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探秘地月空间的无尽“矿藏”

   

探秘地月空间的无尽“矿藏”

作者: 更新时间:2020-07-24 17:04:35 阅读:

探秘地月空间的无尽“矿藏”

探秘地月空间的无尽“矿藏”

(围绕地球的卫星数量)

探秘地月空间的无尽“矿藏”

(Spacex BFR火箭的月球基地想象图)

  而在商业化上,私营企业就接棒“美国国家队”成为了登月计划的主力军。不过,而他们的赚钱空间,其实还是在地月之间。比如马斯克的SpaceX,将自己的使命设定为“让人类成为一个跨行星物种”,说白了就是带人去火星啦。但它征服星辰大海的第一步,也是从地月空间起步的,包括不断推动可回收重型火箭、可回收货运飞船、星链通信网络等等……

  莎士比亚曾在诗歌中描绘到——月亮走错了轨道,比平常更近地球,所以人们都发起疯来了。

  不过,今天的人类早已不仅仅想知道月亮与潮汐的关系,更想像起航的舰队一样,投入它的臂弯。

  当我们走进地月空间,我们能做些什么?

  说了这么多人类和国家大义,开发地月空间到底有哪些具体动作?我们不妨通过一些项目来具象化地想象一下:

  1. 常态化、航班化的天地往返运输网络。

  航天活动的首要目标,肯定就是更加了解地球、反哺地球。换句话说,近地空间的深度开发始终都是航天事业的重中之重。而地月往返运输网络,是一切地月空间经济活动的前提。

  比如GPS导航、红外预警卫星、通讯卫星等等,这些硬件的技术迭代都会给地面带来不可估量的信息与服务。这些都需要高稳定性、推力大、低运维成本的重型火箭来实现,其中重复使用与可回收更是攻克的重点和难点。

  目前,贝索斯的Blue Origin就成功完成了五次火箭 New Shepard 的发射与回收任务,终极目标是在 2025 年左右运输送各种实验设备、货物上月球。这位掌门人是要把亚马逊全球履行中心搬上月球的架势啊,波音与洛克希德马丁公司联合组建的联合发射联盟 (United Launch Alliance) 也正在制定围绕月球的交通网络。

  而这样的地月“物流中心”也正是我们所必不可少的,还等待着研究人员们从火箭发动机开始一点点去攻克。

  2. 地月经济活动圈的基础设施建设。

  被称为“基建狂魔”的中国可能最懂一个道理——要想富,先修路。路修好之后,在地月空间中如果想要开展经济活动,人员、实验设备、货物等都要有地方存放才行。

  比如太空站公司 Bigelow Aerospace就打算在2020 年左右在月球轨道上建立空间站,可用于存放物资、医药设备甚至供人类居住。马斯克的SpaceX也跟NASA签订了货运补给合同,并已经完成了一次任务。

  而目前为止,中国还没有自己的国际空间站。不过,伴随着天宫一号、二号,以及天舟一号的陆续上天,中国距离拥有自己的“太空站”也越来越近了,成功后必然会迎来加快推进的增长期,在未来的很长一段时期内,地月经济圈的“太空城”建设也将成为另一个等待“基建狂魔”征服的广袤空间。

  3.娱乐化商业太空活动服务。

  国家航空走向火星和深空,近地航天逐步商业化之后,也使得许多有意思的娱乐服务能够为(有钱的)“普通人”所用。

  比如2018年,俄罗斯能源火箭航天公司就打算开通太空旅游业务,让付费游客在国际空间站上出舱行走,费用盛惠一亿美元(流下了贫穷的泪水)。这边还在筹备,那边马斯克spacex已经搞定了客户,准备在2023年让一位日本企业家及他的好友们一同搭乘猎鹰火箭绕月飞行……

  中国也有公司(I-Space)计划推出太空旅游服务,据说他们刚刚完成了中国商业航天产业首次成功的地球轨道发射,未来一旦技术赶上来,价格将会远低于欧美对手(还是shzy好)。

  此外,利用商业卫星组成logo标识在太空中打广告,在月球上插上广告牌,都已经在航天初创公司们的新闻稿里出现了。

  而这些商业化力量的加入,也有机会为地月空间探索搭建起良性循环的运转模式。目前我国的航天事业还是以“国家队”主导为主,需要现在基础领域补齐作业。不过,近些年强大的航天工业体系也积累了许多人才、技术和制造实力,未来风口一旦打开,中国的商业航空力量也有更多机会和可能,让地月空间的发展成果惠及普通大众。别的不说,至少海上WiFi的费率能降下去点儿吧???

  AI与robot:飞上天和人类肩并肩

  中国的地月探索,是孤独的。太空站,是独立打怪;动力系统,要自主研发……总之一切有美国航天参与的项目,都将中国排除在外。

  人工智能与机器人,就像是时代送来的礼包,正在成为载人月球探测上的好伙伴,与中国一起征战太空。

  目前来看,伴随着航天运载系统规模的扩大,任务的复杂性也在提高,此时就很有必要建立一个智能的监控系统,通过算法来对空间站内的运作系统进行在线控制,来避免系统误差导致灾难性故障,美国宇航局在第二代空间站上就大量应用了AI技术。

  目前,中国还在大力推进“星光中国芯工程”,就是利用智能控制技术,实现航天器的自主制导、导航和控制,以及数据处理、故障判断和部分重构与维修等工作,从而大大减少对于地面测控、通信等支持系统的依赖。

  前不久实现了月球软着陆的嫦娥三号,也搭载着AI技术。在降落途中遇到月表石块,靠地面通信判断是完全来不及的,依靠全自助的快速机器视觉识别与判断,才最终选定了一个安全区域实现着陆。

  当然,要建立外太空基地,智能机器人也是必不可少的。许多不适宜人类操作的外部环境,机器人需要替代人类完成材料收集、建筑制造、加工修复等重要工作。中国航天科工等企业都纷纷开展我此类工业机器人的研究,着手开发面向机械臂手眼系统的三维视觉测量系统、智能室外巡逻机器人等等。

  而在地面领域,从火箭发射过程中的天气预警、智能发射系统,以及基于大数据和机械自动化的智能制造,都在不断推进中国航天的升级。

  无论是地面操作,还是在轨服务,亦或是载人登月和空间基地,人工智能和机器人正在成为人类走向太空不可或缺的一部分,让中国乃至整个人类的宇宙之旅不再孤独。

  工业文明星火之时,我们曾自封海路,于是无数瑰宝和土地相继毁于“海洋霸主”们手中。此后凭借着一手烂牌,重新走上天顶技术的牌桌,恐怕没有人比我们自己更懂百年来的筚路蓝缕,也更懂失去太空的焦虑。

  而这趟征程的最大意义,或许是在我们说出“open the doors”(打开舱门)的时候,不会听到一句“I'm afraid I can't do that”。无论那声拒绝是来自人类,还是AI。

本文来自: 脑极体

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