空間站競(jìng)賽

編譯 王曉濤

在國(guó)際空間站內(nèi)，來(lái)自世界各地的宇航員可以針對(duì)尖端研究方向展開各種各樣的合作。國(guó)際空間站可以說(shuō)是人類歷史上最偉大的成就。但在運(yùn)作了二十年之后，國(guó)際空間站即將關(guān)閉，幾個(gè)新的空間站會(huì)取而代之。雖然這些新站點(diǎn)可以使更多的人得以訪問(wèn)太空，但它們也必然會(huì)造成新的政治和經(jīng)濟(jì)上的緊張局勢(shì)。

由于美國(guó)政府專注于重返月球及登陸火星的計(jì)劃，美國(guó)宇航局（NASA）在近地軌道空間的存在感正在不斷降低。為了過(guò)渡，美國(guó)宇航局希望將設(shè)施出租給私營(yíng)公司運(yùn)營(yíng)的新空間站，以方便宇航員完成任務(wù)。當(dāng)這些空間站準(zhǔn)備就緒時(shí)，NASA就會(huì)將國(guó)際空間站引導(dǎo)進(jìn)入大氣層，使其燃燒并解體。之后，任何希望在太空工作的人都必須在幾個(gè)不同的前哨站中進(jìn)行選擇。這意味著，各國(guó)不僅會(huì)利用這些新空間站來(lái)保障本國(guó)太空項(xiàng)目的實(shí)施，而且還會(huì)將其作為商機(jī)抓緊利用。

“商業(yè)公司現(xiàn)在有能力去做這件事，所以我們不想與之競(jìng)爭(zhēng)?！眹?guó)際空間站主任羅賓·加滕斯（Robyn Gatens）說(shuō)道，“我們希望將低軌業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)交到商業(yè)公司手中，以便政府和NASA可以利用資源在深空領(lǐng)域做更富有挑戰(zhàn)性的事情。”

目前由NASA支持的私營(yíng)公司，比如洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）和杰夫·貝索斯（Jeff Bezos）的藍(lán)色起源公司，可以在未來(lái)十年內(nèi)向地球軌道上發(fā)射四個(gè)空間站。NASA同時(shí)也正在月球附近建造一個(gè)名叫“門戶”的空間站。一枚載有該空間站生活區(qū)必需物的Space X獵鷹重型火箭將會(huì)于2024年發(fā)射。俄羅斯和印度也計(jì)劃將自己的空間站發(fā)射到近地軌道，而目前正在建設(shè)中的中國(guó)天宮空間站內(nèi)，已經(jīng)有宇航員居住。

國(guó)際空間站雖然會(huì)在未來(lái)的某一天停止工作，但具體時(shí)間尚未確定。NASA對(duì)空間站硬件的技術(shù)認(rèn)證工作將于2028年完成，并且為了資助私營(yíng)公司已撥款超過(guò)4億美元。國(guó)際空間站的其他長(zhǎng)期合作伙伴也已經(jīng)在籌劃各自的下一步行動(dòng)。俄羅斯最早可能在2025年離開國(guó)際空間站，同年俄羅斯聯(lián)邦航天局預(yù)計(jì)將發(fā)射一座價(jià)值50億美元的新空間站。擁有22個(gè)成員國(guó)的歐洲空間局（ESA）目前正在訓(xùn)練宇航員，以便之后執(zhí)行天宮空間站的相關(guān)任務(wù)。

這些新空間站是以國(guó)際空間站的技術(shù)為基礎(chǔ)建立的，但它們將使得近地軌道空間成為在政治上令人擔(dān)憂的區(qū)域。畢竟，如果研究人員希望在太空中展開工作，就必須要選擇某個(gè)國(guó)家的空間站而非其他國(guó)家的空間站，這樣做可能會(huì)需要考慮一些政治后果?？臻g站之間也可能會(huì)爭(zhēng)奪那些私營(yíng)公司的客戶。

這種新出現(xiàn)的空間站競(jìng)賽并不是冷戰(zhàn)時(shí)代的回歸，但也不能稱其為國(guó)際主義的典范。最好的情況是，這些新空間站之間將會(huì)相互學(xué)習(xí)，并且將獲得的科學(xué)知識(shí)廣泛傳播。不過(guò)，它們也將會(huì)使得全球政治更多地參與到太空探索過(guò)程中，這可能會(huì)影響地球上的各類事情，并且改變?nèi)祟愄剿髟虑蚝突鹦堑姆绞健?/p>

