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2023-01-31
居然挖馬斯克的墻角！法國億萬富翁：準(zhǔn)備造第一個(gè)人工重力空間站
更新時(shí)間：2022-09-17 10:05:44作者：智慧百科
據(jù)SpaceNews報(bào)道，法國億萬富翁Jed McCaleb在南加州創(chuàng)立的Vast Space日前宣布了一個(gè)震撼的計(jì)劃，將在近地軌道上建設(shè)一個(gè)人工重力的空間站，并且還為此挖了大量SpaceX的工程，主意居然打到了鋼鐵俠馬斯克的身上！
要開建人造重力空間站：法國富翁實(shí)力幾何？
Vast Space的投資者也是創(chuàng)始人Jed McCaleb日前宣布了一個(gè)宏大的理想，他希望未來會(huì)有數(shù)百萬人生活在太陽系的宇宙空間中，因?yàn)榈厍虻馁Y源非常有限，而太陽系里很多星球都是未開發(fā)的處女地，因此他的公司Vast Space將致力于降低成本，幫助人類在外太空開發(fā)一個(gè)生活和工作大型結(jié)構(gòu)作為前進(jìn)基地。
McCaleb表示他創(chuàng)辦了許多軟件初創(chuàng)公司，并且在加密貨幣界取得了巨大成功，這提供了足夠的資源來嘗試在太空領(lǐng)域開展一番雄心勃勃的事業(yè)。
Vast Space目前建立起了一個(gè)世界級(jí)的團(tuán)隊(duì)，其成員包括前SpaceX負(fù)責(zé)建筑和設(shè)施的副總裁Kyle Dedmon、系統(tǒng)工程師Tom Hayford，他曾在Relativity Space（相對(duì)論空間） 和SpaceX工作；另外還有前SpaceX推進(jìn)工程師Colin Smith等20人。
Vast Space的第一個(gè)目標(biāo)是建立一個(gè)近地軌道的大型旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，也就是本文開頭描述的人造重力空間站，中期目標(biāo)是登陸火星，長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是開采小行星。
和馬斯克的目標(biāo)很相似，各位一定會(huì)很好奇這位口出狂言的大佬到底是誰？McCaleb是法國加密貨幣起家的億萬富翁，福布斯估計(jì)其總資產(chǎn)約為25億美元，盡管其總資產(chǎn)已經(jīng)是巨富級(jí)別，但要投資太空領(lǐng)域，這25億美元還不夠燒的。
不過馬斯克當(dāng)年投資SpaceX時(shí)也沒幾個(gè)人看好，但他現(xiàn)在算是混出來了，不過按太空領(lǐng)域投資回報(bào)的套路來看，應(yīng)該要研發(fā)火箭從商業(yè)發(fā)射取得良性循環(huán)，或者讓投資者看到信心一直燒錢才可以，否則根本就玩不出來，而且目前商業(yè)發(fā)射公司那么多，Vast Space更有可能是來圈錢的。
人工重力空間站，規(guī)模到底要多大？
盡管筆者覺得McCaleb更像個(gè)騙子，不過人工重力空間站倒確實(shí)有必要，因?yàn)槟壳暗挠詈絾T在太空遭遇的多種健康相關(guān)因素困擾，很大一部分是來自失重的，雖然短期的失重人體會(huì)感覺很有趣，但長(zhǎng)期失重確實(shí)存在挺大的健康風(fēng)險(xiǎn)，需要一系列的鍛煉才不至于讓身體技能退化太快。
失重有什么危害？
表面上看起來，失重條件下對(duì)肌肉要求降低會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮，但事實(shí)上人體這個(gè)習(xí)慣了一個(gè)g的加速度下生活，早已習(xí)慣，因此長(zhǎng)期失重還真有不少麻煩：
