太空史诗：国际空间站载人运行20年

20年前，冷战结束尚未超过10年，NASA宇航员比尔·谢泼德（Bill Shepherd）与两名俄罗斯宇航员谢尔盖·克里卡列夫（Sergei Krikalev）、尤里·吉德津科（Yuri Gidzenko）一起挤进一艘联盟号飞船，在万圣夜那天进入近地轨道。

两天后，他们乘坐的小飞船与国际空间站对接，那时候的空间站规模只是现今的一部分。他们的抵达拉开了20年来宇航员常驻国际空间站的序幕。而在NASA领导的国际合作下，国际空间站的建造工作又持续了10年。

国际空间站诞生之初，旨在安抚美苏之间大冲突过后的地缘政治紧张局势，它在国际合作上大致成功了——尽管2003年哥伦比亚号航天飞机失事之后的将近十年间，美国没有了给空间站运输物资的手段，国际空间站却始终都有宇航员常驻。NASA、俄罗斯国家航天集团以及欧洲、日本和加拿大的合作伙伴一直能够互相依靠。

合作之路并不容易。从宇航员最初踏上国际空间站的那一刻起，紧张局面一直存在。谢泼德担任了第一任国际空间站指令长，而他的两位俄罗斯宇航员同行经验更为丰富。谢泼德想给空间站起昵称为“阿尔法”。他的建议获得克里卡列夫的支持，但一些俄罗斯航天官员相信，他们的和平号空间站存在得更早，理应获得被称为“阿尔法”的殊荣。他们认为，新的空间站应该被命名为“贝塔”。另一方面，NASA也没有放弃取名。

然而，谢泼德先行下手。他喜欢阿尔法这个名字，因为它是希腊文字母表的第一个字母，既不属于英语，也不属于俄语。于是，机组登上空间站的第一天，在一次与NASA局长丹·戈尔丁（Dan Goldin）的空对地通话中，谢泼德说道：“空间站第一支考察组要求准许采用无线电呼号‘阿尔法’。”

戈尔丁没有预料到这一幕，他短暂地离开麦克风，与地面上的其他人商议。他回到麦克风旁，说在谢泼德将近4个月的远征期间，批准使用“阿尔法站”这个名字。

这个决定正合机组之意，谢泼德答道：“通话完毕，来自阿尔法空间站。”从那时起，另有60多支考察组轮流驻扎于国际空间站，最近的一支是于2020年10月中旬发射升空的63号考察组。在20年间，国际空间站上至少同时有两名宇航员。

最近的一次发射中，火箭载着联盟号飞船从哈萨克斯坦拜科努尔飞往国际空间站，发射的几天前，参与任务的NASA宇航员凯特·鲁宾斯（Kate Rubins）在启程前的最后一次新闻发布会上，对于国际空间站载人运行20周年致辞道：“我认为，国际空间站是人类历史上最不可思议的工程成就。见到这个完全由人类制造出的、飞翔于地表之外的庞大机器在20年后仍然坚守在太空中，真叫人惊叹。”

国际空间站独一无二，从来没人建造过这样庞大的宇宙飞船，也从来没有飞行这么久过。在这个层面上，空间站每天都在测试“何为可能”的极限，值得去思考一下空间站的种种成就。这些成就远远超出地缘政治，范围从太空探索的科学直至太空的商业化利用。然而，业界越来越担心，可能替代者尚未出现，空间站却早早退役，终结人类在环地轨道上的20余年探索。

“这至关重要，”NASA局长吉姆·布里登斯汀（Jim Bridenstine）谈及近地轨道未来计划时说道，“而且它永远得不到充足资金。”

国际空间站的成就

国际空间站并不便宜。具体多少要看你是如何清点的——譬如说，鉴于航天飞机在21世纪头十年几乎只用来建造国际空间站，该把多少比例的航天飞机预算包括进去？从空间站将近30年前开始建造算起，NASA已经花费了1 000亿到1 500亿美元来组装和维修保养空间站。然而，作为这笔投资的回报，NASA、美国和全世界早已收获良多。

