來(lái)源:環(huán)球時(shí)報(bào)
【環(huán)球時(shí)報(bào)特約記者 謝昭】隨著國(guó)際空間站在2030年退役的年限越來(lái)越近,美國(guó)被迫開(kāi)始考慮下一步的替代方案。美國(guó)《航空周刊》網(wǎng)站8日稱,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)計(jì)劃通過(guò)資助多個(gè)商業(yè)空間站的方法,確保美國(guó)未來(lái)依然能夠在近地軌道上有相對(duì)長(zhǎng)期的立足點(diǎn)。
放棄永久性載人空間站
報(bào)道稱,NASA發(fā)布了近地軌道商業(yè)開(kāi)發(fā)計(jì)劃第二階段合作提案公告草案。NASA正在征求對(duì)草案的意見(jiàn),截止日期為9月12日。該草案反映了NASA代理局長(zhǎng)肖恩·達(dá)菲支持商業(yè)空間站發(fā)展的新設(shè)想,即采用靈活的合作模式取代傳統(tǒng)的固定價(jià)格合同,繼續(xù)支持商業(yè)空間站的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。美國(guó)“太空新聞”網(wǎng)站稱,值得注意的是,NASA的這份草案偏離了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo),即建立一個(gè)與國(guó)際空間站性質(zhì)類似、可以永久性搭載宇航員的近地軌道空間站,而是僅要求商業(yè)空間站能支持4人宇航員乘組在軌停留1個(gè)月。根據(jù)NASA的計(jì)劃,通過(guò)資助商業(yè)空間站,將確保它們能在2030年之前完成載人演示任務(wù)。雖然該任務(wù)可能沒(méi)有NASA宇航員參與,但入選公司仍須對(duì)空間站的核心功能,及其與載人、貨運(yùn)系統(tǒng)之間的兼容性進(jìn)行全面驗(yàn)證。
由充氣艙段組成的“軌道礁”空間站概念圖
之所以NASA的時(shí)間表如此急迫,是因?yàn)楫?dāng)前多國(guó)聯(lián)合建造的國(guó)際空間站已經(jīng)瀕臨退役。國(guó)際空間站始建于1998年,初始設(shè)計(jì)壽命為15年,如今已經(jīng)在軌運(yùn)行了27年,超期服役過(guò)程中,金屬疲勞、太空輻射和微流星體撞擊導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)損傷問(wèn)題日益嚴(yán)重,多次出現(xiàn)危險(xiǎn)的漏氣事件。同時(shí)國(guó)際空間站昂貴的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也導(dǎo)致參與各國(guó)越來(lái)越難以承受,再加上俄烏沖突爆發(fā)后,美俄太空合作受阻,雙方都沒(méi)有意愿延長(zhǎng)國(guó)際空間站的運(yùn)營(yíng)。現(xiàn)有計(jì)劃顯示,國(guó)際空間站將在2030年完成受控離軌,最終?墜入南太平洋預(yù)定的“航天器墳場(chǎng)”。
“太空新聞”網(wǎng)站稱,NASA提出的新草案將導(dǎo)致商業(yè)空間站的運(yùn)營(yíng)公司被迫重新評(píng)估其計(jì)劃,因?yàn)橹暗挠?jì)劃重點(diǎn)是建立永久性的載人空間站。“該草案還引發(fā)地緣政治擔(dān)憂,因?yàn)閲?guó)際空間站退役后,中國(guó)天宮空間站將是近地軌道上唯一的大型載人空間站,而美國(guó)將退回到僅具備間歇性在軌部署能力?!?/p>
但也有人支持NASA的這份草案。NASA前商業(yè)航天主任菲爾·麥卡利斯特表示,鑒于NASA在載人空間站項(xiàng)目上面臨的資金短缺和緊迫時(shí)間表,如果按照之前的規(guī)劃,美國(guó)的商業(yè)空間站不可能在國(guó)際空間站脫離軌道時(shí)準(zhǔn)備就緒。
各有特色的商業(yè)空間站
美國(guó)“太空”網(wǎng)站介紹稱,目前美國(guó)已經(jīng)有多個(gè)同步推進(jìn)的商業(yè)空間站計(jì)劃,NASA在2026-2030財(cái)年期間預(yù)計(jì)將為整個(gè)近地軌道商業(yè)開(kāi)發(fā)計(jì)劃提供21億美元資金,用于美國(guó)公理太空公司(Axiom Space)、藍(lán)色起源公司等開(kāi)發(fā)的相關(guān)空間站項(xiàng)目。但這些商業(yè)空間站進(jìn)度不一,能否滿足NASA的需求也存在巨大的不確定性。
由美國(guó)公理太空公司提出的模塊化太空站計(jì)劃原本是依托國(guó)際空間站開(kāi)發(fā)商業(yè)項(xiàng)目,然后逐步建造太空艙模塊,將它們逐一發(fā)射并連接到國(guó)際空間站,于2028年在軌組裝成形,最終在國(guó)際空間站退役前完成脫離,成為獨(dú)立運(yùn)行的商業(yè)空間站。該空間站包含居住艙、研究制造設(shè)施、動(dòng)力模塊等,最終可支持最多8名宇航員。但該項(xiàng)目遭遇了資金短缺和進(jìn)度推遲,最初計(jì)劃2020年發(fā)射首個(gè)模塊,現(xiàn)已推遲到2026年。