這些問題需要通過鍛煉或者藥物來調(diào)整，甚至女性的生理周期也需要注意或者服用避孕藥延遲，顯然這些針對(duì)小規(guī)模人群的方案并不適合未來比較大規(guī)模的太空生存，因此人造重力確實(shí)是有必要。
人工重力：怎么樣來實(shí)現(xiàn)？
以人類目前的技術(shù)是無法實(shí)現(xiàn)人工重力的，只能用“離心力”來模擬，方法很簡(jiǎn)單，制造一個(gè)足夠大的圓環(huán)，然后以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，把人“甩”出去站在圓環(huán)的內(nèi)壁上，基本上就是這個(gè)道理。
比如在好萊塢的科幻大片《星際迷航》中的重力方式是造不出來的，最多只能像《星際穿越》或者《火星救援》又或者《阿凡達(dá)》中的模式還是比較靠譜的。
但事實(shí)上假如真的按《火星救援》中的規(guī)模來制造人工重力艙室的話估計(jì)呆在里面要不了幾分鐘就頭暈眼花了，就算宇航員前庭功能超強(qiáng)，長(zhǎng)時(shí)間在內(nèi)部生活工作，一定會(huì)發(fā)瘋的，為什么會(huì)這樣？
《火星救援》中的赫爾姆斯號(hào)的模擬重力艙直徑大約在15米左右，其轉(zhuǎn)速大約為0.109弧度/秒，算出來的人工重力加速度為0.178米/秒，只有不到0.02g，也就是說就算在這個(gè)人造重力艙內(nèi)，就算模擬了也沒有重力感，稍微有點(diǎn)反作用力人就會(huì)飄起來，和沒有重力差不多。
那么如果要達(dá)到0.4g勉強(qiáng)能模擬重力環(huán)境的話，這個(gè)轉(zhuǎn)速需要增加到大約0.52弧度/秒的角速度左右，也就是大約4.95rpm/分，模擬重力艙直徑小只能加大轉(zhuǎn)速，也能模擬到0.4g左右，但問題是人體最舒適的范圍為2~3rpm/min，而且最好是在2圈左右，因?yàn)殚L(zhǎng)期在3rpm/min條件下人體的前庭器官會(huì)很敏銳的感覺到在位移，很容易眩暈。
因此需要一個(gè)足夠大的結(jié)構(gòu)，而且是轉(zhuǎn)速最好在2圈/分或者以下，那么要基本維持重力，也就是0.5g左右，大概需要多大的結(jié)構(gòu)呢？按下圖公式計(jì)算下：
0.5G的環(huán)境即為：4.9M/S^2
w要求為2轉(zhuǎn)/分，換算成弧度約0.2094395弧度/秒
那么可以得出所需要的半徑為R=111.7M
也就是說，如果一個(gè)半徑為111.7米的圓環(huán)，以2rpm/min的轉(zhuǎn)速模擬0.5g的重力環(huán)境，只要人肉眼不看向窗外參照物，絕大部分人都感覺不出這個(gè)艙室在移動(dòng)，長(zhǎng)期在這樣的環(huán)境下工作是最舒適的。
但問題來了，這個(gè)規(guī)模有多大呢？國際空間站即使算上太陽能電池的尺寸，也只有這個(gè)規(guī)模的一半！各位知道造一個(gè)國際空間站需要多少錢呢？大約是1500億美元，這還不包括維護(hù)費(fèi)用。
不過有一個(gè)辦法可以大幅降低建造費(fèi)用，可以制造一個(gè)超級(jí)長(zhǎng)桿，中間僅允許一個(gè)人通過，然后在兩側(cè)掛上重力模擬倉，這種結(jié)構(gòu)最省錢，或者中間干脆就不通人，兩側(cè)的重力模擬倉不互通，那么成本更低，很早可以簡(jiǎn)單到用一條長(zhǎng)繩子把兩個(gè)艙室拴起來，繞著兩者的質(zhì)心公轉(zhuǎn)，這種方式的模擬重力成本可以降到最低，再低就沒辦法了。
不過即使如此也得發(fā)射兩艘飛船，按中國人報(bào)價(jià)比較低的方式，大約是8億多人民幣，也就是1.3億美元不到，請(qǐng)Jed McCaleb不要瞎折騰了，直接到中國航天訂購兩艘飛船，然后咱免費(fèi)送根繩子給他就可以建成了，總費(fèi)用不到3億美元，這個(gè)25億身價(jià)的大佬應(yīng)該支付得起！
參考：
https://spacenews.com/vast-space-intro/