绕地运行的空中楼阁

尹怀勤

刚刚过去的2008年是极为不平凡的一年。仅就航天技术来说，国内外就有多种引人注目的事件发生。其中之一即为国际空间站顺利地度过了10周岁生日——建设中的国际空间站已整整在太空运行了10个年头。作为人类迄今建造的规模最大的航天器，国际空间站目前仍是人们热议的话题之一。

已具规模的太空居所

由美国、俄罗斯、欧洲空间局11个成员国、日本、加拿大和巴西16国共建的国际空间站，是一项跨世纪的国际合作航天工程。1998年11月。20日，俄制曙光号多功能货舱由质子K运载火箭从哈萨克斯坦拜科努尔发射场升空，标志着国际空间站正式动工兴建。继这个第一组件在太空“奠基”后，10年来又进行了29次建站飞行任务，把美、俄、加、日和欧空局研制的组件先后升空并完成对接，将国际空间站打造成为眼下已有3间卧室、1间浴室和1间厨房的太空家园。

这座运行在近地顺行轨道高度397千米、倾角51.6°的空中楼阁，10年来，已经围绕地球飞行了57300多圈，飞行里程达21亿千米。自从2000年11月2日航天员开始常驻国际空间站以来，已有15个国家的167人造访空间站，18组依次常驻航天员和多架航天飞机短时进站航天员以及6位太空游客。截至2008年11月20日，航天员共在国际空间站上完成116次出舱活动，为建站太空行走725小时。

目前的国际空间站，已经拥有9个舱段，总体重量达到313吨，内部空间超过700立方米。空间站的铝制桁架已延展至89米长，太阳能电池板展开后面积达2675平方米，可覆盖6个篮球场或1个足球场。不难想象，它确实是游弋在太空中的一个庞然大物。

2008年11月20日，正与空间了站对接的美国“奋进”号航天飞机上的7名航天员和空间站上常驻的3名航天员以紧张有序的工作庆祝了国际空间站诞生lO周年的纪念日。

2008年11月26日，俄罗斯从拜科努尔发射场发射升空的“进步M-01M”货运飞船，于30日与国际空间站成功对接，给站上送去重约2.5吨的食品、水、燃料和多种设备。需要指出的是，该种货运飞船比以前的“进步”号货运飞船重量更轻，且配有运行速度更快的先进数字化控制系统，它与国际空间站的对接更加准确，使以后的货运更加方便。

已经进行的这些建站和保障工作，都是为今年春末能将空间站常驻航天员由3人扩编到6人做准备的。一旦6人同时上站工作，将使国际空间站迈上一个新的台阶，标志着这个人类历史上制作最精美的太空居所将能承担更多的科研任务。尽管如此，目前的国际空间站仅完成了原计划四分之三的建设任务，预计到2010年美国3架航天飞机退役之前才能全部建成。那时它的总重量将达453.6吨，长达108米，宽达88米，容积达1217立方米，可容纳7名航天员长期工作，最多时可接待15人同时进行科学考察活动。

载人航天史上的里程碑

按照一再修改的计划，最终建成国际空间站的费用为1140亿美元。由于工期漫长、耗资巨大，致使包括专家学者在内的部分人士对建设国际空间站的必要性提出了质疑。他们的观点可概括为一句话，就是认为此举是向空中烧钱，得不偿失。其实，这正是他们对发展航天科技的重要性认识不足而造成的一种误解。

现代航天科学理论奠基人齐奥尔科夫斯基说过：“地球是人类的摇篮。人类决不会永远躺在这个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再去征服太阳系空间。”国际空间站就是人类穿过地球大气层在太空搭建的一个科学试验平台。它能利用自身的高远位置对地面、海洋和大气层进行观测，能开展空间环境预报、空间物理学和天文学的研究活动。2008年11月18日，国际空间站第18长期考察组成员、俄罗斯航天员尤里·隆恰科夫利用事先安装在站外的设备，进行了一项地震预测试验。该设备能够记录近地空间电子流及质子流的变化，这些变化与地震活动及雷雨现象等地球物理状态有关，通过研究这些变化，可以解决确定地震震中位置等相关的一系列问题，并进而研制出预测地震的装置。这种地震预测试验，在地面上是无法实现的。仅举此例，即可说明建站对发展科学研究的极端重要性。

实际上，包括国际空间站在内的载人航天器，为人类创造了一个极高真空、微重力、超低温、无污染、强太阳辐射的天然试验室，可借以开展地面上无法进行的物理、化学、生物、医学、遗传工程等领域的科学研究，可试制生产超强、超导材料和大型超纯晶体，并由此带动人工智能、机器人、遥感操作工序自动化、光学通信、无线电传输、数据处理和新材料、新能源等大量新技术的发展。载人航天器和无人航天器的观测和探索活动，大大更新了人类对地球空间、太阳系和整个宇宙的认识，推动了多门学科的发展，形成了众多新的分支学科。实践证明，航天技术在开展科学研究、带动技术进步、推动国民经济发展和提升人类生活质量方面具有特殊的地位和重要作用，又为基础研究和高新技术发展创造了独有的条件。现时人们钟爱的数码相机，就是航天探测传输技术民用化的结果。世界范围内的天气预报和全球通信也都离不开航天技术。类似的例子举不胜举。那种低估和否认发展航天科技和建设国际空间站的重要意义的认识是短视的，把航天科技与基础研究截然分割的看法是片面的。

更重要的是，现阶段和建成后的国际空间站，将更多地被用于了解航天员的身体状况，使其成为人类继续探索月球和火星的太空备战基地。美国正在研制的载人登月飞船“奥赖恩”，准备于2015年先行完成与国际空间站的对接，以验证其性能，待其完善后，再于2018年发射升空，运载6名航天员开启重返月球之旅。随之将于2024年建成月球基地，开发月球资源。然后改进“奥赖恩”飞行器，计划于2031年让其载人登陆火星，让航天员实地考察这个地球的外邻星。与此同时，俄、日和印度也都制定了2020年左右载人登陆月球的计划，俄、日还要建立月球基地；俄和欧空局也准备于本世纪30年代派人登陆火星。由于月球没有大气层和火星上空气稀薄，它们的引力也较小，航天员如何适应就需要在国际空间站上积累经验。再者，航天员乘坐航天器按最节省燃料的霍曼轨道飞行到火星，至少需要259天，何况还要在火星上进行考察，完成任务后亦需安全返回地球，这样至少需要一年半的时间才能往返一次，其身体状况怎样满足要求，也应由在国际空间站上工作过的人提供借鉴。以此类推，各国研制载人登月器和载人登陆火星航天器，亦需从国际空间站的建设和使用I中吸取经验教训，以便少走弯路。这样的技术上的继承和创新，还可节省大量资金和时间。小看国际空间站的用途，实际是知识结构上的一种缺陷。

正在运行并不断完善的国际空间站，已经在载人航天史上树起了一个新的里程碑。它为人类登月和登上火星起着奠基石的作用。在空间探测器提供更多的信息后，人类还会登陆更远的天体，并开发利用某些小行星的丰富资源。待将来人类掌握光子火箭技术后，还可能开展恒星际航行。载人航天的最终目的，就是远征和改造其他天体，将其变为适合人类居住的星球，逐步开展移民活动，为人类飞出地球乃至太阳系进行探路和创造条件，不断扩大人类的生存环境，从广义角度更有效地保证可持续发展。至于著名物理学家霍金于2006年上半年所说的人类将在100年内移民太空的预言，能否实现，还要靠未来的航天实践活动来检验。

责任编辑庞云