空間站競賽

編譯 王曉濤

在國際空間站內，來自世界各地的宇航員可以針對尖端研究方向展開各種各樣的合作。國際空間站可以說是人類歷史上最偉大的成就。但在運作了二十年之后，國際空間站即將關閉，幾個新的空間站會取而代之。雖然這些新站點可以使更多的人得以訪問太空，但它們也必然會造成新的政治和經濟上的緊張局勢。

由于美國政府專注于重返月球及登陸火星的計劃，美國宇航局（NASA）在近地軌道空間的存在感正在不斷降低。為了過渡，美國宇航局希望將設施出租給私營公司運營的新空間站，以方便宇航員完成任務。當這些空間站準備就緒時，NASA就會將國際空間站引導進入大氣層，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不同的前哨站中進行選擇。這意味著，各國不僅會利用這些新空間站來保障本國太空項目的實施，而且還會將其作為商機抓緊利用。

“商業公司現在有能力去做這件事，所以我們不想與之競爭?！眹H空間站主任羅賓·加滕斯（Robyn Gatens）說道，“我們希望將低軌業務轉交到商業公司手中，以便政府和NASA可以利用資源在深空領域做更富有挑戰性的事情?！?/p>

目前由NASA支持的私營公司，比如洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）和杰夫·貝索斯（Jeff Bezos）的藍色起源公司，可以在未來十年內向地球軌道上發射四個空間站。NASA同時也正在月球附近建造一個名叫“門戶”的空間站。一枚載有該空間站生活區必需物的Space X獵鷹重型火箭將會于2024年發射。俄羅斯和印度也計劃將自己的空間站發射到近地軌道，而目前正在建設中的中國天宮空間站內，已經有宇航員居住。

國際空間站雖然會在未來的某一天停止工作，但具體時間尚未確定。NASA對空間站硬件的技術認證工作將于2028年完成，并且為了資助私營公司已撥款超過4億美元。國際空間站的其他長期合作伙伴也已經在籌劃各自的下一步行動。俄羅斯最早可能在2025年離開國際空間站，同年俄羅斯聯邦航天局預計將發射一座價值50億美元的新空間站。擁有22個成員國的歐洲空間局（ESA）目前正在訓練宇航員，以便之后執行天宮空間站的相關任務。

這些新空間站是以國際空間站的技術為基礎建立的，但它們將使得近地軌道空間成為在政治上令人擔憂的區域。畢竟，如果研究人員希望在太空中展開工作，就必須要選擇某個國家的空間站而非其他國家的空間站，這樣做可能會需要考慮一些政治后果?？臻g站之間也可能會爭奪那些私營公司的客戶。

這種新出現的空間站競賽并不是冷戰時代的回歸，但也不能稱其為國際主義的典范。最好的情況是，這些新空間站之間將會相互學習，并且將獲得的科學知識廣泛傳播。不過，它們也將會使得全球政治更多地參與到太空探索過程中，這可能會影響地球上的各類事情，并且改變人類探索月球和火星的方式。

NASA正在縮小近地軌道任務的規模

國際空間站是一個規模巨大的項目。建造這顆可供人居住的衛星需要42次組裝飛行任務，以及約1 000億美元的成本。國際空間站包括8個用于供電的太陽能電池陣列以及16個相互連接的艙段，宇航員可在其中生活和工作。國際空間站是太空中的共享實驗室，NASA用它來研究那些可在未來的行星任務中部署的技術，比如氧氣和水的循環利用系統?？臻g站內的宇航員也會專注于研究如何減少太空生活帶來的健康風險，如輻射暴露、肌肉損失以及骨質流失。

“在太空中，我們可以測量地面上難以測量和觀察的東西?！痹鴪绦羞^宇航員任務的化學家凱迪·科爾曼（Cady Coleman）如此說道。他曾在國際空間站內生活了幾個月。

一名宇航員正在國際空間站外工作

國際空間站現在的功能十分齊全。來自4個不同國家的11名宇航員目前在國際空間站內生活，他們最近給空間站增加了一個新的艙段，組織了一次太空行走任務，并對故障部件進行了修復。國際空間站內的大部分工作都是在私營公司的幫助下進行的，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防公司。與此同時，Space X自2012年以來一直在向國際空間站運送物資，并于2020年開始向國際空間站運送宇航員。

但NASA還是希望擺脫這個20世紀90年代建造的空間站帶來的昂貴業務。國際空間站的大小相當于一個足球場，每年的運營成本高達40億美元。根據NASA的估算，若將其宇航員重新安置到那些商業空間站內，每年就可以節省約10億美元。新空間站會比國際空間站小一些，技術也較新，并且NASA只需要對其使用的功能費用進行支付即可。一旦這些空間站成功發射入軌，NASA就可以棄而不用國際空間站了。

