SpaceX开启太空制造时代

姓名：蔡世翔

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【嵌牛导读】：本周五，伊隆·马斯克（Elon Musk）所拥有的火箭制造公司SpaceX创造了美国国家航空航天局（NASA）的历史，成为了首家利用执行过发射任务的火箭给国际空间站执行补给任务的公司。

【嵌牛鼻子】：工业用途太空设备，新型光纤

【嵌牛提问】：这次SpaceX公司所负责搭载的产品是什么？有何作用？

【嵌牛正文】：

这次补给任务被称为Commercial Resupply Services（CRS-13），是在佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地（Cape Canaveral Air Force）利用Falcon 9火箭来执行的，Falcon 9曾在今年6月份执行CRS-11任务时使用过，所以这次是它的再次使用。

这是NASA首次允许一家私有企业执行这种任务，同样也是SpaceX公司第四次使用被称为“flight proven”助推器执行的发射任务，前三次发射也都是使用的Falcon 9火箭。

此次任务携带了2.5吨补给物资和科研设备，并将运送到国际空间站。这也是NASA首次允许使用以前执行过发射任务的火箭再次发射。此次任务拖延了好几次，本应在12月8日就执行的。

美国空军太空连队在火箭发射前的一条推特动态中提到，这是2017年从卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）执行的第19次发射任务。这同样也是SpaceX今年执行的第17次发射任务，今年12月22日还有一次发射卫星的计划。

马斯克的SpaceX是一家全球领先的火箭发射公司，同样也成为了历史上第一个执行过由政府支持的商业发射任务的私有公司。

这个设备是这家硅谷公司向国际空间站发送的第三个装置，也是MIS公司总裁兼首席执行官安德鲁·拉什（Andrew Rush）所说的“第一个工业用途太空设备”。拉什表示:“我们并非将太空作为反弹信号的大山，而是制造环境。这是我们与太空互动的第一个改变。”

当这款设备被接入空间站后，MIS将命令它开始制造近一公长的新型光纤，叫做ZBLAN。任务完成后，宇航员可以拔掉设备，并将其放入龙太空舱，它将于明年1月份返回地球。MIS在新闻稿中称，在微重力环境下制造光纤将大幅改善其性能。拉什表示，当在太空制造的材料返回地球，并经过MIS的测试后，他们计划开始销售。

为了发送短距离数据，电信公司通常使用携带电子信号的电缆。但在距离较长时，使用激光脉冲照射石英玻璃光纤的成本更低。世界上纵横交错的网线直径只有几十微米，大约与人类头发粗细相当。它们在每个海洋之下和大陆之间运行。这些硅电缆很贵，不是因为它们制造成本高，而是因为不够完美，即使是工艺最好的玻璃也不是百分之百的透明。只要这些电缆是在重力作用下形成的，就会在玻璃中形成晶体。

由于这种晶体的形成，光通过较远的距离后就会变得更弱，这意味着信号必须在其路径上多次增强。这些助推器被称为中继器，安装成本很高。与此同时，它们还会增加每次传输的延迟时间。虽然延迟只以毫秒为单位，但对于从事金融交易或流媒体数据的计算机来说，感觉却非常漫长。

零重力航天器的实验表明，如果这些光纤是在没有重力的情况下制造的，那么晶体的形成就会减少10倍。更少的晶体结构意味着光纤可以通过更长的距离传输信息，这就是MIS希望能够在太空中制造高级光纤的初衷。当谈到ZBLAN的时候，拉什说：“你可以在不添加中继器的情况下在大西洋下铺设光缆。”通常情况下，每隔50或100公里就要增加1个中继器，中继器越少意味着信号延迟越少。他还说，光纤会大幅增加带宽，其传输的数据要比硅光纤多50到100倍。

如果MIS公司可以提供太空光纤，也可以帮助电信公司赚更多的钱。拉什说:“以每千字节为单位计算，当我们可以实现大规模生产ZBLAN时，我们可以同样或更高的价格出售它们。”

太空制造并不像你想象的那么新鲜。早在1969年，宇航员们就开始在太空中焊接，并最终研究了液态金属在失重状态下的行为。但麻省理工学院航空航天学院的博士生安德鲁·欧文斯(Andrew Owens)说：“关键是当时这样做太昂贵了，而且还有一个不可忽视的可能性：如果哪里出现问题，你在发射过程中会失去一切。”

欧文斯现在认为，火箭工业发展迅速，发射可靠性上升，成本下降。举例来说，美国宇航局经常允许其他公司加入他们的发射计划，这就方便了像MIS这样的公司，他们不必再独自承担猎鹰9号火箭发射的6200万美元费用。

拉什说，该公司已经在为ZBLAN设计后续工厂，并希望在国际空间站或不同的商业模块上安装更持久的生产装置，以制造太空光纤。欧文斯认为，这最终可能是开启商业太空经济的一大步，因为“他们正在制造一些你无法在地球上制造的东西。”