由藍(lán)色起源公司牽頭,聯(lián)合塞拉太空公司、波音公司等共同打造的“軌道礁”空間站屬于多用途商業(yè)空間站。依托于藍(lán)色起源公司的發(fā)射能力、塞拉太空公司的“逐夢(mèng)者”貨運(yùn)航天飛機(jī)以及波音的航天經(jīng)驗(yàn),該空間站計(jì)劃于2028-2030年間進(jìn)入全面發(fā)射和太空組裝階段。該空間站初期規(guī)劃容積為830立方米,計(jì)劃常住10人,規(guī)模略小于國(guó)際空間站,但設(shè)計(jì)上允許通過(guò)附加更多模塊繼續(xù)擴(kuò)充?!败壍澜浮笨臻g站創(chuàng)新地采用由高強(qiáng)度復(fù)合材料制造的充氣艙段,從而可以大幅度降低建造成本。
“星空實(shí)驗(yàn)室”空間站由美國(guó)旅行者太空公司、洛克希德·馬丁和歐洲空客公司等聯(lián)合開(kāi)發(fā),屬于小型專業(yè)空間站,包括一個(gè)可容納4人的居住模塊和一個(gè)服務(wù)模塊,配備機(jī)械臂和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)接口,專注于支持微重力下的科學(xué)研究。相關(guān)設(shè)備和模塊計(jì)劃通過(guò)美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的“星艦”超重型運(yùn)載火箭一次性發(fā)射送入軌道,旨在降低成本和提高效率。2025年3月,“星空實(shí)驗(yàn)室”空間站通過(guò)NASA的初步設(shè)計(jì)評(píng)審,目前已進(jìn)入全面開(kāi)發(fā)階段。
美國(guó)航空航天初創(chuàng)公司Vast Space最近也提出了“避風(fēng)港2”號(hào)商業(yè)空間站計(jì)劃?!疤招侣劇本W(wǎng)站稱,它的外觀和內(nèi)部設(shè)置與傳統(tǒng)空間站截然不同,“如同一家豪華酒店”。報(bào)道稱,該公司在2024年舉行的第75屆國(guó)際宇航大會(huì)上展示了“避風(fēng)港2”號(hào)商業(yè)空間站的模型,其內(nèi)部沒(méi)有冷冰冰的金屬艙壁,而是采用楓木裝飾,“為空間站帶來(lái)豪華酒店氛圍”。該模型顯示,它設(shè)置有健身房、娛樂(lè)室和舒適的睡眠艙,包括正在申請(qǐng)專利的充氣羽絨被,“可以給空間站上的宇航員賓至如歸的感覺(jué)”。
“避風(fēng)港2”號(hào)空間站同時(shí)也能夠滿足NASA提出的相關(guān)要求,配備了一系列最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施,旨在支持微重力研究和太空制造任務(wù)。艙外活動(dòng)氣閘室將允許宇航員像在國(guó)際空間站上一樣進(jìn)行太空行走和維護(hù),而機(jī)械臂將管理外部載荷。
在軌太空研究成果眾多
盡管美國(guó)當(dāng)前有多個(gè)商業(yè)空間站項(xiàng)目在同步推進(jìn),但美媒承認(rèn),這些項(xiàng)目也普遍面臨巨額資金需求、技術(shù)難題、市場(chǎng)不確定性等挑戰(zhàn)。為何美國(guó)依然要堅(jiān)持建設(shè)新的空間站呢?
“太空”網(wǎng)站稱,除了政治方面的因素之外,無(wú)論是NASA還是這些商業(yè)航天企業(yè),都認(rèn)為借助空間站保持軌道太空研究能力,對(duì)于維持美國(guó)的航天和科技優(yōu)勢(shì)意義重大。在國(guó)際空間站項(xiàng)目上,美國(guó)已經(jīng)獲得了相當(dāng)可觀的技術(shù)成果。例如太空中的微重力環(huán)境消除了地面上的沉降、對(duì)流等干擾,使得一些新材料和新的制造工藝成為可能。科學(xué)家們?cè)趪?guó)際空間站上觀察到了一種名為“冷焰”的特殊燃燒現(xiàn)象,這對(duì)理解燃燒基礎(chǔ)原理、開(kāi)發(fā)更高效清潔的發(fā)動(dòng)機(jī)具有重要意義;國(guó)際空間站上的微重力環(huán)境為生命科學(xué)研究提供了獨(dú)一無(wú)二的平臺(tái),蛋白質(zhì)在太空中能生長(zhǎng)出更大、更純凈的晶體,有助于科學(xué)家更精確地解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),從而加速新藥的研發(fā)進(jìn)程;國(guó)際空間站上為保障宇航員生命需求而開(kāi)發(fā)的水回收系統(tǒng),能回收高達(dá)98%的廢水,相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于高效的地表水凈化系統(tǒng)。
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