空间站竞赛

编译 王晓涛

在国际空间站内，来自世界各地的宇航员可以针对尖端研究方向展开各种各样的合作。国际空间站可以说是人类历史上最伟大的成就。但在运作了二十年之后，国际空间站即将关闭，几个新的空间站会取而代之。虽然这些新站点可以使更多的人得以访问太空，但它们也必然会造成新的政治和经济上的紧张局势。

由于美国政府专注于重返月球及登陆火星的计划，美国宇航局（NASA）在近地轨道空间的存在感正在不断降低。为了过渡，美国宇航局希望将设施出租给私营公司运营的新空间站，以方便宇航员完成任务。当这些空间站准备就绪时，NASA就会将国际空间站引导进入大气层，使其燃烧并解体。之后，任何希望在太空工作的人都必须在几个不同的前哨站中进行选择。这意味着，各国不仅会利用这些新空间站来保障本国太空项目的实施，而且还会将其作为商机抓紧利用。

“商业公司现在有能力去做这件事，所以我们不想与之竞争。”国际空间站主任罗宾·加滕斯（Robyn Gatens）说道，“我们希望将低轨业务转交到商业公司手中，以便政府和NASA可以利用资源在深空领域做更富有挑战性的事情。”

目前由NASA支持的私营公司，比如洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）和杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）的蓝色起源公司，可以在未来十年内向地球轨道上发射四个空间站。NASA同时也正在月球附近建造一个名叫“门户”的空间站。一枚载有该空间站生活区必需物的Space X猎鹰重型火箭将会于2024年发射。俄罗斯和印度也计划将自己的空间站发射到近地轨道，而目前正在建设中的中国天宫空间站内，已经有宇航员居住。

国际空间站虽然会在未来的某一天停止工作，但具体时间尚未确定。NASA对空间站硬件的技术认证工作将于2028年完成，并且为了资助私营公司已拨款超过4亿美元。国际空间站的其他长期合作伙伴也已经在筹划各自的下一步行动。俄罗斯最早可能在2025年离开国际空间站，同年俄罗斯联邦航天局预计将发射一座价值50亿美元的新空间站。拥有22个成员国的欧洲空间局（ESA）目前正在训练宇航员，以便之后执行天宫空间站的相关任务。

这些新空间站是以国际空间站的技术为基础建立的，但它们将使得近地轨道空间成为在政治上令人担忧的区域。毕竟，如果研究人员希望在太空中展开工作，就必须要选择某个国家的空间站而非其他国家的空间站，这样做可能会需要考虑一些政治后果。空间站之间也可能会争夺那些私营公司的客户。

这种新出现的空间站竞赛并不是冷战时代的回归，但也不能称其为国际主义的典范。最好的情况是，这些新空间站之间将会相互学习，并且将获得的科学知识广泛传播。不过，它们也将会使得全球政治更多地参与到太空探索过程中，这可能会影响地球上的各类事情，并且改变人类探索月球和火星的方式。

NASA正在缩小近地轨道任务的规模

国际空间站是一个规模巨大的项目。建造这颗可供人居住的卫星需要42次组装飞行任务，以及约1 000亿美元的成本。国际空间站包括8个用于供电的太阳能电池阵列以及16个相互连接的舱段，宇航员可在其中生活和工作。国际空间站是太空中的共享实验室，NASA用它来研究那些可在未来的行星任务中部署的技术，比如氧气和水的循环利用系统。空间站内的宇航员也会专注于研究如何减少太空生活带来的健康风险，如辐射暴露、肌肉损失以及骨质流失。

“在太空中，我们可以测量地面上难以测量和观察的东西。”曾执行过宇航员任务的化学家凯迪·科尔曼（Cady Coleman）如此说道。他曾在国际空间站内生活了几个月。

一名宇航员正在国际空间站外工作

国际空间站现在的功能十分齐全。来自4个不同国家的11名宇航员目前在国际空间站内生活，他们最近给空间站增加了一个新的舱段，组织了一次太空行走任务，并对故障部件进行了修复。国际空间站内的大部分工作都是在私营公司的帮助下进行的，比如诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司等大型航空航天及国防公司。与此同时，Space X自2012年以来一直在向国际空间站运送物资，并于2020年开始向国际空间站运送宇航员。

但NASA还是希望摆脱这个20世纪90年代建造的空间站带来的昂贵业务。国际空间站的大小相当于一个足球场，每年的运营成本高达40亿美元。根据NASA的估算，若将其宇航员重新安置到那些商业空间站内，每年就可以节省约10亿美元。新空间站会比国际空间站小一些，技术也较新，并且NASA只需要对其使用的功能费用进行支付即可。一旦这些空间站成功发射入轨，NASA就可以弃而不用国际空间站了。