NASA正在縮小近地軌道任務(wù)的規(guī)模

國(guó)際空間站是一個(gè)規(guī)模巨大的項(xiàng)目。建造這顆可供人居住的衛(wèi)星需要42次組裝飛行任務(wù)，以及約1 000億美元的成本。國(guó)際空間站包括8個(gè)用于供電的太陽(yáng)能電池陣列以及16個(gè)相互連接的艙段，宇航員可在其中生活和工作。國(guó)際空間站是太空中的共享實(shí)驗(yàn)室，NASA用它來(lái)研究那些可在未來(lái)的行星任務(wù)中部署的技術(shù)，比如氧氣和水的循環(huán)利用系統(tǒng)。空間站內(nèi)的宇航員也會(huì)專注于研究如何減少太空生活帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)，如輻射暴露、肌肉損失以及骨質(zhì)流失。

“在太空中，我們可以測(cè)量地面上難以測(cè)量和觀察的東西?！痹鴪?zhí)行過(guò)宇航員任務(wù)的化學(xué)家凱迪·科爾曼（Cady Coleman）如此說(shuō)道。他曾在國(guó)際空間站內(nèi)生活了幾個(gè)月。

一名宇航員正在國(guó)際空間站外工作

國(guó)際空間站現(xiàn)在的功能十分齊全。來(lái)自4個(gè)不同國(guó)家的11名宇航員目前在國(guó)際空間站內(nèi)生活，他們最近給空間站增加了一個(gè)新的艙段，組織了一次太空行走任務(wù)，并對(duì)故障部件進(jìn)行了修復(fù)。國(guó)際空間站內(nèi)的大部分工作都是在私營(yíng)公司的幫助下進(jìn)行的，比如諾斯羅普·格魯曼公司和洛克希德·馬丁公司等大型航空航天及國(guó)防公司。與此同時(shí)，Space X自2012年以來(lái)一直在向國(guó)際空間站運(yùn)送物資，并于2020年開始向國(guó)際空間站運(yùn)送宇航員。

但NASA還是希望擺脫這個(gè)20世紀(jì)90年代建造的空間站帶來(lái)的昂貴業(yè)務(wù)。國(guó)際空間站的大小相當(dāng)于一個(gè)足球場(chǎng)，每年的運(yùn)營(yíng)成本高達(dá)40億美元。根據(jù)NASA的估算，若將其宇航員重新安置到那些商業(yè)空間站內(nèi)，每年就可以節(jié)省約10億美元。新空間站會(huì)比國(guó)際空間站小一些，技術(shù)也較新，并且NASA只需要對(duì)其使用的功能費(fèi)用進(jìn)行支付即可。一旦這些空間站成功發(fā)射入軌，NASA就可以棄而不用國(guó)際空間站了。

“國(guó)際空間站內(nèi)的技術(shù)設(shè)計(jì)于20世紀(jì)80年代，完成于20世紀(jì)90年代，并于20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初投入使用，”美國(guó)空軍高級(jí)航空航天研究學(xué)院的教授溫迪·科布（Wendy Whitman Cobb）說(shuō)道，“這些技術(shù)太陳舊了?！?/p>

軌道礁空間站從主體一側(cè)延伸出來(lái)的太陽(yáng)能電池陣列

目前的計(jì)劃是令國(guó)際空間站在南太平洋一個(gè)名為尼莫點(diǎn)的區(qū)域上空脫離軌道，那里是世界上離陸地最遠(yuǎn)的地方。這個(gè)過(guò)程需要十分精細(xì)的操作，持續(xù)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)3年。重力會(huì)將國(guó)際空間站向下拉至地表上空250公里的臨界高度，在這之后，NASA將組織最后一次飛行任務(wù)，帶走剩余的研究設(shè)備（或宇航員）。不久后，控制人員將利用貨運(yùn)航天器將國(guó)際空間站推入大氣層。雖然大部分空間站結(jié)構(gòu)應(yīng)該會(huì)燃燒殆盡，但根據(jù)NASA發(fā)言人斯蒂芬妮·席爾霍茲（Stephanie Schierholz）的說(shuō)法，“一些高密度載荷和結(jié)構(gòu)部件”可能會(huì)完好無(wú)損地突破大氣層。

