中國正在研究如何建造長達0.6英里（1公里）的超大型宇宙飛船。但是，這個想法的可行性如何？如此巨大的宇宙飛船又有什麼用途呢？
該專案是中國國家自然科學基金委員會（由中國科技部管理的資助機構）廣泛研究提案徵集的一部分。該基金會網站上釋出的研究大綱將這種巨型宇宙飛船描述為“未來利用太空資源、探索宇宙奧秘和在軌道上長期居住的重要戰略性航天裝置”。
該基金會希望科學家研究新的輕量化設計方法，以限制必須發射到軌道上的建築材料的數量，以及在太空中安全組裝如此巨大結構的新技術。如果獲得資助，可行性研究將持續五年，預算為1500萬元人民幣（230萬美元）。
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該專案聽起來可能像科幻小說，但美國宇航局前首席技術官梅森·佩克表示，這個想法並非完全不切實際，挑戰更多的是工程問題，而不是基礎科學問題。
“我認為這完全可行，”佩克（現為康奈爾大學航空航天工程教授）告訴《生命科學》。“我會將這裡的問題描述為並非無法克服的障礙，而是規模問題。”
佩克指出，最大的挑戰是價格標籤，因為將物體和材料發射到太空的成本巨大。國際空間站（ISS）最寬處只有361英尺（110米），據美國宇航局稱，建造費用約為1000億美元。佩克說，建造大10倍的東西甚至會使最慷慨的國家太空預算都捉襟見肘。
但這在很大程度上取決於中國人計劃建造什麼樣的結構。國際空間站裝滿了裝置，旨在容納人類，這大大增加了它的質量。“如果我們談論的只是長而不是重的東西，那就是另一回事了，”佩克說。
建造技術還可以降低將龐大的宇宙飛船送入太空的成本。佩克說，傳統方法是在地球上建造元件，然後在軌道上像樂高積木一樣組裝它們，但是3D列印技術可能會將緊湊的原材料變成太空中尺寸更大的結構元件。
一個更具吸引力的選擇是從月球上獲取原材料，月球的重力比地球低，這意味著從月球表面發射材料到太空會容易得多，佩克說。不過，這首先需要在月球上建立發射基礎設施，因此短期內並非可行方案。
大型宇宙飛船，大問題
如此龐大的結構也將面臨獨特的問題。佩克解釋說，每當宇宙飛船受到力的作用時，無論是軌道機動還是與另一飛行器對接，運動都會將能量傳遞到宇宙飛船的結構，從而導致其振動和彎曲。對於如此大的結構，這些振動將需要很長時間才能消退，因此很可能宇宙飛船需要減震器或主動控制來抵消這些振動，他說。
佩克說，設計人員在決定宇宙飛船應該在什麼高度軌道執行時也必須做出謹慎的權衡。在較低的高度，來自外層大氣的阻力會減慢飛行器的速度，需要它們不斷地將自己推回穩定的軌道。佩克指出，這對於國際空間站來說已經是一個問題，但對於更大的結構，它受到的阻力更大，需要更多的燃料才能推回原位，這將是一個主要問題。
另一方面，發射到更高的高度要昂貴得多，並且輻射水平會隨著物體離地球大氣層越遠而迅速增加，如果宇宙飛船容納人類，這將是一個問題。
但是，伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的航空航天工程教授邁克爾·萊姆貝克說，儘管從技術上講建造這樣的結構是可能的，但在任何實際意義上都不可行。萊姆貝克曾參與政府和商業太空計劃。
“這有點像我們在談論建造星際迷航企業號，”他告訴《生命科學》。“考慮到成本，它很奇幻，不可行，並且令人愉快地思考，但對於我們的技術水平而言，不是很現實，”他說。
萊姆貝克說，鑑於該研究專案的預算很少，它很可能只是一個小型學術研究，旨在勾勒出該專案最早的輪廓並找出技術差距。相比之下，建造將宇航員送往國際空間站的太空艙的預算為30億美元。“因此，與期望的結果相比，這裡的努力程度非常小，”他補充說。
關於如此大的宇宙飛船將用於什麼目的也存在疑問。萊姆貝克說，可能性包括利用微重力和豐富的太陽能來建造高價值產品（如半導體和光學裝置）的太空製造設施，或用於外星生活的長期棲息地。但這兩種方式都將帶來巨大的維護成本。
萊姆貝克補充說：“空間站是一項每年耗資30億美元的企業。” “將此乘以更大的設施，它很快就會變成一項相當龐大且昂貴的企業。”
中國也表示有興趣在軌道上建造巨大的太陽能陣列，並透過微波束將電力輸送回地球，但佩克表示，此類專案的經濟效益根本不成立。佩克做了一些粗略的計算，估計每瓦的成本約為1000美元，而地球上太陽能電池板產生的能量每瓦僅為2美元。
佩克說，如此大的太空結構最有希望的應用可能是科學上的應用。如此規模的太空望遠鏡有可能看到其他太陽系行星表面的特徵。“這可能對我們瞭解太陽系外行星以及宇宙中的潛在生命具有變革意義，”他補充說。
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