成敗。科技人員設計出多項國內首創科研成果：首次設計並實現多箱同時加注技術，大大節省了加注時間，滿足了新發射方式的需要；首次套用網路技術、可程式控制技術，解決遠距離、全自動程式控制加注問題，提高了安全性，確保了加注精度；首次實現對加注參數進行歷史數據存檔記錄，為指揮操作人員線上或離線分析問題提供了原始的不可更改的歷史數據。

火箭點火升空的一剎那，從火箭尾部噴射出的烈焰使地面經受著烈火的考驗。如何承受烈焰對地面的衝擊，是設計發射塔導流槽的一大難題。科研人員攻克一個又一個技術難關，掌握了非對稱性導流槽的複雜工藝，並研製出切實可行的方案。

此間專家稱，中國載人“航天港”建成並投入使用，中國人進入太空已為期不遠。

美國航天港揭密

商業航天港

據國外媒體2007年9月5日報導美國西南部的新墨西哥州正計畫建造美國首個專門用於太空旅遊等商業用途的航天港。該州有關部門4日對外公布了這一航天港的飛機庫和航站樓設計方案和設計圖，盡現未來派風範。

占地10萬平方英尺

根據新墨西哥州航天港管理局4日公布的設計方案，這一名為“美國航天港（Spaceport America）”的設施將建在新墨西哥州南部沙漠地帶。飛機庫和航站樓占地面積總共將達10萬平方英尺（約合9290平方米），這兩大主建築總耗資將達3100萬美元。這一設計方案由美國URS公司和英國一家公司組成的聯合設計小組提交，他們是從11家國際大公司勝出的。“美國航天港”計畫從2008年開始建設施工，預計2009年年末或2010年年初建成。

據悉，英國太空飛行公司“維京銀河”已與新墨西哥州航天港管理局（NMSA）簽署協定，將成為這個航天港未來主要的承租戶，租用此建築7803平方米麵積，租期為20年。“維京銀河”可能會利用該航天港發射運輸飛機和飛船，供太空旅遊者往返於天地之間。“維京銀河”負責管理這裡的一切設施，包括飛機和飛船的存放，飛行前和飛行後的設施、行政辦公樓和休息室的管理。如此巨大的飛機庫能存放2架懷特爵士2（也譯白色騎士White Knight Two）運輸機和5架太空船二號”(SpaceShipTwo)飛機。

終極體驗

設計方案稱，這個新航天港為“環境友好型”，對周邊環境的影響將控制到最低程度。航天港很多部分都將建在地下，聳立在地面上的造型獨特的主建築與環境互相協調，從外觀上看，整個航天港將與沙漠幾乎渾然一體。來此參觀的遊客都可以獲得“終極體驗”。

新墨西哥州航天港管理局局長凱利·歐得勒在新聞發布會上說：“當從上空鳥瞰此建築時，設計小組提供我們一種有利環保的概念、最前沿的技術和令人暈倒的形象與造型。”事實上，這種低地的有機物形狀像一幅絕美的日出景象。

此建築將採用當地的原料和地方建築技術。聲明說：“當遊客和太空人通過深隧道入口進入大樓時，此設計達到易親近和私密性的平衡。而牆面可以充當展示區，引導人們進入飛機庫和辦公樓，直達航站樓。自然光通過天窗進入室內，還建有平台供人們觀看壯觀的飛機跑道。”

環境有效利用

此建築不僅為遊客和太空人提供了生動的感受，與此同時，航天港還將實現對環境最大限度的利用。比如航站樓將通過天窗等設計充分利用太陽光，內部的製冷、取暖、發電和水循環等都靠太陽能完成。建築外形非常具有未來感，屋頂像捲曲的混凝土貝殼，其前部有巨大的落地窗，既能提供觀看跑道和太空飛行器的絕佳視角，又能最大限度利用太陽光。建築頂部類似一對摺疊起來的巨型翅膀，邊緣嵌入地下，這種設計既可以利用地下熱能，又能增強建築對新墨西哥州南部極端天氣的抵抗能力。

太空船年

維珍銀河總裁懷特霍恩解釋說：“新墨西哥與URS等的合作將為太空旅行新時代提供一個壯觀但又環保的劃時代壯舉。美國航天港的設計不僅是一大突破，也是一大實踐。我相信太空船二號和它的發射運輸機懷特爵士二號被會得到認可。它們各自的設計將在明年1月公布。” 懷特霍恩補充說，他與維珍銀河團隊認為，2008年是太空船年。

新太空船和和兩艘母船中將被"維珍銀河"擁有並負責運作。按照這家公司的規定，每個席位的價格高達20萬美元，訂購時所交的預付款最低也要2萬美元。當然了，這筆預付款是可以退還的。據公司介紹，目前有30個不同國家的200名顧客已經預訂了席位，並交納了預付款。

支付20萬美元的太空遊客可獲得3天飛前準備時間，並在美國航天港接受訓練。在此之後，搭載"太空船二號"的母船"懷特爵士二號"將正式起飛，將飛船和乘客送入距地5萬英尺(1.524萬米)的高空，然後與飛船完成脫離。遊客隨後會被火箭送入距地36萬英尺(10.9728萬米)的太空。在"自動漂浮"的情況下，他們將感受4到5分鐘的微重力狀態。此時，他們的臉會被壓在巨大的窗戶上，可以在任何角度欣賞到1000多英里(1609千米)以內的太空景色。"太空船二號"從滑行到降落大約需要30分鐘，隨後亞軌道之旅最終將以在跑道安全降落宣告結束。總體上，亞軌道之行從起飛到降落，大約要歷時2.5個小時。