雖然讓國(guó)際空間站墜落到地球上這件事聽起來(lái)或許有點(diǎn)不可思議，但這正是NASA在1979年摧毀美國(guó)第一個(gè)空間站天空實(shí)驗(yàn)室時(shí)采取的方法。工程師們多年來(lái)一直在研究這個(gè)計(jì)劃，他們不斷地對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行微調(diào)，確保國(guó)際空間站可以接近其最終墜落地點(diǎn)。

與此同時(shí)，NASA也希望盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保證國(guó)際空間站的正常運(yùn)行，從而為其提供更多的準(zhǔn)備時(shí)間。為此，兩黨立法者希望將空間站的運(yùn)營(yíng)時(shí)間延長(zhǎng)至2030年，該提案目前已納入美國(guó)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)法案。NASA和國(guó)會(huì)正在等待拜登政府的最終決定。

私營(yíng)公司正在建造自己的空間站

NASA在近地軌道上創(chuàng)造利潤(rùn)空間的同時(shí)，也愿意與私營(yíng)部門分?jǐn)傔\(yùn)營(yíng)空間站的成本。NASA希望與未來(lái)的商業(yè)空間站一起聯(lián)合運(yùn)作，這樣的話，NASA的宇航員就可以與來(lái)自其他國(guó)家航天機(jī)構(gòu)以及私營(yíng)公司的宇航員共同使用近地軌道上的設(shè)施?？臻g站內(nèi)甚至可能會(huì)有媒體制作公司或太空酒店的客人。NASA還預(yù)計(jì)，應(yīng)該會(huì)有公司想要利用這些空間站來(lái)制造某些微重力下的特種產(chǎn)品。

為了促成這些計(jì)劃的實(shí)施，NASA向四個(gè)不同的空間站項(xiàng)目提供了種子資金。其中最引人注目的一筆款項(xiàng)，數(shù)額高達(dá)1.3億美元。這筆巨款用于完成軌道礁計(jì)劃——一個(gè)由藍(lán)色起源公司設(shè)計(jì)的空間站項(xiàng)目。該公司希望將這個(gè)空間站打造為“多用途商業(yè)園區(qū)”，其內(nèi)部包括實(shí)驗(yàn)室、3D打印設(shè)施以及一座菜園。藍(lán)色起源的相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，軌道礁空間站僅比國(guó)際空間站略小一點(diǎn)，但建造成本將降低“一個(gè)數(shù)量級(jí)”。根據(jù)該公司發(fā)布的渲染圖，軌道礁空間站的外觀也會(huì)更加現(xiàn)代化，其正中部分是一條大型管狀通道，兩旁排列著窗戶，太陽(yáng)能電池陣列整層分布于航天器的一側(cè)。

除了藍(lán)色起源的項(xiàng)目外，NASA還為恒星實(shí)驗(yàn)室（不要與天空實(shí)驗(yàn)室混淆）提供支持。這個(gè)新的空間站由納諾拉克斯公司與“旅行者”太空公司以及洛克希德·馬丁公司合作開發(fā)。諾斯羅普·格魯曼公司也已提出一項(xiàng)空間站計(jì)劃。恒星實(shí)驗(yàn)室和尚未命名的諾斯羅普·格魯曼空間站預(yù)計(jì)都可一次容納多達(dá)4名宇航員，并且有充足的實(shí)驗(yàn)室空間。

另外，NASA已向公理太空公司（Axiom Space）提供了超過(guò)1.4億美元的資金。該公司計(jì)劃建造一個(gè)太空旅游艙段，并直接連接到國(guó)際空間站。公理太空公司聘請(qǐng)了法國(guó)工業(yè)建筑師和設(shè)計(jì)師菲利普·斯塔克（Philippe Starck）對(duì)這一艙段進(jìn)行設(shè)計(jì)。該艙段預(yù)計(jì)會(huì)包括一個(gè)兩米高的窗戶，整體的造型酷似一個(gè)“巢穴”。國(guó)際空間站停止工作后，這一艙段將會(huì)與公理公司發(fā)射升空的其他部分結(jié)合，形成一個(gè)全新的空間站。

