载人航天：国际空间站还是商业空间站

国际空间站前景不妙

国际空间站在2022年的开端，似乎还是充满了合作精神和温情的。2021年俄罗斯“码头”舱与空间站对接后，1月19日，俄罗斯航天员安东·什卡普列罗夫和彼得·杜布罗夫实施了一次7小时11分钟的舱外活动，为雷达导航系统安装天线和连接电缆，以及扶手、对接信标和电视摄像机。此时距离俄乌冲突爆发，只有一个多月了。

2月24日，俄乌冲突爆发。3月18日，两名俄罗斯和一名美国航天员乘坐联盟飞船从拜科努尔起飞。当时美国宇航局局长纳尔逊对空间站项目还是比较乐观的，他认为普京不会退出空间站项目。

▲ 两位俄罗斯航天员在码头舱外工作

▲ 2022年3月23日，欧洲航天员在舱外工作

▲ 国际空间站在3月10日一度达到10人驻站

纳尔逊说，“普京不会拔掉插头。这种合作关系自1975年以来一直存在，现在不会停止。”

3月23日，国际空间站还发生了一点险情。问题出在美国提供的舱外航天服上。当时德国航天员马蒂亚斯·毛雷尔执行了一次舱外活动。当毛雷尔回到舱内，航天员凯拉·巴伦帮他脱下航天服的时候，在头盔内发现了水。面罩表面大约50%的面积覆盖了一层薄薄的水膜，头盔背面的吸汗垫也湿了。这点水听起来问题不大，但是在2013年，国际空间站同样发生了头盔进水问题，差点把航天员卢卡·帕尔米塔诺淹死。于是美国宇航局决定，暂停使用自己的舱外航天服使用，除非有紧急情况。

矛盾凸显

然而到了7月4日，在美国国庆日当天，俄罗斯航天员谢尔盖·科尔萨科夫、奥列格·阿尔特米耶夫和丹尼斯·马特维耶夫在国际空间站上展示了一面旗帜，不是俄罗斯的三色旗，而是乌克兰东部所谓“卢甘斯克人民共和国”的国旗。

美国宇航局随后发表强烈抗议，指出“强烈谴责俄罗斯出于政治目的使用国际空间站来支持其对乌克兰的战争，这与该站在15个国际参与国中为和平目的推进科学和开发技术的主要职能根本不符。”欧空局局长约瑟夫·阿斯赫巴赫也在7月8日发表的推文中写道：“国际空间站成为一个平台，来展示当地发生的政治或人道主义危机，这是不可接受的。国际空间站的目的是进行研究，为我们进行更深入的探索做好准备。它必须是和平与灵感的象征。”此后，俄罗斯航天员也确实没有再干这种鲁莽的事情。

7月15日，美国宇航局与俄罗斯航天局达成了座位互换协议，两国航天员可以互相乘坐对方的飞船。

随着俄乌冲突的持续，在美国出现了反对国际空间站合作的声音。8月5日，有一名叫做格里格·泽斯迪辛的评论家发表文章，题目是《把普京封在国际空间站气闸舱外面》。这个人在上世纪90年代参与过美国的国家航天委员会，后来一直充当行业评论员。他对两位俄罗斯航天员的做法极其不满，指责说：“整个西方都在制裁和反对俄罗斯，连瑞典和芬兰都要加入北约了，然而事情到了美国宇航局这里，却一切照旧”。他说，美国宇航局把俄罗斯这个被遗弃的国家视为宝贵的合作伙伴，破坏了西方的努力。持有同样观点的人还有一些，美国太空前沿基金会执行董事安·卡普斯塔说：“甚至星巴克、麦当劳和可口可乐都已停止与俄罗斯政府的业务往来，美国宇航局在与俄罗斯保持公共合作关系的实体名单上已经是少数派了，我们不能忽视俄罗斯航天局现在是普京战争机器的一部分。美国宇航局需要开始切断联系的过程。”

▲ 联盟飞船对接在空间站上

▲ 龙飞船正在与国际空间站对接

国际空间站前指令长和美国宇航局退休航天员特里·维尔茨也说，“不幸的是，我们在国际空间站上与俄罗斯合作的成本，现在远远高于剩下的几点好处。”