首先，国际空间站名副其实。除了在局势日趋紧张的时期提供俄罗斯和美国两国之间宝贵的外交联系，这座环绕地球运转的实验室向全球许多国家开放了太空。

NASA的国际空间站项目经理乔尔·蒙塔尔巴诺（Joel Montalbano）受访时表示，空间站迄今已经与108个国家建立联系，要么是让该国宇航员登上空间站，要么是在空间站上做源于该国的研究，要么是通过延展活动的形式。

在空间站出现之前，NASA的宇航员在航天飞机任务中，大多在太空中度过10天或两个星期。现在，宇航员通常是6个月后轮换。斯科特·凯利（Scott Kelly）待过11个月，而佩吉·惠特森（Peggy Whitson）、克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）和德鲁·摩根（Drew Morgan）都在太空中待过9个月或更久。这使得地球上的科学家和物理学家能够研究，在微重力环境下待得更久的话，它会如何影响人体的生理机能。

好消息是，随着人类在太空中待的时间超过6个月，科学家并没有发现任何令人大吃一惊的情况，也没有任何特别引人注意的状况。蒙塔尔巴诺说，要帮助空间站任务的参与者，所需的措施相当直接——时不时给予长期驻守在空间站的宇航员额外的休息日，确保他们在地球上的家人与爱侣得到精心的照顾。在人类派出的宇航员担负更久的任务、更深入地探索太阳系乃至前往火星之类的地点之前，国际空间站上的研究是极其重要的。

目前，空间站也在科学研究上发挥作用。这座绕着地球运转的实验室提供了一项在地球上难以获取的资源：微重力。在头十年里，空间站上几乎没有可供科研的时间，因为大部分工作都花在建造空间站和维修设施上。当空间站在2010年实质完工后，美国的航天飞机又全部停飞，运输要靠俄罗斯的宇宙飞船，NASA的工作受到限制，大多时候在空间站上只有大约两名美国宇航员。

商业载人计划的出现改变了局势。由SpaceX的载人龙飞船执飞的每次任务中，NASA将能够派出4名宇航员，而不是过去的3名。第4名宇航员的时间几乎完全用于科研。这将使得用于科研的“宇航员时间”翻倍，从每周35小时增加到70小时。

最后，空间站已经为美国公司提供了一个宝贵的平台，让它们能将业务延伸到近地轨道。SpaceX公司、诺斯罗普-格鲁门公司和波音公司都能够开发太空货运和载人运输系统，激励太空飞行活动。太空制造公司、纳诺拉克斯公司和其他类似的公司已经从中获益，他们能够在微重力环境下测试制造和其他活动，又不必开发迷你空间站，经历难以克服的困难。

在美国，商业太空探索已经成为一个正在崛起的产业，其中的许多活动都能从某个角度追溯至国际空间站。

空间站的未来

2018年1月，特朗普政府发起关于国际空间站未来的讨论，提出对于这座轨道运行实验室的“直接”支持会在2025年结束。那时候，白宫方面声称，NASA应当转变成“具近地轨道能力的商业化供应方”。

这个想法立刻遭遇来自国会的阻力，尤其是来自德克萨斯和佛罗里达等州议员的反对，这些州从国际空间站相关的工作岗位中获益匪浅。结果，尽管有人在讨论由商业公司20世纪20年代接手近地轨道任务（可能是通过建造独立空间站的形式），未来仍然混沌不清，不存在明确的方案。

在最近的数月里，布里登斯汀一直在对此事发出警示：“未来会有一个国际空间站停止的日子。我们真心喜爱国际空间站，但我们不得不考虑事实，20年是一段很长的时间。我们目前就得要做出投资，那样我们在近地轨道上不会出现缺口。”

他提到的缺口是指NASA在历史上遭遇过的难题。在1975年的最后一次阿波罗任务后，NASA丧失了将宇航员送入太空的能力，直至6年后的首个航天飞机任务。后来，在航天飞机退役后，NASA又有9年丧失能力的空窗期，直至2020年5月载人龙飞船大获成功。

