Descargitas

来自中国的最新突发新闻。

Max Space 重塑了具有 17 世纪风格的可扩展栖息地,将于 2026 年推出

在太空工作甚至生活已经从遥远的幻想变成了不可避免的现实,但问题仍然存在:下一代太空住宅到底会是什么样子? 最大空间答案是明确的,几十年甚至几个世纪以来一直是明确的。 新一代可扩展栖息地可以提供安全性和足够的空间来伸展双腿,其中第一个栖息地计划于 2026 年建成。

该初创公司由 Aaron Kemmerer 和 Maxime de Jong 领导,前者曾在 Made in Space 工作,后者是一名工程师,尽管他是参与创建可扩展栖息地(如目前国际空间站上的栖息地)的人之一,但他小心翼翼地避免成为聚光灯下的人物。

他们相信这种类型的空间结构的发射时刻随时都会到来。 通过将自己定位为其他人寻求的几十年前的设计的继承者,并从根本上改进,他们可以占领最终可能成为数十亿美元的市场。

Maxspace 的可扩展外壳有望比以往推出的任何类似产品更大、更强、用途更广,更不用说比机械刚性结构便宜得多、重量轻得多。 尽管它的外观像气球,但它像它的前身一样,具有抵御太空带来的多种危险的强大能力。

图片来源: 最大空间

但初创公司真的能与拥有数十年航空经验的大型航空公司竞争吗? 德容似乎并不担心这部分。

“我的原则之一是永远不要尝试做任何你已经知道可以做的事情,”他告诉我。

他补充道,“……这不断地伤害我。”

特兰沙布遗产

1997 年 NASA 太空可扩展 TransHabit 航天器的概念图。
图片来源: 美国宇航局

可扩展栖息地的想法可以追溯到很久以前,但它的第一次真正应用是在 20 世纪 90 年代 NASA 的 TransHab 项目中,该项目开发了基本方法。

与它们的外观相反,充气车辆不仅仅是大气球。 与许多航天器一样,可见的外层只是一层反射光和散热的薄层。 结构和强度在于内在,自 Transp 以来,“篮子编织”技术已成为常态。

在这种方法中,凯夫拉尔纤维和其他高强度材料的带子沿交替方向排列并手工缝合在一起,拉伸时形成编织篮状的表面,内部压力均匀分布在数千个交叉点上。

或者至少,理论是这样的。

Sierra Nevada Live 扩张前后的可扩张栖息地。
图片来源: 内华达山脉公司

德容通过他的公司 Thin Red Line Aerospace 和 Bigelow Aerospace 成功开发并推出了这种篮子编织结构,但从一开始就对其许多缝线、重叠和相互作用的可预测性表示怀疑。 即使远低于安全阈值,最轻微的故障也可能导致级联故障。

“我看了所有这些磁带,作为一名现场人员,我在想,‘这是一堆。一旦你压力过大或压力不足,你不知道有多少百分比的负载将被转移到一个无论哪种方式,”他说。 “我从来没有找到解决办法。”

他赶紧补充说,如今从事编织篮设计的人员(主要是内华达山脉和洛克希德·马丁公司)非常有能力,并且明显先进的技术远远超出了 2000 年代初的水平,当时开创性的可扩展篮子的推出毕格罗开发的栖息地。 (创世纪 1 号和创世纪 2 号 17 年后至今仍在轨道上运行,BEAM 栖息地自 2016 年起已附属于国际空间站。)

但缓解问题并不是解决问题的办法。 尽管机织织物因其悠久的飞行历史和广泛的测试而毫无争议地成为可拉伸飞机的首选方法,但世界上某个地方存在的不完美设计一直困扰着德容,就像此类事情总是困扰着工程师一样。 当然有一种强大、简单且安全的方法可以做到这一点。

麦拉和伯努利

Maxime de Jong 在细红线空间工作。

但正如经常发生的那样,解决方案是在大约二十年前偶然出现的。 对于德容来说,那是一段黑暗的时期:在工作中,毕格罗的收购尝试遭到拒绝后,他的公司陷入了困境。 在家里,他和妻子“靠信用卡生活——我们卖掉了汽车”。 最重要的是,他的儿子生病了,住院了。

“我对早日康复气球感到非常厌倦,因为我的儿子没有好转,”他告诉我。

当他悲伤地看着充满氦气的聚酯薄膜时,有东西引起了他的注意:“每个可以放入东西的文件夹都会在两个方向上承载负载,但是儿童聚酯薄膜气球……它有两个圆盘和所有这些皱纹 – 所有这些。压力集中在一个轴上,这是一种异常现象。”

气球的形状改变了作用在其上的力,使其仅向一个方向拉压力:远离两半连接处。 这个原理可以更大规模地应用吗? 德容急忙查阅文献寻找这种现象,却发现这种结构早在 330 年前就已被法国数学家詹姆斯·伯努利记录下来。

伯努利 1694 年的《弹力层曲率》中的一幅图画显示了原则上的等张形状(德容告诉我)。
图片来源: 伯努利

这既令人满意又有点侮辱,即使伯努利并不打算将这个有趣的异常现象变成轨道居住地。

“谦虚会让你走得更远。自 17 世纪以来,物理学家和数学家就知道这一切,我的意思是,伯努利无法使用这样的计算机——他只是在羊皮纸上使用墨水!”一个人在纺织行业工作,在盲人的土地上,独眼人就是王,你必须诚实,你必须看看别人在做什么,你必须挖掘、挖掘、挖掘。”

