新型飞机轻松遨游太空

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  “太空航母”:轻松游太空
  
  近日,维珍集团投资的“太空航母”——“白骑士2号”,在全球著名航展“飞来者”大会上成为焦点。“白骑士2号”由美国斯凯尔德复合技术公司设计制造,投资方希望它能将普通乘客送上太空,使乘客在零重力状态下体验奇妙的太空游,从而掀起“太空旅行”的热潮。
  
  1 感觉就像坐普通飞机
  “白骑士2号”采用全复合材料制造,是世界上最大的全碳纤维材料飞机。它拥有双机身,看上去就像2架单独的飞机被1个机翼连接在一起。“白骑士2号”机身长达21米,翼展为10米,由4具PW308型喷射引擎推动。
  由于机身主要采用碳合成原料制造,所以显得非常轻巧。但是,“白骑士2号”飞机机翼的中心部位能够承受12吨的重量,这使其从太空重返地球时,能够承受由重力引起的巨大压力。另外,“白骑士2号”据称是世界上燃料利用率最高的飞船。
  “白骑土2号”的操作系统比波音777还要简易。它没有安装自动驾驶仪,也没有电动操纵或推进系统,主要控键仅仅是简单的推杆和由碳纤维制作的电缆,但是机舱相当讲究,坐在里面,感觉就像坐在普通飞机的机舱里一样。
  目前,“白骑士2号”在大气层内能以64,4千米/小时的速度飞行。它在高空飞行时,可确保巡航速度,因此并不需要发动引擎。据悉,“白骑士2号”测试项目的第一阶段已接近完成,它已能飞至1.6万米的高度。“白骑士2号”的两个机身之间,可悬吊专门运载乘客的“太空船2号”。
  “太空船2号”的机身和翼展与“白骑士2号”相同,其座舱的设计则较为宽敞,可以让乘客与飞行员舒服地分坐过道两侧。它的舷窗宽度达到半米,可以为乘客观赏宇宙提供更好的视野。
  
  2 乘客不必穿宇航服
  按照维珍航空对“太空旅行”的设计,“白骑士2号”由2名机师驾驶,将“太空船2号”携带至近1.5万米的高空后,将其释放。
  “太空船2号”随即点燃自身携带的固液混合动力火箭,抬升至距地面大约100千米处。此后,坐在“太空船2号”内的乘客将在太空体验大约4分钟的失重状态,并透过直径约为45厘米的舷窗观赏地球及太空美景。
  据悉,乘客们此时可以松开安全带,在座舱内自由飘浮。在太空船返回阶段,乘客们还能目睹飞船冲向大气层时的“刺激场面”。“太空旅行”结束后,“太空船2号”将像普通飞机一样,降落在发射场。
  据维珍航空透露,“白骑士2号”每天可完成4次太空飞行任务;从“白骑士2号”发射升空到“太空船2号”自动着陆,整个飞行过程大约持续2小时30分钟;每位乘客为“太空旅行”支付的费
  ,用,大约在20万美元左右。
  除了“太空旅行”外,“白骑士2号”还能为宇航员的训练提供实验环境,成为宇航员们理想的“训练机”。值得注意的是,“太空船2号”在上升时的最大过载限制,不能超过6G(6个重力加速度)。这是为了保证乘客在太空环境下的安全。
  不过,最为惊喜的是,乘客们在飞行中不必穿宇航服。这是因为航天座舱的外壳是绝对密封的,主要用碳塑料和环氧树脂材料制成,能确保机师和搭载乘客的正常呼吸。
  