眺望未来，NASA似乎在太空运输上一定能大放异彩，这多亏了载人龙飞船、波音的星际航线飞船、NASA旗下可能成真的猎户座太空船和太空发射系统火箭。但假若在近地轨道上没有目的地，除了月球，这些全新的太空载具就无处可去。布里登斯汀和航天产业的多数人士都相信，对于美国太空事业的未来而言，至关重要的一点是美国要拥有活力十足的近地轨道经济。近地轨道这片靠近地球的区域被视为更深入探索太空的踏脚石。

如上所述，布里登斯汀和白宫一直在要求每年拨款1.5亿美元来激励国际空间站的商业继任者的发展。这笔资金会资助研究，帮助有兴趣的公司着手自行开发硬件。然而，在2020财年内，NASA仅仅从国会收到1 500万美元拨款。2021财年的一项类似要求也许重蹈覆辙，再一次仅仅收到这么点拨款。

这种不太热情的回应表明，国会更希望让国际空间站在太空中飞行得尽可能地久一些。这还是有可能的。蒙塔尔巴诺说，国际空间站至少能运转到2030年。

“目前各方同意国际空间站运转到2024年，而从工程学立场来说，空间站能撑得更加久。”蒙塔尔巴诺说，“我们期望它能运转到2028年，而且没有什么问题。”

问题在于运行这座日渐陈旧的空间站，做好维修保养，保证物资供给，而且送宇航员到近地轨道、再将他们接回来的花费昂贵。空间站项目每年要耗费NASA大约40亿美元的资金。假如NASA希望将人类活动范围进一步延伸，超过近地轨道，到达月球的话，就用得上这笔资金。所以，假如商业公司准备接手近地轨道任务，NASA就能腾出手来开展进一步的探索。

但是，商业公司是否准备好了？没人给得出答案。

商业化的替代选项

2016年4月，猎鹰9号火箭发射升空，担负给国际空间站运送补给物资的任务。在龙飞船携带的货物中，包括一个1.4吨重的模组，它会在那年夏天安装到国际空间站上。它充气膨胀之后，会达到4米直径，这个毕格罗可充气活动舱（BEAM）从那时起就被用来测试在太空私人开发可充气居所的潜力。

毕格罗宇航公司的创立者鲍勃·毕格罗于2018年2月宣布，他个人资助一项研究，评估在近地轨道空间站开展商业活动的潜力。在与记者的电话沟通中，毕格罗表示他不确定有多少人会对环地球轨道旅行感兴趣，又有多少公司会愿意支付数百万美元进行研究，而那些不具备太空项目能力的国家是否会利用私营空间站。但他想要找出答案。

毕格罗从未公开发表研究的结果，这个细节大概能让我们察觉一些真相。而在2020年春季，毕格罗大刀阔斧地关闭了他的宇航公司。

这是近地轨道商业化和私营空间站的真正难题之一。如果太空活动少了政府机构的出资或大幅补贴，没人吃得准这些太空活动有多少潜力。此外，私营公司表示政治上的不确定性也是个问题，他们不知道国际空间站到底会继续运行多久。

“NASA的计划是确保美国不会遭遇空间站的缺口，我对此越来越忧虑。”太空服务公司纳诺拉克斯的共同创办人杰夫·曼博（Jeff Manber）说，“我知道有一股强大的推动力量在促使空间站的预算持续到2030年，这很好。然而，空间站是一项复杂的技术奇迹，已经用了20个年头，上面有些硬件甚至更加老旧。我们需要现在就开始规划，利用美国商业能力的优势。”

NASA一直计划同时推进两条不同的路线，借此刺激商业空间站的研发。一条路线是允许一家商业公司着手建造一个对接国际空间站的太空舱，让它使用空间站的电力、通信和其他资源，同时自行研发技术。另一条路线要求开发“飞行器”（Free-flyer）概念，但NASA已经决定搁置这条路线。曼博表示，NASA的这个决定阻碍了民营部门在近地轨道领域的创新潜能。

