俄羅斯國有 Energia 火箭公司近日取得一項重要突破,成功為一種能產生人工重力的新型航天器架構申請到專利。這一創新技術有望為長時間載人太空任務帶來重大變革,推動人類太空探索邁向新階段。
據俄羅斯國家通訊社塔斯社(TASS)獲取的專利文件顯示,該旋轉系統的設計目標是在太空中模擬出 0.5 倍地球重力的環境,也就是地球重力的 50%。專利中展示了一款概念空間站的結構示意圖,這個空間站以中央軸向艙段為核心,同時具備靜態和旋轉組件。各個功能艙段和生活艙通過密封柔性連接裝置實現相互對接,形成一個有機的整體。
在這個設計中,沿徑向附著的生活艙會圍繞中央軸進行旋轉。通過旋轉產生的向外離心力,為航天員模擬出類似地球的重力環境。要達到 0.5 倍地球重力的效果,這些艙段需要以每分鐘約 5 轉的速度旋轉,且旋轉半徑需達到 40 米。由于空間站規模龐大,無法一次性發射升空,需要通過多次發射將各個艙段送入軌道,然后在太空中進行組裝。
不過,這項設計也存在一定的弊端。專利文件指出,運輸飛船在與空間站對接時,需要進行旋轉同步操作,這無疑會增加對接的難度,降低空間站的使用安全性。
對于長時間駐留太空的航天員來說,人工重力技術具有極其重要的意義。無論是在近地軌道執行任務,還是開展飛往深空的星際航行,長期處于微重力環境會對航天員的身體造成諸多損害,例如引發肌肉萎縮和骨密度流失等問題。而人工重力技術能夠有效緩解這些不良影響,保障航天員的身體健康。
事實上,美國國家航空航天局(NASA)此前也曾提出過類似的概念。例如“鸚鵡螺 - X”(Nautilus-X)旋轉輪式空間站方案,就體現了對人工重力技術的探索。近年來,商業航天企業 Vast 也宣布將投入研發人工重力空間站,顯示出這一領域正受到越來越多的關注。
目前,俄羅斯方面尚未公布該項目的時間規劃以及配套的研發資源安排。然而,在國際空間站(ISS)退役日期日益臨近,各國及商業航天機構紛紛推進新一代空間站計劃的背景下,俄羅斯此次專利的獲批,充分表明了其對人工重力技術研發的濃厚興趣。按照計劃,NASA 與俄羅斯國家航天集團(Roscosmos)將于 2030 年讓國際空間站退役,屆時將借助改裝的 SpaceX“龍”飛船,將空間站推入太平洋上空的大氣層,使其在高溫中焚毀。俄羅斯已承諾會參與國際空間站的運營工作至 2028 年。







