羡慕马斯克的龙飞船?自己动手搞航天
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发布时间:2022-10-16 23:51
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时间:2023-10-25 13:41
文:HypnosiaVX5
前些日子,美国民营航天公司 SpaceX 成功把两名 NASA 宇航员送入国际空间站,这标志着人类首次商业载人航天取得了突破。
北京时间 5 月 31 日,SpaceX 的猎鹰九号火箭顺利升空,将龙飞船“奋进号”与两名 NASA 宇航员送入地球轨道。
火箭点火 9 分钟后,猎鹰九号一级助推器稳稳当当地停在了回收平台上。
而“奋进号”则在 19 小时后与国际空间站成功对接。
两名宇航员顺利进入空间站的当晚,SpaceX 的创始人马斯克在新闻发布会上激动地说:
SpaceX 的成功确实意义重大,这标志着史上首次商业载人航天取得了成功,或将揭开人类航天由国家主导变为商业主导的序幕。
毕竟这项事业实在是门道太多、难度太大,以往不仰仗国家级的投入与统筹就难以成事。SpaceX 团队能开商业航天之先河,不知排除过多少困难。
就拿最微观的操作问题来说,这次 SpaceX 龙飞船航天任务的“临门一脚”——与国际空间站对接——就相当不容易。玩一玩 SpaceX 官方的“空间对接模拟器”(iss-sim.spacex.com),相信就能对个中难处有所体会。
这款模拟 游戏 需要玩家手动操作飞船,飞行 200m,然后在位置误差小于 0.2m、角度误差小于 0.2°、相对速度小于 -0.2 m/s 的情况下接触空间站。看起来挺简单,但做起来却意外难。
一方面,你需要考虑六个自由度,包括前后、上下、水平三种平移,俯仰、左后、顺逆时针三种角度;另一方面,由于宇宙阻力可以忽略不计,往某个方向施加轻微推进后,就足以让飞船一直往那个方向飘下去,得找准时机反向推进才行。
所以玩这 游戏 的最好是遵循“小步子原理”,求稳不图快。但 游戏 公布后,不少玩家却试着用“大力出奇迹”的思路开飞船,争取在数分钟内把船停稳,实现速通。
值得注意的是,SpaceX 这次送上天的龙飞船大胆采用了触屏作为操作界面,而 游戏 里的 UI 就与现实飞船的如出一辙。若你能在模拟器里麻溜对接,起码证明你开飞船手法没问题,建议赶快给 SpaceX 投简历(误)。
搞航天的难处当然不仅限于对接,在这之前还有个把飞船送上天的难题。
就算是锐意进取如 SpaceX,在这方面也吃过不少瘪。几年前回收火箭技术尚未成熟时,只要 SpaceX 的猎鹰火箭拉进试验场,世人便要笑着说:来了来了,马斯克老板又要表演炸火箭烧美刀了!
炸着炸着还炸成了 SpaceX 的“传统”,甚至在龙飞船成功发射的前一天,他们还搞炸了一台星舰飞船的原型机……
想要体验航天器研发过程中的艰辛(与爆炸),目前来说最合适的 游戏 应该是大家熟悉的《坎巴拉太空计划》。
在这个老牌航天 探索 模拟 游戏 里,玩家负责外星种族坎巴拉人(“小绿人”)的所有航天工程,涉及火箭设计、航程规划、空间站建设、登陆外星几乎所有方面。
但为了模拟现实航天工业的复杂度,这 游戏 采用了一套相对真实(偶尔鬼畜)的物理系统,因此最基本的“火箭设计”都可能牵涉到一些专业知识,刚上手时发射失败简直是家常便饭。
失败的次数多了,便有人开发出另类玩法,比如“坎巴拉烟花计划”,信奉“艺术就是爆炸”,反正烧的是坎巴拉的钱。
还有“坎巴拉宰人航天”,追求“太空中没人听得见你尖叫”,反正死的是坎巴拉宇航员。
当然,《坎巴拉太空计划》并不只有“谋财害命”这一种胡*玩法,只要深入学习“坎巴拉物理学”并安装一些 Mod,这 游戏 分分钟变成释放想象力的硬核舞台。羡慕 SpaceX 的猎鹰九号和龙飞船?你完全可以在 游戏 里复刻一套,再用摇杆操纵着飞进星河。
那与龙飞船对接的国际空间站怎么办?别怕,在“坎巴拉”的创意工坊里,早就有各路玩家上传的国际空间站仿真模型。此外,你还可以找到不少看似奇葩却意外好玩的脑洞飞行器。
不过我们也得注意到,《坎巴拉太空计划》在航天模拟方面水准超群,却鲜有描述“是什么支撑起了航天工业”。只要钱与设计图到位, 游戏 里的小绿人就能变魔术般瞬间攒出飞船。
但现实里搞航天可没这么简单,马斯克就为他的梦想构建了一个规模不小的产业群:
可以说,马斯克为了一个火星梦,动用财力、能力、个人魅力,组建起一个横跨多个领域的商业帝国。我们普通玩家未必能做到这种程度,但咱也可以在某些 游戏 里体味供应航天的千头万绪。
比如建设类 游戏 《异星工厂》就要求你操纵一个不老不死的永动工程师,从零开始飞向宇宙。
前两天,这 游戏 为避《赛博朋克 2077》锋芒,“反向跳票”到 2077 前一个半月发售正式版。老实讲这个决策很有道理,因为如果是第一次接触《异星工厂》,用业余时间慢慢玩,搞不好真得花一个多月才能把卫星送上天。
以生产卫星需要的蓝色芯片为例,做这玩意需要另外两种芯片和一点硫酸,换算成基础原材料,就是若干铜、铁、塑料、硫酸。
为了获取铜、铁等金属材料,你需要修建矿区、冶炼厂、加工厂,然后用传送带和铁道把它们连接在一起。
为了获取塑料、硫酸,你需要开采石油,设立精炼厂,然后用管道导流各类液体中间产物。
然后为了让上述设施运转起来,你还需要安排火力、太阳能、核能发电厂,铺设电塔与配电站等基础设施。
这么一通忙活下来,一片荒凉空旷的外星平原,可能就会被你改造成彻夜轰鸣的巨型工业园。
如此规模的工业化,仅仅是为了生产小小的蓝色芯片;而《异星工厂》想做出火箭与卫星,需要的远不止于几块蓝色芯片,这就意味更多、更大的工业建设……天啊,过于复杂,得开线上模式招工具人朋友帮忙才行!
不论是《异星工厂》、《坎巴拉太空计划》,还是 SpaceX 官方的空间对接模拟器,玩起来都不免有些繁琐,偶尔还会让人不爽。
但越玩这些 游戏 ,我就越佩服现实里为航天事业添砖加瓦的劳动者。是他们建立起了牢固而广泛的工业基础,让发展航天成为可能;是他们在在不断的试错中改进设计,克服万难保证成功率;是他们凭着冷静与耐心进行操作,确保航天任务顺利推进。
美国确实有值得敬佩的航天人,所以他们的 SpaceX 与 NASA 才创造了 历史 。
咱们这边更不缺这样的航天人,他们正在让 2020 成为中国航天大年:新一代载人飞船试验船已成功发射,有探测器将在不久后被送往火星,还有嫦娥五号探月计划预定在年内开展。
正因为他们在砥砺前行,才让我们坚信人类终究会飞出地球摇篮;未来的征途,必然是无垠的星辰大海。