刘声远

从第一座空间站(1971年的苏联“礼炮号”)到至今依然环绕地球的国际空间站,这些太空营地为人类(还有植物、昆虫和啮齿类)在地球大气层之外的冒险提供了安全港。

简言之,空间站的科学研究是围绕太空中所缺乏的东西——重力而展开的。如今己进入太空时代几十年,但科学家依然不清楚的是——从宇航员的骨质流失到钢笔和打印机里的油墨流动,微重力会造成哪些伤害和带来哪些好处。

已经退役的航天飞机原本能提供一次持续两星期的太空测试,而空间站能提供的一次性测试时间则长得多。对于载人前往火星以及更远的地方来说,这样的测试必不可少。克服太空挑战对于地球上的生命来说也是有益的。例如,对宇航员骨质流失的研究有助于对骨质疏松患者的治疗。

国际空间站的未来

到2024年,美国宇航局希望退出国际空间站,把它交给私人公司运营。和现在一样,这些公司将在国际空间站上进行科研,并发射实验任务到低地球轨道,但国际空间站上的广告和商业活动很可能会增加。该计划从美国总统奥巴马时期开始考虑,现在已基本定型。由于国际空间站项目的总投资高达1000亿美元,美国民众对官方计划将该空间站交给私人强烈不满。美国宇航局已经在与私企进行合作,其中包括在国际空间站上进行的科研项目,以及现在已经由“太空X”和“轨道ATK”公司承担的向国际空间站运送货物的任务。美国宇航局认为,移交国际空间站将让太空学界继续利用该空间站的优势,同时让该局把从该空间站获得的收益投向研发未来更先进的空间站。

空间站发展历程

1968年12月21日

美国“阿波罗8号”飞船升空,成为第一艘离开地球轨道的载人飞船。它环绕月球10次,在此期间船上宇航员拍摄了一系列从太空看地球的照片。

1969年7月20日

美国宇航员阿姆斯特朗登陆月球。

1971年4月19日

苏联发射“礼炮1号”空间站。这是第一座空间站。

1985年2月19日

苏联发射“和平号”空间站。它后来成为第一座连续被居住的空间站。

1998年11月20日

国际空间站的第一个组件进入轨道。美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧洲的一些国家参与了国际空间站建设。

2011年9月29日

中国发射自己的第一座空间站“天宫一号”,并计划到2022年建成第一座永久性空间站。2018年4月,“天宫一号”坠向地球。

2022年

美国宇航局计划发射环绕月球的新空间站“深空通道”的第一个组件——电源站。

2024年

“太空X”公司计划用自己的“猎鹰”火箭送人登陆火星。

国际空间站全景

供热

命运舱顶部的一台分配器,为房间保温和提供热水。

微重力科学工具箱

它被用于多种科学实验。其中许多实验要用到化学品或易燃物样本。这些样本必须被安全处置。

命运实验舱

它是国际空间站上安装的第一个研究舱。它有一个面对地球的大窗户。

机组舱

和谐舱中有4间睡房。空间站的俄罗斯部分另有两间。

和谐舱

其命名来自2007年的学生竞赛。空间站上的美国机组住在该舱。该舱长7.2米。直径4.4米。

加压适配器

它与航天飞机的主要停泊港CBM相连。

睡觉

每个睡房都和一间电话亭大小相仿。它有滑动门。墙上有睡袋。

私人用具和照片等也附着在墙上。

滑门

台式电脑

食物

空间站宇航员们在任务开始前5个月选定自己的菜单。食物储存在透明抽屉里。

联合舱

由美国制造的加压舱。1998年11月安装到国际空间站上。这里是空间站的餐厅和厨房区。

库波拉

在这里可观察全太空。它还是机器人控制站。它长3米。高1.5米,直径3米。

国际空间站上的生活

国际空间站的体积相当于一架波音747飞机的两倍。生活在这个空间站上。感觉就像是生活在以一个个金属舱连接起来的潜艇中。舱内照明很亮。风扇嗡嗡(目的是阳止二氧化碳堆积)。空间站上的水来自一部对尿液和凝结水进行回收、净化的机器。不同的舱有不同的功能.例如睡眠、就餐和工作。

并不孤独

包括加州红橘在内,空间站上的各种生活物资都定期由货运飞船从地球送来。站上人员会拍照、写歌、发邮件、打电话和使用社交媒体。空间站上的通信信号不算太好。但也够用。站上人员喜欢和地球上的人分享自己在空间站上的经历。

加压适配器

这一适配器与俄罗斯的曙光舱连接。

典型的16小时

空间站上的非睡眠时间为16小时。早晨的全站策划会持续15或20分钟。接着。站上的100项实验就开始了。站上人员每天必须锻炼两小时.以防止骨质流失和肌肉退化。晚上也有一次与空间站全球成员沟通的会议。会后还要为第二天的工作做准备。

平静舱

该舱中的生命支持系统回收废水,产生氧,并且除去舱内空气中的污染物。

供应站

库波拉舱有7个观测窗。还是外围机器臂的工作站。宇航员运用机器臂捕捉到达的龙舱。龙舱每次从地球上送来6吨新鲜食物、硬件设备和其他科学设备。

工作

空间站机组的主要工作就是做实验、安装和移动实验装置、关电源和接通电源。机组成员们既是科学家也是工程师。他们每天最多工作达16小时。

深空通道

如果人类要探索地球轨道以外的太空,就需要测试新技术和建立一座运营基地。一座环绕月球的空间站就能做到这两点。它将距离地球足够远,从而能测试未来的深空任务,例如美国宇航局的载人“猎户座”舱远程任务(前往火星)。另一方面,月球轨道距离地球相对近,如果发生意外,进行修复、救援比较方便。

这些目标正在推动美国宇航局及其他空间机构建造“深空通道”——第一座月球空间站。该任务目前仍处于筹划阶段,但宇航局希望能早至2022年发射“深空通道”的电源和动力系统,2023年发射加压居住舱,之后发射气闸和其他加压舱。

“猎户座”飞船载员4人,因此“深空通道”也必须容纳至少4人。然而,“深空通道”不会像国际空间站那样被连续居住,也不会像国际空间站那样达到一个足球场大小的巨大规模。美国宇航局的计划是,小型机组每次在“深空通道”待一两个月,维护和材料供应任务等则由机器人完成。

以这种方式,“深空通道”的名称和目的就都明确了。它将不会是国际空间站那样的地球人的太空家园,而是一座像火车站那样的空间站。从某些意义上来说,“深空通道”将不会像国际空间站那样进行从细胞生物学到天体物理学的全方位实验。除了低重力实验之外,“深空通道”还将对来自地球保护层“范艾伦带”以外的辐射进行测试。对于更遥远、辐射强度更大的未来载人任务来说,这样的测试非常必要。

“深空通道”的真正价值,在于它的位置和它为适应不同任务而改变轨道路径的能力。比如,低轨道以支持宇航员或机器人探索月面,或飞到高处与深空飞船(包括美国宇航局计划在2030年前后发射的载人火星飞船)会合。

红色诱惑

载人太空探索将不会止步于月球。终有一天,人类会踏足火星。为了让载人火星之旅变得不稀奇,就像“深空通道”环绕月球的目的那样,我们也需要以类似目的让一座空间站环绕火星。美国洛克希德·马丁公司正在研发“火星基础营地”,计划最早在2028年发射,由此为载人登陆红色的火星打下基础。