“國際空間站內的技術設計于20世紀80年代，完成于20世紀90年代，并于20世紀90年代和21世紀初投入使用，”美國空軍高級航空航天研究學院的教授溫迪·科布（Wendy Whitman Cobb）說道，“這些技術太陳舊了?！?/p>

軌道礁空間站從主體一側延伸出來的太陽能電池陣列

目前的計劃是令國際空間站在南太平洋一個名為尼莫點的區域上空脫離軌道，那里是世界上離陸地最遠的地方。這個過程需要十分精細的操作，持續時間可能長達3年。重力會將國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，帶走剩余的研究設備（或宇航員）。不久后，控制人員將利用貨運航天器將國際空間站推入大氣層。雖然大部分空間站結構應該會燃燒殆盡，但根據NASA發言人斯蒂芬妮·席爾霍茲（Stephanie Schierholz）的說法，“一些高密度載荷和結構部件”可能會完好無損地突破大氣層。

雖然讓國際空間站墜落到地球上這件事聽起來或許有點不可思議，但這正是NASA在1979年摧毀美國第一個空間站天空實驗室時采取的方法。工程師們多年來一直在研究這個計劃，他們不斷地對整個流程進行微調，確保國際空間站可以接近其最終墜落地點。

與此同時，NASA也希望盡可能長時間地保證國際空間站的正常運行，從而為其提供更多的準備時間。為此，兩黨立法者希望將空間站的運營時間延長至2030年，該提案目前已納入美國創新和競爭法案。NASA和國會正在等待拜登政府的最終決定。

私營公司正在建造自己的空間站

NASA在近地軌道上創造利潤空間的同時，也愿意與私營部門分攤運營空間站的成本。NASA希望與未來的商業空間站一起聯合運作，這樣的話，NASA的宇航員就可以與來自其他國家航天機構以及私營公司的宇航員共同使用近地軌道上的設施?？臻g站內甚至可能會有媒體制作公司或太空酒店的客人。NASA還預計，應該會有公司想要利用這些空間站來制造某些微重力下的特種產品。

為了促成這些計劃的實施，NASA向四個不同的空間站項目提供了種子資金。其中最引人注目的一筆款項，數額高達1.3億美元。這筆巨款用于完成軌道礁計劃——一個由藍色起源公司設計的空間站項目。該公司希望將這個空間站打造為“多用途商業園區”，其內部包括實驗室、3D打印設施以及一座菜園。藍色起源的相關負責人表示，軌道礁空間站僅比國際空間站略小一點，但建造成本將降低“一個數量級”。根據該公司發布的渲染圖，軌道礁空間站的外觀也會更加現代化，其正中部分是一條大型管狀通道，兩旁排列著窗戶，太陽能電池陣列整層分布于航天器的一側。

除了藍色起源的項目外，NASA還為恒星實驗室（不要與天空實驗室混淆）提供支持。這個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。諾斯羅普·格魯曼公司也已提出一項空間站計劃。恒星實驗室和尚未命名的諾斯羅普·格魯曼空間站預計都可一次容納多達4名宇航員，并且有充足的實驗室空間。

另外，NASA已向公理太空公司（Axiom Space）提供了超過1.4億美元的資金。該公司計劃建造一個太空旅游艙段，并直接連接到國際空間站。公理太空公司聘請了法國工業建筑師和設計師菲利普·斯塔克（Philippe Starck）對這一艙段進行設計。該艙段預計會包括一個兩米高的窗戶，整體的造型酷似一個“巢穴”。國際空間站停止工作后，這一艙段將會與公理公司發射升空的其他部分結合，形成一個全新的空間站。

“由于前人從未涉足過與此相關的商業領域，因此市場方向并不確定?！惫硖展镜氖紫癄I收官特派爾·巴蒂亞（Tejpaul Bhatia）說道，“我們知道如何利用微重力環境在制藥行業、生物技術、材料科學和工業生產等領域獲利，這些想法來自國際空間站上進行過的相關研究?！?/p>

這樣的空間站計劃是存在風險的。NASA認為，未來對商業空間站的需求將會很大，這些空間站應該都可以在2027年左右發射升空。但據國際空間站主任加滕斯稱，目前為止，NASA為私營公司預留的用于太空業務的國際空間站資源中，只有五分之一投入了使用。在中國、俄羅斯和印度發射的空間站開始工作之后，競爭也會變得更加激烈。

不過，這些公司已經承諾，可以找到充足的業務以保證運營。根據公開記錄顯示的合同，為了這些私營公司制定的營銷計劃，NASA投入了數百萬美元的種子資金。藍色起源公司表示，NASA及其合作伙伴將是其主要客戶。恒星實驗室項目在前十年有30%的收入來自NASA。