显然，这样的声浪在美国航天界，已经是不可忽视的。

日本的合作

美国宇航局有两个商业空间站的计划。但是按照它们的进度，都赶不上2024年这个节点。而美国宇航局在空间站方面的主要资金，将投向另一个大型空间设施，也就是所谓的地月门户空间站。为了确保几个项目的平衡，美国宇航局把目光投向了外部。2022年11月17日，日本文部省大臣长冈庆子和美国宇航局签署了协议，决定参加地月门户空间站的建设工程，负责其中几个舱段和一次货运任务。日本政府还承诺，一直支持国际空间站到2030年。此前，加拿大和欧空局也已经承诺，继续支持美国宇航局的国际空间站运营工作。作为回报，美国宇航局承诺在未来的地月门户空间站上，给日本航天员留一张票。至于能不能给日本提供登月机会，恐怕要等后续协议了。

两个插曲

2022年的国际空间站还发生了两个插曲。一个是拖延了好几年的美国波音公司星际线飞船，总算完成了一次正式的空间站飞行。虽然并没有载人，而且出了不少纰漏，但是至少没给空间站带来险情。

▲ 艺术家笔下的地月门户空间站

2010年，美国宇航局与波音公司签订了一份价值超过51亿美元的合同，研制星际线载人飞船。这个型号不但一拖再拖，而且费用超标，第一次飞行还以失败告终。这一次任务被命名为轨道飞行测试-2（OFT-2），于2022年5月19日用宇宙神5火箭发射升空，大约26小时后与空间站对接，航天员经过一番检查后，打开舱门进入飞船舱进行检查和测试。5月25日，飞船与空间站脱离，启动反推发动机离轨。但是，20个轨道机动和姿态控制（OMAC）推力器中，有一部分发生了故障，仅产生了预期推力的25%左右。而且在星际线飞船与空间站交会期间，两个较小的姿控发动机也工作不正常。不过在分离之后，它们还算运行良好。在飞往空间站的过程中，飞船的冷却系统也遇到了一些故障。

2022年5月25日，“星际线”降落在新墨西哥州，下一次任务就是2023年实施载人飞行了。

这次飞行中，20台OMAC发动机中有两台在发射后的轨道机动过程中提前关闭。其他发动机的推力弥补了它们的缺位。调查显示，可能是燃料管道里有异物，导致OMAC发动机出现问题。至于小推力姿控发动机存在的问题，可能的原因是“进气压力低和一些歧管压力动态导致传感器响应延迟”。通过对推进系统的定时和容差设置进行“非常小的改变”，可以解决这个问题。至于冷却问题，可能是过滤器设置得太多了。

当然也有好消息，据说星际线飞船的光电传感器跟踪组件（VESTA）在接近空间站的过程中，表现良好。但交会导航系统产生的数据太多，导致计算机过载，波音公司正在更新飞行软件。因为要解决这些问题，第一次载人飞行要推迟到2023年4月。

2022年国际空间站的另一个插曲，是11月的天鹅座货运飞船飞行。这是一匹为空间站服务的“老马”了，但是这次飞行却发生了尴尬。这艘货船用美国第一位女性航天员命名，叫做“莎莉·莱德”号，编号NG-18。它的太阳电池并不是长方形的，而是两个圆形。起飞前像折扇一样收拢起来，入轨后展开。但飞船与火箭分离后，诺斯罗普·格鲁曼公司的工程师发现，只有一个太阳电池展开，场面很是难堪。不过一片太阳电池也足够维持飞船的正常运行了。

这次飞行任务携带的东西很重要。其中一套是国际空间站新型太阳能电池的支撑结构，通过舱外活动安装到空间站外部。另外一批货物是航天员们非常期待的，包括花生酱、橄榄、奶酪、南瓜味卡布奇诺、苹果、蓝莓、橙子、巧克力和香草冰淇淋。还有一台3D生物打印机，以进行人体组织打印研究、植物生长实验和技术演示。

虽然少了一片太阳电池，但是机械臂还是成功地把它抓住，实施了对接。

▲ 波音星际线飞船降落在白沙靶场

▲ 两位航天员正在操作起重机

商业载人航天有所突破

在最近几年时间里，我们已经好多次听到“公理航天”这个名字。美国宇航局选定了这家企业来逐步实现国际空间站的商业化。虽然距离公理航天发射第一个舱段还有好几年，不过在2022年，公理航天迈出了商业化的第一步，发射了自己的AX-1任务。按照美国宇航局和公理航天的说法，这算是国际空间站历史上第一次纯粹的商业飞行。

