如何设计太空城下

1、如何设计太空城（下）0车轮示意图太空城区建设预制房示意图的磁场强度而言，带电粒子的偏离程 度与其动量成反比.因此磁场的屏蔽 区域只能屏蔽低于一定截止能量的粒 子,对于高于截止能量的粒子则不能 阻止其进入屏蔽区.而且一些高能重 粒子不但能穿过屏蔽，还能产生次级 粒子.以环形太空城为例，如果采用 主动屏蔽，屏蔽的结构重量为10千 吨,屏蔽厚度相当于每平方米0.5吨，太空居民每年接受的辐射剂量为20雷姆，远远超过太空居民的辐射暴 露极限；如果将屏蔽厚度增加到每 平方米1 '盹，剂量可降低到每年 8 雷姆，仍然超过辐射剂量标准.当然 我们还可以增加磁场强度，可以将 所有的高能重粒子都阻止掉，而

2、且 还能阻止最强的太阳粒子辐射，使太空居民的辐射剂量降低到每年0.5空城是由几百万吨的材料建成，城中还有很厚的一层土壤或地面，人们的房屋和住宅又是由一定厚度的建筑材 料建成.另外，太空城的外形有好多 种，除简单的球形和圆筒形外，其它 的外形，特别是将几个环并排连在一 起,将几个哑铃组合在一起或将球形 与环形结合在一起等，可以将某些部 位的屏蔽厚度增加几倍，大大提高了 太空城的防辐射能力.因此被动屏蔽 是比较可取的，不仅安全可靠，而且 就地取材.有人建议采用等离子体屏蔽.等 离子体屏蔽属于主动屏蔽，是一种正 在研究中的屏蔽技术彳艮有发展前 途.还有人认为可以将等离子体屏蔽与被动屏蔽结合起来使用，

3、效果可能 更好.总之，不管采用哪一种屏蔽, 都应遵循以下原则：安全可靠，经济 实用，用现有的科学知识和技术能力 就能实现.从IIIJL开始建太空城太空城必须在太空建设，或者说是在L5平衡点建设，而不是像国际 空间站一样，在地球上制造好以后发 射上去，然后在轨道上组装起来.在 茫茫太空，没有一点落脚之地，如何 建起一座城市？太空科学家在设计太空城时已 环形太空城如果像一个自行车 的车轮，其中央有一个球形车毂（相 当于自行车的车轴），车毂四周是车 辐（即辐条，车辐与车辆（即钢圈）相 连.太空城的建设顺序是从球形 ”车 毂”开始，通过“车辐“到“车辆”.建筑材料主要是用铝合金的板材和肋 材，都是一些

4、预制构件.军辐”和车辆”都是巨型管道，因此可采用 空间隧道”法施工.管道顶端有一 个活动盖帽，随着工程进展不断向前 移动，从而保证管道内具有正常的大 气环境，太空工人可以不穿太空服在 里面作业预制构件通过管道运到指 定地点，放置在正确位置后工人将其 连接起来.预制构件连接好以后就在 里面装上一层防辐射屏蔽材料.要全 力以赴完成环形太空城的基本结构和 第一层屏蔽的施工，工程进度越快越 好,为的是让太空城尽快旋转起来 ， 以便产生人工重力.一旦有了人工重力，即可开始城 区建设.城区建设也是使用预制构 件,不过这种预制构件要用轻型材料 制成，并带有完善的内部设施，如洗 漱室.这种预制构件的优点是预制

5、程 度高，重量轻，强度好容易组装， 能满足各种住户的不同需求 .有一种称为“金属汽化分子束”质的了解和认识比对小行星多，与月球也容易建立通讯联系.如果利用月球资源，对月球矿石的/Jux冶炼是在月球上进行还是在太 空城进行？在月球上进行看起来有利.例如在月球上将矿石开采出来后就地进行加工冶炼，可以大大减少运输量，因为从月球运到太空城的都是金 属建材，不必将冶炼过程中产生的矿 渣也运来.但是太空城的建设不仅需 要金属建材，也需要矿渣.矿渣就是 很好的屏蔽材料.另外，将/Jux冶炼 设备从地球运往月球比运往太空城 要昂贵得多；在月球上由于每个月 有一半的时间是黑夜，使得太阳能 炉和太阳能发电站都不能

6、正常运转；月球上有六分之一的重力，因此所 有设备都需要有支架，在安装大型 设备时还需要有起重机.如果在太 空城进行加工冶炼，就不存在这些 问题.从月球土壤和矿石中要提炼出建设太空城所需白各种原材料如硅，制造太空城巨大的玻璃窗和太阳能发电站光电池的主要材料；氧，太空城大气中的主要成分，还可以用来制造水和火箭推进剂；铝和钛，都是太空城最基本的金属建筑材料，医巫室圃O阳能最有效的方毫酸是擒卫星式太阳粘贴的光电池多达100亿片.这样一能发电站.1968年美离人彼得备釐ll_懒电站的总质量为50千吨.如果将 泽提出了建立卫星式太发 ll津潘默阳能拳发电，仅美国就需的构想.-” _簧建造座卫星式太阳能发电

7、站.卫星式太阳能发电站有着先0i问题是如何将这样一些庞然大比拟的优越性.地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的34万彳t .另外太 空没有昼夜和四季之分，也没有乌云 和阴影，辐射能量十分稳定.因而发 电系统相对说来比地面简单，而且在 失重和tWj真空的环境中，对设备构件 的强度要求也不太高.还有，太阳能和石油，煤炭等矿物燃料不同，不会 导致“温室效应”和全球性气候变化， 也不会造成环境污染.正因为如此， 卫星式太阳能发电站受到许多国家的 重视.卫星式太阳能发电站主要由收 集太阳能的大面积光电板，微波发射 器,微波控制器和支架结构组成，

8、另 外地面还有微波接收站.由于太空是 高真空，没有重力，也没有风，因此 可以展开巨大的光电板.据计算，一 个发电量为5X10千瓦的卫星式太 阳能发电站，需要安装两大块面积为 物发射到距离地面 36000千米的地 球同步轨道上去？目前有两种方案： 一种方案是在500千米高的近地轨 道上建立一个组装厂，将在地面生 产出来的卫星式太阳能发电站的零 部件分批发射上去，在太空组装厂 里组装好后，再将其从低轨道推到 高轨道；另一种是将太阳能发电站 建在月球上，成为月球太阳能发电 立第一种方案需要付出高昂的太空 运输费用，要将一个50千吨重的卫星 式太阳能发电站最后放置在地球同步 轨道上，其运输费用估计是

9、800亿 1000亿美元.如果要将数以百计的卫 星式太阳能发电站送上去，其太空运 输费用就将是天文数字.第二种方案 可以减少太空运输费用，但在月球上 建太阳能发电站，有许多技术问题没 有解决，特别是在月球上发出来的电 如何送到地球上来？如果将太空城的工业区变成一个卫星式太阳能发电站的设计，生产 卫星式太阳能发电站在太空毒怒生产和 组装好后，可以用电推进系统推进到 地球同步轨道上从太空城翻地球同 且电推进系统所需要的电力直接由太 阳能电站供应.估计这样的太空运输 费用仅为260亿美元.将太空运输费 用降下来后，每度电的费用仅是几美 分.设计太空城为什么要考虑给地球建造卫星式太阳能发电站 ？这是囚 为按太空城的设计原则，太空城必须 与地球搞贸易，必须吸引“外资”必 须养活自己.太空城有什么”适销对 路的产品”来与地球搞贸易？太卒科 学家想来想去只有出口卫星式人能 发电站.试想,