太空轮原理及其在深空运输中的应用构想

摘要

提出一种基于旋转缆绳结构的新型空间基础设施——“太空轮”系统，并系统阐述其在近地轨道、地月空间、行星际航行及小天体开发等多场景下的应用构想。该方案利用数千米至数十千米长的回转缆绳将不同的空间装置（如动量站或动量承载体）与挂靠器相互连接并相互回旋形成太空轮，允许其他途经的飞船与挂靠器短暂对接后借助旋转运动实现高效动量交换，从而大幅降低深空任务对推进剂的依赖。具体而言，可在近地空间构建回转式太空梯；在火卫一或小行星上可构建固定式太空轮，为火星或资源开发任务提供速度增量；运行于地心高偏心轨道的“月球渡船”可周期性往返地球与月球；而日心轨道上的“行星渡船”则有望形成覆盖水星至小行星带乃至木星轨道的行星际“公交网络”。此类系统具备数十年服役潜力，其旋转结构不仅能提供可控的人造重力以保障乘员健康，还可集成辐射防护层，提升载人深空飞行的安全性。尽管在超长缆绳材料、自主交会对接、柔性多体控制及空间交通管理等方面仍面临工程挑战，但随着先进材料与在轨服务技术的发展，太空轮有望成为未来可持续太阳系探索与开发的关键支撑平台。

关键词

太空轮 / 动量交换 / 空间运输系统 / 行星际公交 / 人造重力 / 小天体开发 / 深空基础设施