民用航天機場風起雲湧

根據Research Reports International進行的一項調研報告，2020年，商業太空旅遊業的年行銷額將會達到10億美元。數家公司都在和航空航天企業合作，開發新型太空梭和機場，其中包括全球最大網上零售商亞馬孫公司的創辦人貝索斯（Jeff Bezos）。貝索斯出資籌建了“原始之藍”（Blue Origin）太空科研公司，他們正在開發的小型民用太空梭名為“New Shepard”，使用的是由過氧化氫和航空煤油組成的混合動力燃料，一次可送三名遊客進入近地軌道。預計12月起他們就可進行首次試飛。

新加坡也希望躋身太空旅遊行業，吸引腰纏萬貫的太空遊客到新加坡發射升空。新加坡有關監督部門已經批准修建“新加坡航天機場”（Spaceport Singapore），美國的太空探險公司（Space Adventures）和卡西米副酋長已經為此籌備了9000萬歐元的資金。

加美合資的行星空間公司（Planetspace）甚至計畫在加拿大建造一座“綠色”航天機場。該公司計畫投入2億美元，在加拿大東部新斯科舍省的布列塔尼角島（Cape Breton）上根據生態保護原則修建航天機場，預計2009年開始，太空梭就可以在那裡升降，其推進器使用的動力燃料是乙醇。該公司總裁謝林（Geoff Sheerin）介紹說：“這種動力燃料燃燒後的殘餘物質比常規推動器燃料的更容易被大自然降解，而且是容易得多。”

酒泉航天港

一條筆直的水泥路通向戈壁大漠的深處｡通向天際的飛船發射塔高高屹立在發射場｡這就是聞名中外的中國酒泉衛星發射中心,是我國創建最早的綜合性飛彈､衛星發射場｡

航天港建在海拔為1100米､地勢平坦､多屬戈壁和沙漠裡｡自然環境惡劣,晝夜溫差大,素有“早穿棉襖午穿紗”之說｡空氣極其乾燥稀薄,年降水量僅40毫米左右,相對濕度年均37%,含氧量只有16%到18%｡這裡常年風沙不斷,最大風速達40米/秒｡

惡劣的環境,磨鍊了航天港的工程技術人員｡四十二年來,這裡曾先後發射衛星33顆,並開創了我國航天史上“九個第一”的光輝業績｡

2000年11月8日,“神舟二號”飛船分艙段整體由兩架大型運輸機空運進場｡作為中國載人航天第一港的酒泉衛星發射中心,又迎來了第二次飛行試驗任務｡可以想像,在不久的將來,中國人可以乘坐自行設計研製的“神舟”號飛船遨遊太空了｡

未來的航天港

停靠轉運中心

星際飛船應避免直來直往，因為起飛時的加速和降落時的減速，需要消耗大量能源。月球和火星基地建成後，在地球、月球和火星周圍將建起一些航天港，作為航天運輸飛行器的停靠和轉運中心。

現今的航天站可以發展成未來的近地軌道航天港，作為保障空間運輸作業的永久性中心。飛往月球航天港的轉運飛船，將在這裡補充燃料和其它供應品，進行維護修理，也可為其它在軌機動飛行太空飛行器的存放和發射基地。在近地軌道航天港上，有動力設施、服務車間、機庫、推進劑存放、加注和其它服務設施，還有供人員居住和工作的設施等等。

火星航天港

火星航天港除了是對火星表面進行科學研究的基地外，還必須是接待來往飛船的交通樞紐。火星的兩顆衛星火衛一和火衛二，它們靠近火星，引力又小，飛往火星的太空飛行器不需著陸，只需與它們對接，可節省能量。在火衛一和火衛二表面和附近的大氣層中，可能有水、氮和碳氫化合物，可用作生命保障和火箭燃料，是兩個天然的火星軌道航天港。

月球航天港

月球航天港將是個繁忙的運輸樞紐，它通過系纜，將從地球。來的居住艙、升降設備、科研設備、月球車、材料加工和製造設備等送到月球表面，將提取金屬、氧和氫的原料從月球表面提升到月球港上，用作擴建和補給之用。

地月平衡點上的航天港

它是地球與火星之間最低能量的轉運站，是建設火星基地的重要跳板。其上設有旅館、加油站、倉庫、餐廳和機庫，與其它航天港一樣。有封閉循環的生命保障系統和人工重力。

太空城

人類除了開發月球和火星，到那裡去居住外，還將建設太空城。科學家們已構想出許多太空城方案。如美國史丹福大學設計的輪胎形太空城，圓環直徑1800米，以每分鐘1轉的速度旋轉；以產生人工重力。有住房、學校和農業生產區，可供一萬人居住。

普林斯頓大學的奧尼爾博士設計的太空城，像大把沒有傘衣張開的大傘，一個個農業艙室連成圓環，構成傘的邊緣，傘柄是個直徑達6500米的大圓筒，長32000米，兩分鐘旋轉一圈，以產生人造重力。圓筒內與地球上的景色一樣，有高山河流、樹木花草，可以人工降雨，水、陸、空交通繁忙。農業區的密封艙可以控制四季，任何時候都有四季蔬菜和水果。農業區還飼養各種動物。這裡可供100萬人居住。

太空城仍然是遠景計畫，在21世紀初，供教學和娛樂的太空旅館，有可能在近地軌道上建立起來。