公理太空公司的商業空間站艙段。內部由法國工業建筑師設計

正在建設中的門戶空間站。這一空間站最終將被發射到月球軌道上

NASA不能允許這些計劃失敗，因為它自己并沒有打算建造空間站以替代國際空間站。在2021年11月時，NASA的監察長得出結論，在微重力領域的重要研究課題無法在2030年之前完成，而這對NASA將要執行的月球和火星任務非常關鍵。幾位太空領域的專家指出，沒有屬于自己的空間站來完成工作，這將成為NASA最糟糕的噩夢。

月球上的兩個國際空間站

現在是人類重返月球的時候了。并且根據NASA的計劃，這一次我們將長久地在月球上居住。作為阿爾忒彌斯計劃的一部分，NASA將在月球表面建立長期的人類定居點，包括永久棲息地以及火箭發射基地，甚至還會有核電站。為了實現這一目標，NASA正在建造門戶空間站，這是一個將會環繞月球運行的新空間站。

與國際空間站一樣，門戶空間站將是幾個國家以及公司的合作成果。歐洲、加拿大和日本的太空項目正試圖加入NASA的這一計劃之中。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航空航天公司也參與其中。Space X已經同意，于2024年通過獵鷹重型火箭運輸門戶空間站的第一批組件，即居住艙段和推進系統。

門戶空間站更像是電影《2001太空漫游》中Space Station V空間站的簡易版或縮小版。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?？奎c。這個空間站容積很大，可同時容納4名宇航員長住3個月。它還將兼作實驗室以及月面任務控制中心。在建造完成后，這個前哨站的大小僅為國際空間站的1/6。21世紀30年代，門戶空間站也可能在NASA的登陸火星項目中發揮關鍵作用。

“門戶空間站直接利用了國際空間站的所有硬件技術和實際經驗?！鼻皣H空間站宇航員，現任諾斯羅普·格魯曼公司的業務發展總監理查德·馬斯特拉基奧（Richard Mastracchio）說道，“在建造環繞火星運行的空間站時，我們也有理由利用其中相同的經驗教訓和硬件技術?！?/p>

在門戶空間站上，宇航員可以模擬執行火星上的練習任務。根據馬斯特拉基奧的說法，宇航員還可以使用門戶空間站來測試實驗技術在太空中的表現。這一空間站甚至可以用來組裝和停泊那些將要探索太陽系深處的航天器。

然而，即使NASA找到了很多國家來協助建造門戶空間站，空間站競賽也依然存在。2021年3月，中國和俄羅斯達成協議，同意在月球研究領域展開合作，并建造國際月球科學空間站。雖然我們對這些計劃知之甚少，但可以確定的是，如果有國家和公司希望進行月球研究相關的國際合作，就可以在這兩個不同的空間站之間進行選擇了。

太空領域的國際合作現在變得更加復雜

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

早在2011年，美國國會就通過了一項立法議案，嚴格限制NASA與一些國家政府合作，這實際上禁止了這些國家航天局的宇航員進入國際空間站。俄羅斯聯邦航天局多次威脅要離開空間站，以回應美國對其國內航天工業的制裁。多國的反衛星武器試驗產生的空間碎片也會繼續加劇太空中的政治緊張局勢。

隨著下一代空間站的發射升空，這種緊張局勢可能會變得更加復雜。這會促使那些想要在太空中大展宏圖的國家在國際空間站之外形成國際合作。

中國的天宮空間站正在計劃實施其他國家提出的實驗，并且也愿意與美國合作。俄羅斯和印度規劃的新空間站也在尋找愿意合作的國家和公司。根據太空政策方向的獨立學者納姆拉塔·戈斯瓦米（Namrata Goswami）的說法，雖然NASA資助的4個商業空間站將自己定性為全球性的平臺，但它們在法律上是作為美國公司運作的，合作國家也受到美國相關規定的約束。

“任何涉及太空的事情不僅與太空中的聲望和權力有關，還與經濟利益和經濟發展有關?！备晁雇呙渍f道，“今天的航天工業產值約為4 000億美元?？臻g站在開發航天技術方面正在發揮著作用?！?/p>

技術進步將會為那些沒有空間站的國家創造新的機會——比如阿拉伯聯合酋長國、尼日利亞以及澳大利亞這樣的國家。這些國家希望將本國的宇航員送入太空，但它們自己無法提供可停留在低軌的空間站區域。他們選擇空間站進行合作時，不僅要考慮成本，也會有政治上的考量。

因此，國際空間站停止工作后，太空中的國際合作并不會終結。相反，它將開創空間站建設的全新時代，這一時代將會使政治和經濟上的國際合作變得更加復雜。這一時代肯定也會提醒我們，人類目前的沖突絕不僅限于地球。

資料來源vox.com