中国正在研究如何建造长达0.6英里（1公里）的超大型宇宙飞船。但是，这个想法的可行性如何？如此巨大的宇宙飞船又有什么用途呢？
该项目是中国国家自然科学基金委员会（由中国科技部管理的资助机构）广泛研究提案征集的一部分。该基金会网站上发布的研究大纲将这种巨型宇宙飞船描述为“未来利用太空资源、探索宇宙奥秘和在轨道上长期居住的重要战略性航天设备”。
该基金会希望科学家研究新的轻量化设计方法，以限制必须发射到轨道上的建筑材料的数量，以及在太空中安全组装如此巨大结构的新技术。如果获得资助，可行性研究将持续五年，预算为1500万元人民币（230万美元）。
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该项目听起来可能像科幻小说，但美国宇航局前首席技术官梅森·佩克表示，这个想法并非完全不切实际，挑战更多的是工程问题，而不是基础科学问题。
“我认为这完全可行，”佩克（现为康奈尔大学航空航天工程教授）告诉《生命科学》。“我会将这里的问题描述为并非无法克服的障碍，而是规模问题。”
佩克指出，最大的挑战是价格标签，因为将物体和材料发射到太空的成本巨大。国际空间站（ISS）最宽处只有361英尺（110米），据美国宇航局称，建造费用约为1000亿美元。佩克说，建造大10倍的东西甚至会使最慷慨的国家太空预算都捉襟见肘。
但这在很大程度上取决于中国人计划建造什么样的结构。国际空间站装满了设备，旨在容纳人类，这大大增加了它的质量。“如果我们谈论的只是长而不是重的东西，那就是另一回事了，”佩克说。
建造技术还可以降低将庞大的宇宙飞船送入太空的成本。佩克说，传统方法是在地球上建造组件，然后在轨道上像乐高积木一样组装它们，但是3D打印技术可能会将紧凑的原材料变成太空中尺寸更大的结构组件。
一个更具吸引力的选择是从月球上获取原材料，月球的重力比地球低，这意味着从月球表面发射材料到太空会容易得多，佩克说。不过，这首先需要在月球上建立发射基础设施，因此短期内并非可行方案。
大型宇宙飞船，大问题
如此庞大的结构也将面临独特的问题。佩克解释说，每当宇宙飞船受到力的作用时，无论是轨道机动还是与另一飞行器对接，运动都会将能量传递到宇宙飞船的结构，从而导致其振动和弯曲。对于如此大的结构，这些振动将需要很长时间才能消退，因此很可能宇宙飞船需要减震器或主动控制来抵消这些振动，他说。
佩克说，设计人员在决定宇宙飞船应该在什么高度轨道运行时也必须做出谨慎的权衡。在较低的高度，来自外层大气的阻力会减慢飞行器的速度，需要它们不断地将自己推回稳定的轨道。佩克指出，这对于国际空间站来说已经是一个问题，但对于更大的结构，它受到的阻力更大，需要更多的燃料才能推回原位，这将是一个主要问题。
另一方面，发射到更高的高度要昂贵得多，并且辐射水平会随着物体离地球大气层越远而迅速增加，如果宇宙飞船容纳人类，这将是一个问题。
但是，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的航空航天工程教授迈克尔·莱姆贝克说，尽管从技术上讲建造这样的结构是可能的，但在任何实际意义上都不可行。莱姆贝克曾参与政府和商业太空计划。
“这有点像我们在谈论建造星际迷航企业号，”他告诉《生命科学》。“考虑到成本，它很奇幻，不可行，并且令人愉快地思考，但对于我们的技术水平而言，不是很现实，”他说。
莱姆贝克说，鉴于该研究项目的预算很少，它很可能只是一个小型学术研究，旨在勾勒出该项目最早的轮廓并找出技术差距。相比之下，建造将宇航员送往国际空间站的太空舱的预算为30亿美元。“因此，与期望的结果相比，这里的努力程度非常小，”他补充说。
关于如此大的宇宙飞船将用于什么目的也存在疑问。莱姆贝克说，可能性包括利用微重力和丰富的太阳能来建造高价值产品（如半导体和光学设备）的太空制造设施，或用于外星生活的长期栖息地。但这两种方式都将带来巨大的维护成本。
莱姆贝克补充说：“空间站是一项每年耗资30亿美元的企业。” “将此乘以更大的设施，它很快就会变成一项相当庞大且昂贵的企业。”
中国也表示有兴趣在轨道上建造巨大的太阳能阵列，并通过微波束将电力输送回地球，但佩克表示，此类项目的经济效益根本不成立。佩克做了一些粗略的计算，估计每瓦的成本约为1000美元，而地球上太阳能电池板产生的能量每瓦仅为2美元。
佩克说，如此大的太空结构最有希望的应用可能是科学上的应用。如此规模的太空望远镜有可能看到其他太阳系行星表面的特征。“这可能对我们了解太阳系外行星以及宇宙中的潜在生命具有变革意义，”他补充说。
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