“国际空间站内的技术设计于20世纪80年代，完成于20世纪90年代，并于20世纪90年代和21世纪初投入使用，”美国空军高级航空航天研究学院的教授温迪·科布（Wendy Whitman Cobb）说道，“这些技术太陈旧了。”

轨道礁空间站从主体一侧延伸出来的太阳能电池阵列

目前的计划是令国际空间站在南太平洋一个名为尼莫点的区域上空脱离轨道，那里是世界上离陆地最远的地方。这个过程需要十分精细的操作，持续时间可能长达3年。重力会将国际空间站向下拉至地表上空250公里的临界高度，在这之后，NASA将组织最后一次飞行任务，带走剩余的研究设备（或宇航员）。不久后，控制人员将利用货运航天器将国际空间站推入大气层。虽然大部分空间站结构应该会燃烧殆尽，但根据NASA发言人斯蒂芬妮·席尔霍兹（Stephanie Schierholz）的说法，“一些高密度载荷和结构部件”可能会完好无损地突破大气层。

虽然让国际空间站坠落到地球上这件事听起来或许有点不可思议，但这正是NASA在1979年摧毁美国第一个空间站天空实验室时采取的方法。工程师们多年来一直在研究这个计划，他们不断地对整个流程进行微调，确保国际空间站可以接近其最终坠落地点。

与此同时，NASA也希望尽可能长时间地保证国际空间站的正常运行，从而为其提供更多的准备时间。为此，两党立法者希望将空间站的运营时间延长至2030年，该提案目前已纳入美国创新和竞争法案。NASA和国会正在等待拜登政府的最终决定。

私营公司正在建造自己的空间站

NASA在近地轨道上创造利润空间的同时，也愿意与私营部门分摊运营空间站的成本。NASA希望与未来的商业空间站一起联合运作，这样的话，NASA的宇航员就可以与来自其他国家航天机构以及私营公司的宇航员共同使用近地轨道上的设施。空间站内甚至可能会有媒体制作公司或太空酒店的客人。NASA还预计，应该会有公司想要利用这些空间站来制造某些微重力下的特种产品。

为了促成这些计划的实施，NASA向四个不同的空间站项目提供了种子资金。其中最引人注目的一笔款项，数额高达1.3亿美元。这笔巨款用于完成轨道礁计划——一个由蓝色起源公司设计的空间站项目。该公司希望将这个空间站打造为“多用途商业园区”，其内部包括实验室、3D打印设施以及一座菜园。蓝色起源的相关负责人表示，轨道礁空间站仅比国际空间站略小一点，但建造成本将降低“一个数量级”。根据该公司发布的渲染图，轨道礁空间站的外观也会更加现代化，其正中部分是一条大型管状通道，两旁排列着窗户，太阳能电池阵列整层分布于航天器的一侧。

除了蓝色起源的项目外，NASA还为恒星实验室（不要与天空实验室混淆）提供支持。这个新的空间站由纳诺拉克斯公司与“旅行者”太空公司以及洛克希德·马丁公司合作开发。诺斯罗普·格鲁曼公司也已提出一项空间站计划。恒星实验室和尚未命名的诺斯罗普·格鲁曼空间站预计都可一次容纳多达4名宇航员，并且有充足的实验室空间。

另外，NASA已向公理太空公司（Axiom Space）提供了超过1.4亿美元的资金。该公司计划建造一个太空旅游舱段，并直接连接到国际空间站。公理太空公司聘请了法国工业建筑师和设计师菲利普·斯塔克（Philippe Starck）对这一舱段进行设计。该舱段预计会包括一个两米高的窗户，整体的造型酷似一个“巢穴”。国际空间站停止工作后，这一舱段将会与公理公司发射升空的其他部分结合，形成一个全新的空间站。

“由于前人从未涉足过与此相关的商业领域，因此市场方向并不确定。”公理太空公司的首席营收官特派尔·巴蒂亚（Tejpaul Bhatia）说道，“我们知道如何利用微重力环境在制药行业、生物技术、材料科学和工业生产等领域获利，这些想法来自国际空间站上进行过的相关研究。”

这样的空间站计划是存在风险的。NASA认为，未来对商业空间站的需求将会很大，这些空间站应该都可以在2027年左右发射升空。但据国际空间站主任加滕斯称，目前为止，NASA为私营公司预留的用于太空业务的国际空间站资源中，只有五分之一投入了使用。在中国、俄罗斯和印度发射的空间站开始工作之后，竞争也会变得更加激烈。

不过，这些公司已经承诺，可以找到充足的业务以保证运营。根据公开记录显示的合同，为了这些私营公司制定的营销计划，NASA投入了数百万美元的种子资金。蓝色起源公司表示，NASA及其合作伙伴将是其主要客户。恒星实验室项目在前十年有30%的收入来自NASA。