“由于前人從未涉足過(guò)與此相關(guān)的商業(yè)領(lǐng)域，因此市場(chǎng)方向并不確定?！惫硖展镜氖紫癄I(yíng)收官特派爾·巴蒂亞（Tejpaul Bhatia）說(shuō)道，“我們知道如何利用微重力環(huán)境在制藥行業(yè)、生物技術(shù)、材料科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域獲利，這些想法來(lái)自國(guó)際空間站上進(jìn)行過(guò)的相關(guān)研究?！?/p>

這樣的空間站計(jì)劃是存在風(fēng)險(xiǎn)的。NASA認(rèn)為，未來(lái)對(duì)商業(yè)空間站的需求將會(huì)很大，這些空間站應(yīng)該都可以在2027年左右發(fā)射升空。但據(jù)國(guó)際空間站主任加滕斯稱，目前為止，NASA為私營(yíng)公司預(yù)留的用于太空業(yè)務(wù)的國(guó)際空間站資源中，只有五分之一投入了使用。在中國(guó)、俄羅斯和印度發(fā)射的空間站開始工作之后，競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)變得更加激烈。

不過(guò)，這些公司已經(jīng)承諾，可以找到充足的業(yè)務(wù)以保證運(yùn)營(yíng)。根據(jù)公開記錄顯示的合同，為了這些私營(yíng)公司制定的營(yíng)銷計(jì)劃，NASA投入了數(shù)百萬(wàn)美元的種子資金。藍(lán)色起源公司表示，NASA及其合作伙伴將是其主要客戶。恒星實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目在前十年有30%的收入來(lái)自NASA。

公理太空公司的商業(yè)空間站艙段。內(nèi)部由法國(guó)工業(yè)建筑師設(shè)計(jì)

正在建設(shè)中的門戶空間站。這一空間站最終將被發(fā)射到月球軌道上

NASA不能允許這些計(jì)劃失敗，因?yàn)樗约翰]有打算建造空間站以替代國(guó)際空間站。在2021年11月時(shí)，NASA的監(jiān)察長(zhǎng)得出結(jié)論，在微重力領(lǐng)域的重要研究課題無(wú)法在2030年之前完成，而這對(duì)NASA將要執(zhí)行的月球和火星任務(wù)非常關(guān)鍵。幾位太空領(lǐng)域的專家指出，沒有屬于自己的空間站來(lái)完成工作，這將成為NASA最糟糕的噩夢(mèng)。

月球上的兩個(gè)國(guó)際空間站

現(xiàn)在是人類重返月球的時(shí)候了。并且根據(jù)NASA的計(jì)劃，這一次我們將長(zhǎng)久地在月球上居住。作為阿爾忒彌斯計(jì)劃的一部分，NASA將在月球表面建立長(zhǎng)期的人類定居點(diǎn)，包括永久棲息地以及火箭發(fā)射基地，甚至還會(huì)有核電站。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，NASA正在建造門戶空間站，這是一個(gè)將會(huì)環(huán)繞月球運(yùn)行的新空間站。

與國(guó)際空間站一樣，門戶空間站將是幾個(gè)國(guó)家以及公司的合作成果。歐洲、加拿大和日本的太空項(xiàng)目正試圖加入NASA的這一計(jì)劃之中。洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司和波音公司等私營(yíng)航空航天公司也參與其中。Space X已經(jīng)同意，于2024年通過(guò)獵鷹重型火箭運(yùn)輸門戶空間站的第一批組件，即居住艙段和推進(jìn)系統(tǒng)。

門戶空間站更像是電影《2001太空漫游》中Space Station V空間站的簡(jiǎn)易版或縮小版。宇航員在登陸月球之后或返回地球之前，可以將門戶空間站作為臨時(shí)停靠點(diǎn)。這個(gè)空間站容積很大，可同時(shí)容納4名宇航員長(zhǎng)住3個(gè)月。它還將兼作實(shí)驗(yàn)室以及月面任務(wù)控制中心。在建造完成后，這個(gè)前哨站的大小僅為國(guó)際空間站的1/6。21世紀(jì)30年代，門戶空間站也可能在NASA的登陸火星項(xiàng)目中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

“門戶空間站直接利用了國(guó)際空間站的所有硬件技術(shù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)?！鼻皣?guó)際空間站宇航員，現(xiàn)任諾斯羅普·格魯曼公司的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)理查德·馬斯特拉基奧（Richard Mastracchio）說(shuō)道，“在建造環(huán)繞火星運(yùn)行的空間站時(shí)，我們也有理由利用其中相同的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和硬件技術(shù)?！?/p>