所谓纯商业飞行，是指这次任务的所有费用，都没有政府拨款。AX-1任务由4位航天员执行，他们分摊了载人龙飞船一次飞行的成本，每人5500万美元。空间站使用费是公理公司支付的，但是金额并没有对外公开。

飞船在2022年4月8日发射，第二天与国际空间站对接。4个人在空间站里停留了15天12小时41分钟，于2022年4月25日离开。4位航天员当中，有两位美国人，1位以色列人和1 位加拿大人。除了指令长阿莱格里亚是退役的美国宇航局航天员，另外3位都是企业主，包括美国俄亥俄州商人拉里·康纳、加拿大企业家马克·帕蒂和以色列投资人埃坦·斯蒂布。

这4个人都不是去玩的，所以AX-1任务不能称之为太空旅游。4个人在这不到16天的时间里，完成了25项不同的试验任务，也算为空间站商业化之后的具体使用模式做了探索。

和2021年的所谓“鼓舞四人组”任务相比，AX-1任务的4位航天员要舒服多了。“鼓舞四人组”号称是历史上第一次纯商业载人飞行，4位航天员乘坐龙飞船进入了太空。不过“鼓舞四人组”任务并不与国际空间站对接，4个人在狭窄的飞船里度过了自己的太空旅程。AX-1航天员进入空间站之后，拥有了更加宽阔的空间和生活条件。根据阿莱格里亚的说法，他的船员们很快就适应了空间站里的生活，包括吃饭、喝水、上厕所等等。不过他们还是不太适应所谓的“太空大脑”现象，人们做事要比地球上多用33%～50%的时间。新手们还需要更多时间来适应所谓的“太空腿”，就是失重环境下如何移动。

▲ AX-1任务的指令长有飞行经验

▲ 美国国防部航天发展局局长对商业航天表示支持

3位富翁得到了短暂的时间，在空间站的瞭望塔里俯视地球，异常兴奋。阿莱格里亚表示，空间站商业化之后，可以做很多事情，比如娱乐、广告、代言、脱口秀等等。“如果有人想来到这里，整天看着窗外，我们也会乐于接受。”

这次任务成功后，公理公司打算大力推进下一次任务AX-2，预计在2023年5月实施。

商业空间站是个严肃目标？

2021年底美国宇航局宣布，选择3个企业团队研制下一代商业空间站，也就是所谓的近地轨道商业目的地。这是美国宇航局对于低轨道载人航天活动两步走的第一步，选择公理航天公司把国际空间站改造成为一个商业空间站。第二步是完全由美国企业建造一个新概念新技术新模式的商业空间站。

2021年12月，美国宇航局向蓝色起源、纳堆叠和诺斯罗普·格鲁曼公司授予合同，开发商业空间站。进入2022年之后，美国宇航局为了鼓励企业进一步推动低轨道商业目的地的研发，先后发表了多条声明。例如，在2022年2月4日的声明中，美国宇航局指出：未来的空间目的地可能会更小——比如公寓或联排别墅——并服务于更专业的用途，从而降低商业公司运营和维护的成本，这是让更多人和组织能够使用空间的关键方式。得益于先进的技术和硬件，预计它们需要更少的维护，使日常运营成本大大降低。

虽然单个商业空间站将有更多的专门用途，但未来空间站的总体能力将变得更加多样化。目前，国际空间站主要专注于科学研究和技术演示，使其更类似于航天员在科学设备中生活和工作的实验室。一些未来的商业目的地将包含美国宇航局在近地轨道推进任务所需的实验室设备。像私人或公司一样，飞往低地球轨道的非美国宇航局太空旅行者可能会前往商业空间站，这些空间站可以作为酒店，甚至可以作为电影工作室来拍摄电影。由于商业目的地将由商业公司拥有和运营，美国宇航局只需支付所需的服务费用，而不是拥有高科技联排别墅，担心电费或房产税。该机构将成为许多需要时预订住宿的客户之一。

美国宇航局在正式声明中特意强调，商业低轨道目的地是一个严肃的目标。也就是说，各个参与竞标的企业不用担心美国宇航局会放自己的鸽子，然而悬念依然是存在的，美国宇航局最后肯定只需要一个商业空间站，那么这3个方案到底会选哪一个呢？这很可能是今后几年，美国商业航天领域最大的悬念之一。