公理太空公司的商业空间站舱段。内部由法国工业建筑师设计

正在建设中的门户空间站。这一空间站最终将被发射到月球轨道上

NASA不能允许这些计划失败，因为它自己并没有打算建造空间站以替代国际空间站。在2021年11月时，NASA的监察长得出结论，在微重力领域的重要研究课题无法在2030年之前完成，而这对NASA将要执行的月球和火星任务非常关键。几位太空领域的专家指出，没有属于自己的空间站来完成工作，这将成为NASA最糟糕的噩梦。

月球上的两个国际空间站

现在是人类重返月球的时候了。并且根据NASA的计划，这一次我们将长久地在月球上居住。作为阿尔忒弥斯计划的一部分，NASA将在月球表面建立长期的人类定居点，包括永久栖息地以及火箭发射基地，甚至还会有核电站。为了实现这一目标，NASA正在建造门户空间站，这是一个将会环绕月球运行的新空间站。

与国际空间站一样，门户空间站将是几个国家以及公司的合作成果。欧洲、加拿大和日本的太空项目正试图加入NASA的这一计划之中。洛克希德·马丁公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和波音公司等私营航空航天公司也参与其中。Space X已经同意，于2024年通过猎鹰重型火箭运输门户空间站的第一批组件，即居住舱段和推进系统。

门户空间站更像是电影《2001太空漫游》中Space Station V空间站的简易版或缩小版。宇航员在登陆月球之后或返回地球之前，可以将门户空间站作为临时停靠点。这个空间站容积很大，可同时容纳4名宇航员长住3个月。它还将兼作实验室以及月面任务控制中心。在建造完成后，这个前哨站的大小仅为国际空间站的1/6。21世纪30年代，门户空间站也可能在NASA的登陆火星项目中发挥关键作用。

“门户空间站直接利用了国际空间站的所有硬件技术和实际经验。”前国际空间站宇航员，现任诺斯罗普·格鲁曼公司的业务发展总监理查德·马斯特拉基奥（Richard Mastracchio）说道，“在建造环绕火星运行的空间站时，我们也有理由利用其中相同的经验教训和硬件技术。”

在门户空间站上，宇航员可以模拟执行火星上的练习任务。根据马斯特拉基奥的说法，宇航员还可以使用门户空间站来测试实验技术在太空中的表现。这一空间站甚至可以用来组装和停泊那些将要探索太阳系深处的航天器。

然而，即使NASA找到了很多国家来协助建造门户空间站，空间站竞赛也依然存在。2021年3月，中国和俄罗斯达成协议，同意在月球研究领域展开合作，并建造国际月球科学空间站。虽然我们对这些计划知之甚少，但可以确定的是，如果有国家和公司希望进行月球研究相关的国际合作，就可以在这两个不同的空间站之间进行选择了。

太空领域的国际合作现在变得更加复杂

太空距离地球上的地缘政治冲突并不遥远。冷战开始后的几十年里，苏联和美国之间就展开了最初的太空竞赛。即使是最近几年，政治也在影响太空中发生的事情。

早在2011年，美国国会就通过了一项立法议案，严格限制NASA与一些国家政府合作，这实际上禁止了这些国家航天局的宇航员进入国际空间站。俄罗斯联邦航天局多次威胁要离开空间站，以回应美国对其国内航天工业的制裁。多国的反卫星武器试验产生的空间碎片也会继续加剧太空中的政治紧张局势。

随着下一代空间站的发射升空，这种紧张局势可能会变得更加复杂。这会促使那些想要在太空中大展宏图的国家在国际空间站之外形成国际合作。

中国的天宫空间站正在计划实施其他国家提出的实验，并且也愿意与美国合作。俄罗斯和印度规划的新空间站也在寻找愿意合作的国家和公司。根据太空政策方向的独立学者纳姆拉塔·戈斯瓦米（Namrata Goswami）的说法，虽然NASA资助的4个商业空间站将自己定性为全球性的平台，但它们在法律上是作为美国公司运作的，合作国家也受到美国相关规定的约束。

“任何涉及太空的事情不仅与太空中的声望和权力有关，还与经济利益和经济发展有关。”戈斯瓦米说道，“今天的航天工业产值约为4 000亿美元。空间站在开发航天技术方面正在发挥着作用。”

技术进步将会为那些没有空间站的国家创造新的机会——比如阿拉伯联合酋长国、尼日利亚以及澳大利亚这样的国家。这些国家希望将本国的宇航员送入太空，但它们自己无法提供可停留在低轨的空间站区域。他们选择空间站进行合作时，不仅要考虑成本，也会有政治上的考量。

因此，国际空间站停止工作后，太空中的国际合作并不会终结。相反，它将开创空间站建设的全新时代，这一时代将会使政治和经济上的国际合作变得更加复杂。这一时代肯定也会提醒我们，人类目前的冲突绝不仅限于地球。

资料来源vox.com