  激光飞机:一小时绕行地球
  
  近年来,美国航空航天局(NASA)等研究机构正在进行一系列的激光推进实验,以研制一种全新的飞机。这种飞机无需任何燃油,只依靠肉眼不可见的激光束提供能量。NASA希望这一项目能为航空器解决飞行动力来源的难题。
  这项技术的主要研究者,是纽约特洛伊伦斯勒理工学院的航空航天工程学教授莱克·米拉伯。米拉伯是定向能、空间原动力、航空航天系统以及先进推进领域的专家。
  1996年-1999年,他曾在新墨西哥州的白沙导弹发射场用功率高达10千瓦的高能纤外激光,发射了激光动力飞行器原型。2000年,他又使一架激光推进飞行器的飞行高度达到71米。
  据悉,这项利用高能激光研究飞行器的实验,目前正在巴西进行。在位于巴西的实验室中,1个极超音速震波风洞与2个脉冲红外激光器相连,其最大功率可达10亿瓦特。据悉,这是迄今为止世界上所进行的功率最高的激光推进实验。
  在最初进行的试飞中,NASA使用的模型飞机重312克,翼展约为1.5米。在实验初期,模型飞机所带的光电力板能够感知地面发出的激光束,令光能带动发动机运行。研究者表示,只要有连续的激光束作为能量,飞机就可持续飞行。因此,这种飞机没有必要携带油料或电池,可以节省出更多空间,装载大量的科学仪器或通讯设备。
  另外,美国研究激光推进的物理学家一直计划,将每瓦特激光能的成本控制在几美元之内。研究者希望,这种激光飞机能够进行长时间的连续飞行,并用于观察包括火山爆发在内的地表外部环境和自然现象。而且,这种激光能源飞机还可应用于军事和民事领域,执行监视任务或提供通讯联络服务。
  研究人员表示,这种飞机可作为手机电话的中继媒介,或者专门用来连接有线电视及互联网。通讯公司只需将异频雷达收发机安装到这种激光飞机上,就能为一座城市提供不间断的通讯服务。
  随着研究者获得的数据越来越多,这项技术开始逐渐发展。现在,研究者正在研制和测试一种新型激光发动机。据研究负责人介绍,点燃激光发动机时,飞机发出的声音就像是“有人在实验室内用猎枪射击”。使用激光推进器的飞行器运输人员和物资不但成本较低,而且比较安全。
  如果激光发动机研制成功,更会使飞行方式发生革命性的变化。客机在使用激光发动器推进后,乘客可在不到1小时的时间内环游地球。届时,人们将会更加便捷地往来于世界各地。
  
  巨型气枪将货物射入太空
  
  19世纪,著名科幻小说作家儒勒·凡尔纳曾在小说中描 述一种巨型枪。可用于将人类“射”入太空。在当时那个年 代,人们只将其视为一种幻想,没有人认为这种巨枪能够成 为现实。
  现在,美国物理学家约翰·亨特已经完成 了巨型枪的初步设计。他表示,巨型枪能够大 大降低向轨道运送货物的成本。
  亨特设计的巨型枪立基于一个相对较小 的设备,这个设备是上世纪90年代亨利在美 国加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室帮助研制的。 这种巨型枪的枪管长47米,利用压缩氢气发射几公斤重的 射弹,射弹飞行速度最高可达到每秒3公里。
  目前,亨特以及两位曾供职于劳伦斯·利弗莫尔国家实 验室的科学家在加州圣地亚哥创建了一家公司。以研制更 为强大的巨型枪。虽然巨型枪的强大地心引力势必让人类 和传统卫星毁于一旦,但它可以用于将火箭燃料等有效载 荷送入太空。
  寻找向太空运送燃料的低廉 方式,将降低保持国际空间站在 轨状态的成本。在未来,巨型枪也 可能被用于载人火星任务。
  据悉,巨型枪的制造成本虽 然高达5亿美元,但单次发射成 本将低于现有方式。艾德-阿斯特 拉火箭公司物理学家、前宇航员 张福林表示,巨型枪这种发射方式更适于执行月球任务,原 因就在于月球上没有空气。
  亨特承认,在穿过地球大气层过程中,射弹速度会减 慢。但对于尖头射弹来说,这种阻力产生的影响极小,每秒 飞行距离只会减少半公里。他指出, 在不到100秒时间内,射弹便可以 逃离大气层。
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