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8月 ， 国家自然科学基金委发布“十四五”第一批重大项目指南 ， 拟资助项目涵盖数学物理、化学、生命、地球、工程与材料、信息、管理、医学、交叉等九大领域 ， 每个项目都是重量级别 。 其中 ， 位列数学理科部第一项的“超大型航天结构空间组装动力学与控制”项目尤为令人兴奋 ， 国外多家自然科学网站争相报道 。
该项目瞄准尺寸达千米量级的超大型航天器 ， 计划在未来五年开展关于超大型航天器的前瞻性研究 。 这听起来像是科幻小说 ， 但美国宇航局前首席技术专家梅森·佩克说 ， 这个想法并不完全不合时宜 ， 挑战更多的是工程学而不是基础科学 ， 人类的基础科学已支持这个计划 。 如果这个项目获得资助 ， 可行性研究将持续五年 ， 预算为1500万元人民币（合230万美元） 。
尺寸达千米量级的超大型航天器是未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住的重大战略性航天装备 ， 需通过结构模块化设计、多次发射、空间组装的方式进行建造 。 虽然国际空间站和中国空间站都是采用结构模块化设计、多次发射、空间组装的方式建成 ， 但是尺度上远远小于超大型航天器 。
那么建造如此大的一个空间会面临哪些问题呢？
首先 ， 第一个最大的挑战将是资金问题 ， 因为向太空发射物体和材料的成本很高 。 国际空间站（ISS）的建造成本约为1600亿美元 ， 中国空间站完成时 ， 预计会花费超过400亿美元 。 建造一个太空舱将宇航员带到空间站的预算为30亿美元 。 因此 ， 建造更大空间站 ， 那就烧钱了 ， 即使是最富有的国家 ， 太空预算也会有压力 。
因此 ， 解决这个问题就需要改进建筑技术 ， 降低将一艘超大宇宙飞船送入太空的成本 。 建造空间站的传统方法是在地球上制造组件 ， 然后在空间轨道上组装它们 ， 但3D打印技术有可能在太空中进行 ， 将紧凑的原材料转化为空间中尺寸大得多的结构部件 。
另一个更有吸引力的选择是从月球采购原材料 ， 因为月球的重力比地球低 ， 这意味着从月球表面发射到太空的材料要容易得多 。 不过 ， 这首先需要在月球上发射基础设施 ， 因此短期内无法实现 。
其次 ， 如此庞大的航天器也将面临独特的科学问题 。
每当航天器受到力的影响时 ， 就会导致飞船振动和弯曲 。 当飞船在轨道上与另一个航天器对接时 ， 震动都会向宇宙飞船的结构传递能量 ， 对于尺寸达千米量级的超大型航天器 ， 振动需要很长时间才能消退 ， 因此航天器可能需要减震器或主动控制来抵消这些振动 。
设计者在决定航天器应该在什么高度飞行时 ， 也必须做出谨慎的权衡 。 在低空 ， 从外层大气中拖出会减慢飞行器的速度 ， 要求它们不断提升自己回到稳定的轨道 。 对于一个更大的航天器来说 ， 这将是一个主要问题 。 另一方面 ， 如果将航天器发射到更高的宇宙空间 ， 没有地球磁场保护 ， 辐射水平在离地球大气层越远的地方迅速增加 ， 这也将是一个问题 。
虽然 ， 建造这种尺寸达千米量级的超大型航天器技术上是可能的 ， 但实际意义并不是很现实 。 该研究项目的预算仅有1500万元人民币 ， 因此可能只是一项小型的学术研究 ， 绘制出此类项目的最早轮廓 ， 并找出技术差距 。
这么大的航天器将用于什么用途呢？首先 ， 可能用于太空发电 。 中国空间技术研究院（CAST）的研究人员已经为开发天基太阳能（SSP）奠定了实验基础 ， 即在空间轨道上建造巨大的太阳能电池阵列 ， 并通过微波束将电力传回地球 ， 满足全世界电力需求 ， 这是一个特别具有未来感的愿景 。
虽然目前而言这个项目的经济性并不高 ， 来自太空的电能每瓦成本估计为1000美元 ， 而地球上太阳能电池板产生的电能每瓦成本仅为2美元 。 尽管如此 ， CAST一直在对SSP所需的技术进行小规模测试 ， 将能量利用微波从卫星传输到地球基站 。
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