美國的太空計劃

“太空競賽”正如火如荼地展開，這幾天，就有包括我國在內的多國的衛星陸續抵達火星，由此看來，“太空”已經成為了新賽場。最近，美國又有了新計劃。

美國國防部的新興技術研究部門將對新材料和新工藝進行投資，以實現在太空和月球表面的製造。為此，國防高階研究專案局正在啟動新的軌道和月球製造、材料和大規模高效設計計劃(NOM4D)。美方稱，NOM4D的願景是開發基礎材料、工藝和設計，以實現在太空中製造大型、精確和彈性的國防部系統。

圖為美國五角大樓

美國國防部高階研究計劃局（DARPA）表示，該計劃是為了應對火箭發射將大型結構和系統送入軌道方面的自然限制。雖然近年來發射行業大幅擴張，數十家新供應商加入競爭，但火箭發射本身就受到限制—即使是最大的火箭也有重量和體積限制。

為此，他們提出了新的解決方案。透過多次發射將較小的結構件放置在軌道上，然後在太空中組裝。或者更好的是，直接從月球上搜集材料來建造。

美方發言人稱，他們將探索利用從地球運來的先進材料在軌制造的獨特優勢。像天線和太陽能電池板這樣的大型結構可以大大降低重量，而且可能更精確。試著探索從月球表面獲取的本地資源的獨特特徵，以應用於未來的防禦任務。空間製造也可以使空間系統的設計更具靈活性。今天，大多數衛星都被設計得儘可能緊湊，以便於火箭整合併發射。但透過在太空中組裝系統，它可以在設計時不受體積限制，從而提高質量效率。

美國官方正在尋找能夠設計出質量效率高、只能在地球以外建造的系統的方法。這些系統的特點是使它們能夠在月球環境有足夠的承受能力。包括日食、破壞和典型的太空和月球環境的熱迴圈的特徵。考慮到地面試驗、發射和部署的限制，傳統的空間結構設計方法不太可能顯著提高質量效率。他們必須以全新的方式來研究材料、製造和設計。

圖為空間站

在太空中組裝系統和結構的想法並不新鮮。眾所周知，國際空間系統就是利用單獨發射到太空的若干部件在太空中組裝而成的。

藉助NOM4D，美國國防高階研究計劃局將與參與者合作，在三個為期18個月的階段中開發可用於在軌建造的精確、高效的結構。每個階段都將集中在三個應用中的一個：大型太陽能陣列、大型射頻反射天線和分段紅外反射光學系統。（彬）