前景广阔的空间建筑业

现在国外一些大型科研中心的蓝图上，已描绘出永久型空间站、空间制药厂、空间冶冻厂、空间太阳能电站、空间旅馆、空间医院等的结构外形与施工方案。不久的将来，空间建筑师们就要奔赴太空，去那里开工建设了。科学家们确有把握预言，到 21 世纪初，空间建筑业定会有较大的发展。

处于特殊环境中的太空工地，具有许多不同于地面工作的特点。在广阔无垠的太空中，万籁俱寂，由于是一片茫茫的真空宇宙，尽管空间建筑工人在那里紧张地架设桁架、固定接头，但丝毫也听不到通常的叮

■响和砰啪声。失重条件又给建筑师们带来了许多方便，人们有可能建筑任意形状和大小的建筑物，不需要过多地考虑建筑材料的承压力和所配置的设备载荷。但是，由于空间温度的急剧变化，也会给建筑业造成严重的困难，这就是使材料和构件变形，因此，必须寻找象石墨一类的膨胀系数低的建筑材料，以满足空间建筑业的需求。

空间建筑业是一个新型行业，需要突破许多技术难关，比如空间装配技术就是其中之一。大型太空建筑结构，离不开横梁和桁架，空间用的桁架体积很大，从几百米到几千米不等，在地面很难制作，也无法运输。通常在地面把横梁卷绕成盘状，装在航天飞机的货舱内，送入太空工地后，由横梁制作机自动地把盘状材料切割成所需的长度，以供架设太空结构用。横梁制作、横梁装配、桁架展开以及成品结构总装，是建造大型太空构件的四个主要步骤，它们都必须在太空进行。通常，首先将第一批运送到太空的组件，拼接成立方形的空间建筑的中心体，或者利用折叠式的梁在空间展开，再竖成中心体。在中心体上装配新的装配件——起居室、设备舱、生命保证舱、库房等。然后，这些空间建筑工人仍到舱外活动，去装配第二个立方体，在第二个立方体基础上增加更多的装配件，扩大空间建筑物。

建筑工人在太空中作业，如同水中的微粒处于某种悬浮状态，除了使建筑工人产生一些不寻常的感觉外，还带来了许多特殊问题。特别是难以和操作面保持确切的相对位置，并迫使工人在操作时十分谨慎小心，因为稍有大意将扳手或螺栓掉落下去，虽然用不着担心会砸到自己的脚上，但要把它取回来就不那么容易了，它总是在你够不着的地方游荡。为此，空间建筑工人本身以及所使用的工具、部件等，都必须用绳系住。当然，失重对操作工来说也有有利的一面，如太空建筑工人只要用极小的力气就可以安装好地面上十分笨重的构件，这是长期生活在地面上的人们一时无法想象的。

建筑工人在失重情况下开始工作时，首先要做的事就是使自己的身体固定下来，或者从支架上找到一个支撑点，以免从工作地点漂走。为了使建筑工人定位，通常设计了一种带有磁铁或凸轮的专用鞋，鞋底的凸轮可以卡在工件的凹槽内，并采用特殊形状的定位专用工具，它有三种形式：第一种是在螺丝帽的孔内嵌入钢扣簧的弯曲头，建筑工人的手可握住扣簧而定位；第二种定位设备是固定在带拉杆的螺钉上，拉杆的

另一端则系在建筑工人的腰带上；第三种是在螺帽上套着带有手柄的定位撑杆，建筑工人用手握住支撑杆就能定位。所有这些设备，都会有助于建筑工人在太空失重下的定位。为了适应太空环境，人们在地面建筑中常用的工具不能立即拿到太空中去使用，必须加以改进与革新。比如太空用的锤子与地面的完全不一样，其结构非常简单，但构思却很独特， 锤子的敲击部分采用空心的，内部装的是金属球，当敲击时，下面的球往上跑，而上面的球则往下行，通过它们之间的摩擦来消除反冲力。因此，这种锤子与通常的锤子不一样的地方，就是在敲击后不会出现反弹力，有利于操作。太空用的剪刀做得也很巧妙，剪刀与手柄是组装而成的，根据需要可把剪刀卸下，而把平口钳、克丝钳等不同的工具换到手柄上去，还由于采用了双臂传动系统，使建筑工人操作起来十分省劲。太空钻孔专用机做得更为别致，其形状为圆锥形，有趣的是钻孔钻进的材料越深，钻出的孔就越大，操作时无需用力去压它，它会自动地伸进所加工的材料中去。此外，还有一种空间用的消旋电气传动装置，其原理是在使转子旋转的同时，定子 也在旋转， 只是旋转的方向不同，结果是一种方向的旋转抵消了另一方向的旋转，因而也无反作用力产生。在这种消旋电气传动装置上，装上圆锯、螺丝刀、钳子、冲孔器等，在操作时，手既感觉不到振动，亦感觉不到有后坐力的存在，而且几乎听不到响声。

进入大型空间站、空间太阳能发电站等建设时期，为了减轻工人的劳动强度，最好的出路是全面实施机械化。一种是使用遥控机械手，它有 7 个自由度，能模仿人的肩、肘、腕、手的动作，可在太空架设桁架。另一种是自动遥控架梁机，它带有一个安装控制器的敞开式工作台，与地面建筑工程用的液压传动的特种起重机相类似。身着航天服的建筑工人被牢靠地固定在平台上，利用遥控机械手可进行 50 米外的空间作业。此外，还有一种经过精心设计的舱式机械手，也叫做自由飞行器或轨道机动飞行器，建筑工人在里面可不穿航天服进行操作，这种飞行器能在太空中自由飞行，为建筑工人任意漫游太空工地、运输物资器材、架设横梁桁架、救护失去工作能力和处于困境的工作人员提供方便。

在大规模空间建筑开始之后，需要在空间建立长期性的低轨道载人建筑基地。这种基地应能容纳若干个小型作业组在里面工作、生活三个月，基地内配备有自动桁架制造机、架梁机械、各种备件与工具、特种预制件以及供组员生活保障的物资。此外，为了把工人和物资及材料等从低轨道转移到高轨道上去，还需要配备载人变轨飞行器，亦称轨道转移飞行器。

21 世纪，在令人神往的空间建筑事业中，将出现装有吊车的大型货舱，可以在导轨上移动，并设有固定的控制指挥中心。到那时，空间机器人也将成为空间建筑的主力军，空间建筑工人完全可以象地面现代化工厂那样从事工作，坐在信号灯闪烁的控制台前，远距离操纵各种各样的机械设备与仪表，创造出更加光辉灿烂的人类文明。当空间建筑业兴旺发达时，大兴土木建造空间城市的日子也就指日可待了。