德容解释说,通过形成伯努利形状(称为等张)的绳索或“绳子”,可拉伸材料的每个问题都在某种程度上得到了解决。

“这在结构上至关重要,这意味着如果你采用一定长度的电线,这将决定所有的几何形状:直径、高度、形状——一旦有了这些东西,压力就等于 PSI。赤道,除以电线的数量,对其他电线没有影响,你确切地知道一根电线的强度,一切都是可以预测的,”他说。

充气原型机内悬挂着一名细红线员工。
图片来源: 最大空间

“制作起来非常简单。”

所有重要的力都只是拉动这些绳索(原型中有 96 根绳索,每根可承受 17,000 磅),拉动人物两端的锚。 正如您可能从吊桥和其他高强度结构中猜到​​的那样,我们知道如何使这种类型的连接非常非常牢固。 可以轻松地为对接环、窗口和其他功能添加间隙。

弦变形的方式也可以修改为不同的形状,例如圆柱体,甚至月洞的不平坦内部。 (德容对这个消息感到非常兴奋 – 充气模具对于月球内部来说是一种非常方便的解决方案。)

得益于可靠的紧凑结构,它可以涂上已经经过航空测试的材料,这些材料已经用于隔离和阻挡辐射、微陨石等; 由于这些材料不承受载荷,因此这部分的设计同样简单。 然而,整个东西会压缩成不超过几英寸厚的肉饼,可以折叠或包裹在毯子等其他负载上。

20 立方米的住宅已缩小为 2 立方米的饼状区域,或“平面配置”。
图片来源: 最大空间

“这是有史以来最大的充气玩具,我们的五人团队在六个月内完成了它,”德容说,不过他补充说,“做好这项工作的挑战非常复杂”,并赞扬了团队的专业知识。

德容发现了,或者可能重新发现了一种在太空中制造容器的方法,该容器具有与车削金属相似的结构强度,但仅使用了其质量和体积的一小部分。 德容没有浪费时间研究这个方法。 但谁会驾驶它呢?

输入最大空间

《细红线》的许多作品已被送入太空。 但这种新型可扩展车辆面临着一场漫长而艰苦的战斗。 在航天领域,成熟的方法和技术受到强烈青睐,这导致了一个困境:你需要去太空才能拥有航空遗产,而你需要航空遗产才能去太空。

近年来,发射成本的下降和游戏投资者帮助打破了这一循环,但发射运载火箭的成功仍然不容易。

尽管 de Jong 十多年来一直致力于等张力项目,但他担心自己永远不会看到该项目启动。 尽管他不断收到收购要约——“它们很诱人,但我不想把我的灵魂出卖给黑暗面”——但他想把他的想法付诸实践。

然后是亚伦·凯默 (Aaron Kemmer),他是 Made In Space 的所有者,多年来一直致力于将有效载荷运送到国际空间站。 刚刚卖掉公司后,他开始思考下一件大事——字面上的意思。

“我很快意识到,如果我们要在太空中实现真正的商业化(大型工厂、住房、实验室等),我们需要更大的规模,可扩展的车辆是唯一能够实现这一点的综合解决方案,”他说。解释道。 “世界上没有人比 Maxim 更了解太空中的可扩展飞行器。”

Maxspace 及其原型,2024 年 3 月。
图片来源: 最大空间

“美国宇航局、国防公司、旅游公司、太空制造公司、想要在太空生产药品的公司,甚至娱乐公司——基本上,在太空做任何事情都非常昂贵,”凯默说。 其中很大一部分费用来自发射,但随着供应量翻倍,这一成本一直在稳步下降,而几十年来,随着需求的增加,太空中的可用容量仅略有增加。

因此,Max Space 是一家专门为了将新方法商业化而创建的初创公司——这个名字暗示了太空中更大的空间,也是对 (Maxime) de Jong 的致敬,凯默认为在相对匿名的情况下工作了几十年后,他应该得到更多的认可。 “这很适合我,”他指出)。

他们的第一次任务将于 2026 年搭载 SpaceX 飞行器发射,并将作为概念验证,以便他们能够拥有飞行遗产,这是现有可扩展飞行器相对于同等飞行器的优势之一。

“我们将前往近地轨道,将有史以来最大的鼓风机吹入太空,然后将其留在那里一段时间,看看会发生什么,”凯默说。 它将为客户提供一些小的有效负载,但这些有效负载很小。 一旦这个概念在如此小的有效载荷下得到验证——2立方米扩展到20立方米,你可以称之为卧室大小——真正的东西将会大得多,正如表面上已经显示的那样。

“我们的第一个可扩展模块的尺寸将与当前的空间站模块类似,从数十到数百立方米不等。最终,我们的目标是数千立方米。这不仅有助于我们进入轨道,而且有助于我们月球和火星任务,”凯默说。

月球上 Max Space 太空舱的概念图。
图片来源: 最大空间

两人描述了一套丰富的内部组件,其中任何组件都可以在以后组合或添加:农业、生活、制造、研究——如果您需要规模,Maxspace 已准备好提供。 凯默表示,他预计当它们出现在太空中时,市场将会爆炸(不可能避免这个短语),因为到那时重型车辆和太空居住将已经发展到足以让业界开始询问下一代解决方案。

当他们这样做时,Maxspace 将准备好他们的答案。