3月中旬,NASA的兩個太空流浪者終于被抬回來了,滯留太空9個月之久,最后還是靠了馬斯克。不過這次美國宇航員的落地姿勢有一些難看,尤其是威廉姆斯,已經幾乎喪失了行走能力。
這對美國航天來說還是挺意外的,至少之前很多美國宇航員出艙之后都可以自由行走,這也是很多外國媒體用以攻擊美國航天比我們更先進的點,難道中美之間的航天差距真的這么大嗎?
神采奕奕的阿波羅英雄
幾十年前的美國航天確實非常厲害,阿波羅計劃成功之后,登月成功的宇航員活蹦亂跳地自己走下飛船,接過鮮花接受了大家的掌聲。
1971年阿波羅15號的宇航員們出艙時那精神頭,看著根本不像是剛從太空回來,其中有宇航員還滿面笑容跟地面工作人員聊天,就和平時散完步回家差不多。
這讓大家有種錯覺,太空旅行好像也沒那么困難,再看看我們國家的飛行員,狀態卻大不一樣,基本上每一個執行完任務的飛行員下來都要坐上輪椅,雖然鮮花和掌聲依然不斷,但完全沒有每個宇航員們那些精氣神。
難道是中美之間的航天差距太大了,我們的各項硬件設施和技術達不到美國那樣的標準嗎?
也有人提出了陰謀論,認為美國當年登月根本就是假的,或只是在地球拍的戲,宇航員們根本沒受什么微重力影響。這個說法倒也被很多人認可,但許多公開的登月艙設計、宇航服功能等證據足以說明美國那幾次登月的真實性。
其實現在美國宇航員很多總太空執行完任務返回地球之后也都跟我們差不多,出現這種差異的根源在于執行任務的時間,阿波羅計劃雖然實現了登月,但整個任務頂多是8到10天,短時間內宇航員的身體變化并不明顯。
返回地球后身體適應的也會非常快,基本不需要太多時間恢復,但威爾莫爾和我們國家航天員這樣的長時間任務就不一樣了,失重環境下待的時間越久,身體的各種“崩壞”就越嚴重。
太空里的微重力環境讓人體肌肉和骨頭用進廢退,站不起來,如果非得硬站起來,骨折風險會非常大,走路更是天方夜譚。
真不是如今的宇航員比以前差了,而是現在的航天任務難度比之前不知道多了多少倍,待在太空的時間也變得更長了。所以問題的癥結并根本就不在走路這件表面現象上,而是涉及更復雜的航天科技層面。
出艙難度不容小覷
宇航員著陸后站不起來的現象無關國家技術水平高低,而是一個全球航天行業普遍遇到的難題,這背后的原因基本都是人類身體的自然生理反應。
在太空失重情況下,宇航員的肌肉會漸漸萎縮,下半身的肌肉尤為嚴重。畢竟在太空的幾個月里,人幾乎“漂”著,不需要用力站、走或跑。
不僅讓肌肉退化,骨頭的鈣質也在流失,對宇航員而言可不是好消息,執行太空任務超過半年,骨骼密度可能每個月減少1%,等到返回地球后,人可能感受到全身無力,肌肉支持不住體重,站久了容易暈,有些航天員甚至連維持坐姿都困難。而且美國也并沒有早早的將這些問題解決掉,無論哪個國家的宇航員回歸地球之后都需經過長時間的康復訓練。
現在美國的宇航員也同樣躺在擔架上被抬出飛船,他們的康復時間并不比我國的宇航員短,人體不是機器,退化是日積月累的,又怎么可能在返回地球后一夜之間恢復到往昔呢?不論是經歷長時間失重的身體還是心臟,在低負荷條件下運行肯定會退化,恢復也不可能是一朝一夕就能完成的。
當然現在全球科學家都在想盡辦法解決這個難題,最常見的手段就是要求航天員在空間站中保持每天兩小時的運動量,努力的減少肌肉萎縮和骨質流失。
為了促進鈣質補充,某些抗骨質疏松的藥物也在陸續使用,但這些依然解決不了根本問題,每一名宇航員回來后還要經歷好一陣康復,那些短時間走出來招手的情景已經是幾十年前的老黃歷了。
除了骨質疏松和肌肉退化的問題之外,我國的神舟航天員還面臨臉腫的問題,這也是一種正常的生理反應,微重力情況下血液容易上涌,面部肯定會比平時胖了一大圈。
在太空長時間生活的人問題可能會更嚴重,面臨腦脊液壓力升高,嚴重了可能會導致所謂的“腦膨脹”,盡管這種情況對長時間生活工作影響不大,但科學家對未來更遠的太空探索還是保持著警覺,畢竟健康問題解決不了,人類走向深空就是個遙不可及的夢。
那問題來了,既然各個國家都有解決不了的難題,現在作為世界兩大航天大國的中美之間,差距到底有多大呢?