至少就目前而言，NASA仅仅推进了让商业开发太空舱对接空间站的计划。2020年1月，NASA授予一份价值1.4亿美元的合同给Axiom太空公司——该公司的共同创办人之一是担任过国际空间站项目经理的迈克尔·苏弗雷迪尼（Michael Suffredini）——合同内容是将一个商业空间站对接到国际空间站的正面。Axiom公司的首席技术官马特·翁德勒（Matt Ondler）说，这个太空舱主要由私有资金赞助开发，计划于2024年发射升空。未来，这个舱会给到达空间站的私人访客居住。Axiom公司迄今已经募集大约2 000万美元，即将获得一笔“非常高”的B轮融资。

Axiom公司计划陆续再发射两个太空舱，到2028年发射第4个太空舱，它会携带一个大型太阳能电池阵列，能够独立于国际空间站，在近地轨道中飞行。到了那时，其他的太空舱有可能脱离国际空间站，组成一个全新的太空载具。

被问及是否担心商业化市场的潜在规模时——NASA有兴趣租借私营空间站，但并不打算支付大笔资金、负担大部分成本——翁德勒说，在他看来，最早期的市场来自私人宇航员。具体地说，除了太空游客，还有那些自身没有发射能力的国家派出的专业宇航员。最终，他期望制药行业、光纤缆线制造、微重力环境下的其他技术带来的获益会抵消大部分支出。

“商业宇航员在前期很重要，但在未来，制造业会大幅超越这部分收入。”翁德勒说。

他鼓励NASA和政策制定者继续寻找途径，支持商业空间站，提高NASA设施的可用性（譬如中性浮力实验室，私人宇航员能在那儿接受微重力环境下活动的训练）。他在最后表示， Axiom公司全力支持让国际空间站运行到2028年。

国际空间站的遗产

NASA和俄罗斯最终仍然要敲定方案，商讨如何让庞大的国际空间站安全地重新回到地球大气层。但目前清楚的一点是，无论空间站何时寿终正寝，它会留下一份关于全球太空飞行尝试的永远的遗产。凭借这个项目，全世界的几个最发达国家首次合力打造出一项意义深远、影响长久的太空飞行事业。

然而，应该将它视为进步吗？毕竟，在20世纪的60和70年代，NASA已经将人类送上月球。而以国际空间站来看，在最近20年里，宇航员始终被局限于地球表面之上几百公里远的地方。

罗伯特·珀尔曼（Robert Pearlman）是一位太空史学家，与他人合著了《空间站：在太空工作的艺术、科学和现实》。他表示，国际空间站应当被视为阿波罗号之后的重要一步。阿波罗号就像是速成课程，追求的是到达目的地。相比而言，空间站更需要一些技巧，使其成为一项长久的任务。

“在某些方面，与阿波罗登月或之前的任何一件太空成就相比，国际空间站代表了更伟大的工程壮举。”他说，“在过去20年里建造和运行空间站要求有史无前例的国际合作水平，甚至在某些时候，合作国彼此之间因为毫不相关的地球事务发生龃龉，却依然保持合作。此外，要设计出不仅经久耐用，而且能可靠地运行20年的关键系统，这或许是个独一无二的挑战，只有国际空间站项目才经历过。”

NASA成功地到达了月球，但对于探索深太空的长期项目来说，还有需要完成的事，国际空间站为此提供了平台。除了研究宇航员的身体状况，在国际空间站上的工作促使太空漫步的技术更加成熟，为机组和地面支持团队提供如何在远离地球的环境下维修复杂装备的宝贵经验，并开发出闭环维生系统。

珀尔曼说，空间站也为下一代的探索者留下另一份重要遗产。这一代探索者正在长大成人，在他们的期望中，人类生活在太空是完全合乎自然的事。“由于社交媒体和其他技术的出现，国际空间站已经给公众提供一个无与伦比的、参与当前太空任务的机遇，对于极少数人而言，他们还能成为太空飞行的实际参与者。”珀尔曼说道，“在人类历史上，公众首次没有被局限于仅仅旁观这一壮举，而是能与宇航员们互动，空间站上进行的科学研究成了例行常规。这也许是空间站对太空探索的未来做出的最大贡献。”

空间站应该成为人类朝着周围的宇宙迈出的第一步。但为了实现这个目标，空间站必须继续发光发热。

资料来源 arstechnica.com