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航行于真空状态的宇宙飞船的外型可以随便设计吗?如果不能,那么最理想的外形应是怎样的?

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1 个回答

admin - 书生,情报局长
谢邀。

能随便设计那是各类科幻作品,怎么酷炫美观怎么来,时尚最时尚,自然五花八门。如果对比现实中的航天设备,无论是航天发射器、人造卫星(如上图)、载人航天飞船、空间实验室、空间站等,世界各国设计建造的外观都是大同小异甚至是一致的。

因为其设计外型与其动力系统、任务目标、搭载规模息息相关,优先考虑实用性、安全性、可靠性。

载人航天飞船和空间站与本题最相关,这里举中国“神舟”飞船为例:

“神舟”载人飞船系统:载人飞船是载人航天工程的核心系统,由轨道舱、返回舱、推进舱及两对太阳能电池帆板组成。轨道舱是宇航员在轨飞行期间的工作和生活舱段,在飞行试验结束后留在天上,继续运行,并可作为将来做交会对接试验的空间对接目标。推进舱内有许多大大小小的火箭发动机,用来进行姿控、变轨、制动,在返回时扔掉后会在大气层内烧毁。惟一可返回地面的是返回舱,3名宇航员在上升段和返回段都坐在返回舱里面。返回采用升力控制方案及降落伞回收方案。预计今年(2016年)发射的神舟十一号

中国国家载人空间站设想图

为什么要在引文里加粗呢。因为你首先要明确这些东西,才能组合在一起,才能有所谓的“外形设计”。比如说,动力系统需要太阳能发电,你就必须要有太阳能电池板(如上两图);搭载规模有3-8人,那么飞船运输航天员的飞船以及有相应生活空间的生活舱,并且有相匹配的物资储备空间规模;航天任务需要做实验,那就要有所需的实验舱(如上图)。

巴萨德引擎飞船假想图

物理学家罗伯特·巴萨德提出采用核聚变冲压发动机,利用幻想的“磁—氢联合力场”,像个大喇叭吸尘器捕获氢原子作为能源、过滤星际灰尘和其他元素以光速狂奔。它基于动力系统,外形自然需要“喇叭”吸收并喷射能源,像个哑铃;基于任务比较简单(星际飞行、快速到达),因此不需要有太多额外的设施。

采用曲率引擎的超光速飞船假想图

基于动力系统,它身上有多个大马力推进器以及足够燃料存储舱。

再来看看斯蒂芬·霍金的太空飞船计划

背景LED播放的宇宙飞船,看上去像一个火箭,但这样的结构足够简单务实,主推进器位于船身主轴、效率最佳,飞船自身可以随主轴旋转提供向心力,船身一个个圆柱体是独立自主的飞行器。《走进霍金的宇宙》里有一款更大型的飞船,是霍金设想的让人类自由飞行到各星系生根发芽的,有更多小飞行器,供到达太空远方后自行脱离飞行离开、去想去的地方。

而这个迷你无人太空飞船概念则似乎现实得多,飞

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