差距得從“硬核科技”說起
中美航天技術的比拼絕不是宇航員出艙能不能走兩步那么表象化,還得看火箭、發動機這些“硬核”科技。航天發展其實主要拼的就是幾大塊——運載能力、發動機推力、航天器設計以及綜合探索能力。
運載火箭就挺能說明問題的,先不談已經進入遲暮之年的NASA,是不是美國的SpaceX可謂名聲在外,一套“可回收火箭”技術直接讓發射成本大幅下降,刷新了全球航天業的認知。
獵鷹重型火箭的近地軌道運載能力達到了63.8噸,這讓它的發射頻率和承載能力甩了傳統火箭好幾條街。
當年的阿波羅登月計劃靠的是土星五號這樣的“巨無霸”級運載火箭,在當時是無人能超越的存在,今天的SpaceX不僅繼承了這種強大的運力基因,還實現了更高頻、更經濟的發射模式。
單單在運載能力方面,我們還要承認美國的步伐邁得相當大,我們國家的長征五號火箭也非常厲害,近地軌道運載能力達到了25噸,已經是亞洲最強的存在。
但對比SpaceX的獵鷹重型還是有點距離的,一方面是歷史積累,另一方面也是因為技術方向不同,咱的長征系列主要服務于國家航天戰略,所以在頻率和靈活性上相對保守。
好在我國已經公布了下一代重型運載火箭的計劃,預計在2028年首飛,目標就是要追趕甚至超越美國的運載能力,不過我們也要承認在這方面我們起步比美國晚了好幾年,雖然美國占據著先手優勢,但我們追趕的速度還是很快的。
火箭發動機了是航天器的心臟部分,是衡量一個國家航天能力的重要指標。美國的猛禽發動機相當能打,不僅是目前最強的液體火箭發動機之一,推力數字也相當恐怖,可以輕松達到311噸海平面推力和357噸真空推力,而且還能保證推重比達到107(海平面)和198(真空)。
這樣一組數據還是非常厲害的,在動力方面確實是世界老大,所以馬斯克整天夢想著進行火星開發不是白日夢,這款引擎的確可以直接搬到火星任務里使用,技術適應性是非常強悍的。
反觀我國的最強發動機YF-130的海平面推力為500噸級別,真空推力到了380噸,數據看似不錯,但一到對比推重比時,我們就發現跟美國的猛禽還是有點差距的。
美國發動機達到了更高的效能比,咱們的數值不算差,但并非頂尖,加上美國引擎的技術革新頻繁出現,整體領先優勢很明顯。
不過這也是一個正常的發展過程,畢竟美國航天的技術起點高,時間長,經驗豐富,我國這幾年奮起直追,技術進步十分明顯,但想要在短時間內趕超美國任務難度還是比較高的,但是我們也沒必要妄自菲薄,YF-130的研發已經讓我們進入了火箭引擎的第一梯隊,中國航天的未來是可期的。
最讓美國恐懼的其實是我們在航天探索能力上面的進步速度,眾所周知,美國的登月計劃早在1969年就實現了,在全球范圍內刮起過一波太空狂熱潮。
今天他們的火星探測任務、深空探測技術也是迅速發展,而SpaceX正在馬不停蹄地開展星際旅行和火星移民的項目。這些年人們耳熟能詳的火星探測器、星艦任務,幾乎都在挑戰人類對太空理解的極限,美國就是靠著這些不斷挑戰深空邊界的行為成了公認的航天強國。
在這方面我們是完全不輸美國的,雖然我們的起步晚,但近兩年我們的月球和火星探測任務表現的都非常驚艷,嫦娥五號、天問一號等任務不但順利完成,還帶來了珍貴的月壤樣品。
現在我們的空間站也已經順利投入使用,反觀之前的國際空間站已經垂垂老矣,隨時可能退役,在未來很長一段時間,地球軌道外圍漂浮的可能只有我們的空間站。
所以現在很多國家已經認為中國正在慢慢“走到舞臺中央”,美國的優勢更多的是在深空探索的積累更多,而我國正在以踏實的步伐快速追趕,雖然差距不小,但在部分領域已經開始齊頭并進。
結尾
中美航天的差距很明顯,但這些差距不是遙不可及,不同的科技樹、不同的起點外加不同的路,注定讓這場競爭對未來真的很有看頭。
但不管是哪個國家,航天科技真正造福的是人類全體,在未來的某個時點,或許我們可以見證奇跡時刻的一同到來。
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