在門戶空間站上，宇航員可以模擬執(zhí)行火星上的練習(xí)任務(wù)。根據(jù)馬斯特拉基奧的說(shuō)法，宇航員還可以使用門戶空間站來(lái)測(cè)試實(shí)驗(yàn)技術(shù)在太空中的表現(xiàn)。這一空間站甚至可以用來(lái)組裝和停泊那些將要探索太陽(yáng)系深處的航天器。

然而，即使NASA找到了很多國(guó)家來(lái)協(xié)助建造門戶空間站，空間站競(jìng)賽也依然存在。2021年3月，中國(guó)和俄羅斯達(dá)成協(xié)議，同意在月球研究領(lǐng)域展開合作，并建造國(guó)際月球科學(xué)空間站。雖然我們對(duì)這些計(jì)劃知之甚少，但可以確定的是，如果有國(guó)家和公司希望進(jìn)行月球研究相關(guān)的國(guó)際合作，就可以在這兩個(gè)不同的空間站之間進(jìn)行選擇了。

太空領(lǐng)域的國(guó)際合作現(xiàn)在變得更加復(fù)雜

太空距離地球上的地緣政治沖突并不遙遠(yuǎn)。冷戰(zhàn)開始后的幾十年里，蘇聯(lián)和美國(guó)之間就展開了最初的太空競(jìng)賽。即使是最近幾年，政治也在影響太空中發(fā)生的事情。

早在2011年，美國(guó)國(guó)會(huì)就通過(guò)了一項(xiàng)立法議案，嚴(yán)格限制NASA與一些國(guó)家政府合作，這實(shí)際上禁止了這些國(guó)家航天局的宇航員進(jìn)入國(guó)際空間站。俄羅斯聯(lián)邦航天局多次威脅要離開空間站，以回應(yīng)美國(guó)對(duì)其國(guó)內(nèi)航天工業(yè)的制裁。多國(guó)的反衛(wèi)星武器試驗(yàn)產(chǎn)生的空間碎片也會(huì)繼續(xù)加劇太空中的政治緊張局勢(shì)。

隨著下一代空間站的發(fā)射升空，這種緊張局勢(shì)可能會(huì)變得更加復(fù)雜。這會(huì)促使那些想要在太空中大展宏圖的國(guó)家在國(guó)際空間站之外形成國(guó)際合作。

中國(guó)的天宮空間站正在計(jì)劃實(shí)施其他國(guó)家提出的實(shí)驗(yàn)，并且也愿意與美國(guó)合作。俄羅斯和印度規(guī)劃的新空間站也在尋找愿意合作的國(guó)家和公司。根據(jù)太空政策方向的獨(dú)立學(xué)者納姆拉塔·戈斯瓦米（Namrata Goswami）的說(shuō)法，雖然NASA資助的4個(gè)商業(yè)空間站將自己定性為全球性的平臺(tái)，但它們?cè)诜缮鲜亲鳛槊绹?guó)公司運(yùn)作的，合作國(guó)家也受到美國(guó)相關(guān)規(guī)定的約束。

“任何涉及太空的事情不僅與太空中的聲望和權(quán)力有關(guān)，還與經(jīng)濟(jì)利益和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)?！备晁雇呙渍f(shuō)道，“今天的航天工業(yè)產(chǎn)值約為4 000億美元。空間站在開發(fā)航天技術(shù)方面正在發(fā)揮著作用?！?/p>

技術(shù)進(jìn)步將會(huì)為那些沒有空間站的國(guó)家創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)——比如阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、尼日利亞以及澳大利亞這樣的國(guó)家。這些國(guó)家希望將本國(guó)的宇航員送入太空，但它們自己無(wú)法提供可停留在低軌的空間站區(qū)域。他們選擇空間站進(jìn)行合作時(shí)，不僅要考慮成本，也會(huì)有政治上的考量。

因此，國(guó)際空間站停止工作后，太空中的國(guó)際合作并不會(huì)終結(jié)。相反，它將開創(chuàng)空間站建設(shè)的全新時(shí)代，這一時(shí)代將會(huì)使政治和經(jīng)濟(jì)上的國(guó)際合作變得更加復(fù)雜。這一時(shí)代肯定也會(huì)提醒我們，人類目前的沖突絕不僅限于地球。

資料來(lái)源vox.com