姓名：蔡世翔
學(xué)號(hào)：16020710007
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【嵌牛導(dǎo)讀】：本周五，伊隆·馬斯克（Elon Musk）所擁有的火箭制造公司SpaceX創(chuàng)造了美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的歷史，成為了首家利用執(zhí)行過發(fā)射任務(wù)的火箭給國(guó)際空間站執(zhí)行補(bǔ)給任務(wù)的公司。
【嵌牛鼻子】：工業(yè)用途太空設(shè)備，新型光纖
【嵌牛提問】：這次SpaceX公司所負(fù)責(zé)搭載的產(chǎn)品是什么？有何作用？
【嵌牛正文】：
這次補(bǔ)給任務(wù)被稱為Commercial Resupply Services（CRS-13），是在佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角空軍基地（Cape Canaveral Air Force）利用Falcon 9火箭來執(zhí)行的，F(xiàn)alcon 9曾在今年6月份執(zhí)行CRS-11任務(wù)時(shí)使用過，所以這次是它的再次使用。
這是NASA首次允許一家私有企業(yè)執(zhí)行這種任務(wù)，同樣也是SpaceX公司第四次使用被稱為“flight proven”助推器執(zhí)行的發(fā)射任務(wù)，前三次發(fā)射也都是使用的Falcon 9火箭。
此次任務(wù)攜帶了2.5噸補(bǔ)給物資和科研設(shè)備，并將運(yùn)送到國(guó)際空間站。這也是NASA首次允許使用以前執(zhí)行過發(fā)射任務(wù)的火箭再次發(fā)射。此次任務(wù)拖延了好幾次，本應(yīng)在12月8日就執(zhí)行的。
美國(guó)空軍太空連隊(duì)在火箭發(fā)射前的一條推特動(dòng)態(tài)中提到，這是2017年從卡納維拉爾角（Cape Canaveral）執(zhí)行的第19次發(fā)射任務(wù)。這同樣也是SpaceX今年執(zhí)行的第17次發(fā)射任務(wù)，今年12月22日還有一次發(fā)射衛(wèi)星的計(jì)劃。
馬斯克的SpaceX是一家全球領(lǐng)先的火箭發(fā)射公司，同樣也成為了歷史上第一個(gè)執(zhí)行過由政府支持的商業(yè)發(fā)射任務(wù)的私有公司。
這個(gè)設(shè)備是這家硅谷公司向國(guó)際空間站發(fā)送的第三個(gè)裝置，也是MIS公司總裁兼首席執(zhí)行官安德魯·拉什（Andrew Rush）所說的“第一個(gè)工業(yè)用途太空設(shè)備”。拉什表示:“我們并非將太空作為反彈信號(hào)的大山，而是制造環(huán)境。這是我們與太空互動(dòng)的第一個(gè)改變。”
當(dāng)這款設(shè)備被接入空間站后，MIS將命令它開始制造近一公長(zhǎng)的新型光纖，叫做ZBLAN。任務(wù)完成后，宇航員可以拔掉設(shè)備，并將其放入龍?zhí)张?，它將于明?月份返回地球。MIS在新聞稿中稱，在微重力環(huán)境下制造光纖將大幅改善其性能。拉什表示，當(dāng)在太空制造的材料返回地球，并經(jīng)過MIS的測(cè)試后，他們計(jì)劃開始銷售。
為了發(fā)送短距離數(shù)據(jù)，電信公司通常使用攜帶電子信號(hào)的電纜。但在距離較長(zhǎng)時(shí)，使用激光脈沖照射石英玻璃光纖的成本更低。世界上縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)線直徑只有幾十微米，大約與人類頭發(fā)粗細(xì)相當(dāng)。它們?cè)诿總€(gè)海洋之下和大陸之間運(yùn)行。這些硅電纜很貴，不是因?yàn)樗鼈冎圃斐杀靖撸且驗(yàn)椴粔蛲昝?，即使是工藝最好的玻璃也不是百分之百的透明。只要這些電纜是在重力作用下形成的，就會(huì)在玻璃中形成晶體。
由于這種晶體的形成，光通過較遠(yuǎn)的距離后就會(huì)變得更弱，這意味著信號(hào)必須在其路徑上多次增強(qiáng)。這些助推器被稱為中繼器，安裝成本很高。與此同時(shí)，它們還會(huì)增加每次傳輸?shù)难舆t時(shí)間。雖然延遲只以毫秒為單位，但對(duì)于從事金融交易或流媒體數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)來說，感覺卻非常漫長(zhǎng)。
零重力航天器的實(shí)驗(yàn)表明，如果這些光纖是在沒有重力的情況下制造的，那么晶體的形成就會(huì)減少10倍。更少的晶體結(jié)構(gòu)意味著光纖可以通過更長(zhǎng)的距離傳輸信息，這就是MIS希望能夠在太空中制造高級(jí)光纖的初衷。當(dāng)談到ZBLAN的時(shí)候，拉什說：“你可以在不添加中繼器的情況下在大西洋下鋪設(shè)光纜。”通常情況下，每隔50或100公里就要增加1個(gè)中繼器，中繼器越少意味著信號(hào)延遲越少。他還說，光纖會(huì)大幅增加帶寬，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要比硅光纖多50到100倍。
如果MIS公司可以提供太空光纖，也可以幫助電信公司賺更多的錢。拉什說:“以每千字節(jié)為單位計(jì)算，當(dāng)我們可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)ZBLAN時(shí)，我們可以同樣或更高的價(jià)格出售它們?！?/p>
太空制造并不像你想象的那么新鮮。早在1969年，宇航員們就開始在太空中焊接，并最終研究了液態(tài)金屬在失重狀態(tài)下的行為。但麻省理工學(xué)院航空航天學(xué)院的博士生安德魯·歐文斯(Andrew Owens)說：“關(guān)鍵是當(dāng)時(shí)這樣做太昂貴了，而且還有一個(gè)不可忽視的可能性：如果哪里出現(xiàn)問題，你在發(fā)射過程中會(huì)失去一切?！?/p>
歐文斯現(xiàn)在認(rèn)為，火箭工業(yè)發(fā)展迅速，發(fā)射可靠性上升，成本下降。舉例來說，美國(guó)宇航局經(jīng)常允許其他公司加入他們的發(fā)射計(jì)劃，這就方便了像MIS這樣的公司，他們不必再獨(dú)自承擔(dān)獵鷹9號(hào)火箭發(fā)射的6200萬美元費(fèi)用。
拉什說，該公司已經(jīng)在為ZBLAN設(shè)計(jì)后續(xù)工廠，并希望在國(guó)際空間站或不同的商業(yè)模塊上安裝更持久的生產(chǎn)裝置，以制造太空光纖。歐文斯認(rèn)為，這最終可能是開啟商業(yè)太空經(jīng)濟(jì)的一大步，因?yàn)椤八麄冋谥圃煲恍┠銦o法在地球上制造的東西?！?/p>
