最近世界各國發(fā)射失誤增多。出于謹(jǐn)慎，不僅“天宮一號”延期發(fā)射，而且俄羅斯本應(yīng)發(fā)射去“國際空間站”的補充物資，也被迫推遲。一旦此行程取消，則“國際空間站”不得不考慮清空人員的選擇。

　　“國際空間站”(ISS)于1980年代謀劃，本世紀(jì)成型，是有史以來最受矚目的空間站。包括美、俄、歐、日、加等各方都高度寄望其新技術(shù)探索和科學(xué)實驗的功用。

　　我國的空間站發(fā)展之路是獨立的，也會從“國際空間站”取得寶貴的借鑒。就這一人類最先進(jìn)的空間站面臨的難題，記者采訪了航天專家龐之浩。

　　第一個永久空間站能支撐下去嗎

　　“養(yǎng)”一個空間站每年約需10億美元

　　“‘國際空間站’建成后，運行管理不容易。”龐之浩說，“因為每個航天員每年需由地面送去658千克食品、209千克服裝(站上有冰箱，但沒洗衣機)和其他個人用品，空間站所需備件和科學(xué)試驗用品的量就更大了。”

　　而當(dāng)今運送1千克物品到空間站的費用為2.2萬美元。由此可見，“養(yǎng)”一個空間站耗資驚人，據(jù)估計每年需10億美元，若在軌工作10年則為100億美元。

　　投資驚人的“國際空間站”不可能被放棄

　　龐之浩認(rèn)為，“國際空間站”現(xiàn)在還面臨一個大問題，那就是日益老化。因為該空間站1998年就開始發(fā)射第1個艙，原定2003年建成，但由于多種原因，2011年才建成，所以在軌運行的很多部件已到了壽命，需要更換。

　　但龐之浩仍然相信，“國際空間站”是花了近1000億美元和10多年時間剛剛建成的，不可能放棄。“美國已與俄羅斯簽訂了未來幾年用‘聯(lián)盟’系列飛船送美國航天員到‘國際空間站’的巨額合同，當(dāng)務(wù)之急是盡快按計劃發(fā)射‘聯(lián)盟’載人飛船，提高‘國際空間站’的利用率和使用壽命。”

　　另外，國際空間站運行截至?xí)r間已由2015年延長到2020年，各成員國均同意將“國際空間站”在科學(xué)、工程、教育等方面潛力的全面開發(fā)提高到最高優(yōu)先級，并同意加強微重力實驗室的利用以驅(qū)動尖端科學(xué)和技術(shù)。

　　如何提高空間站的效率

　　約50%的“國際空間站”資源用于科學(xué)實驗

　　目前，“國際空間站”的空間應(yīng)用項目主要包括醫(yī)學(xué)與生物學(xué)研究、生物工程、空間技術(shù)、材料科學(xué)、教育活動、地球物理學(xué)及對地觀測等7個方面的科技研究性應(yīng)用。

　　“其實，在該空間站建造過程中已開展過多項實驗和研究。”龐之浩說，“比如，豌豆種植實驗、養(yǎng)蚯蚓實驗、人類對太空旅行的延時反應(yīng)實驗，飛碟的物理實驗、呼吸實驗、航天技術(shù)與材料學(xué)研究、地球物理學(xué)研究、生物醫(yī)學(xué)研究、地球自然資源研究與生態(tài)監(jiān)控、太空生物技術(shù)研究。”

　　至今，“國際空間站”的約50%資源用于科學(xué)實驗，目前站上有30—40個實驗，其中大多數(shù)為生物學(xué)實驗，包括藥品研究和疾病治療。科研人員還利用空間站試驗太空探索系統(tǒng)和其他尚未完全掌握的技術(shù)，如正在研究的衛(wèi)星和航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)，修復(fù)軌道航天器的先進(jìn)機器人，以及更有效的水過濾系統(tǒng)。

　　成員國正努力拓展“國際空間站”的應(yīng)用

　　龐之浩介紹說，由于“國際空間站”利用率還不高，所以其成員國現(xiàn)在共同努力拓展其應(yīng)用，以便使科研人員擁有更多機會進(jìn)行站上微重力實驗。

　　今年7月，“國際空間站”多邊協(xié)調(diào)委員會舉行會議，就該空間站的新利用展開討論。將在空間站上開發(fā)和驗證支持未來小行星任務(wù)、火星任務(wù)或是月球基地開發(fā)任務(wù)的技術(shù)。

　　空間站還能做些什么

　　“國際空間站”的應(yīng)用將越來越多

　　龐之浩認(rèn)為，“國際空間站”作為一個國際實驗室的應(yīng)用將越來越多。他舉例說，“國際空間站”上的“阿爾法”磁譜儀-2已觀測到2億多的銀河宇宙射線，今后將發(fā)揮更大的作用。加拿大為空間站開發(fā)的機器人技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于外科醫(yī)生的技術(shù)改進(jìn)方面，以后將測試美國機器人航天員-2。空間站合作伙伴正在努力分享來自安裝在軌道上的遙感儀器發(fā)來的數(shù)據(jù)，不斷地將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于故障預(yù)警。美國在空間站上正在研究日常飲食和骨質(zhì)疏松的關(guān)系，俄羅斯正在研究太空環(huán)境對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及骨骼的影響，等等。

　　美國努力使其成為本國國家實驗室

　　美國已增加對“國際空間站”的預(yù)算，以便將其變?yōu)槊绹膰覍嶒炇遥浞值乩眠@一獨特的科學(xué)、技術(shù)、教育平臺，開展生物、醫(yī)學(xué)、材料、燃燒特性等實驗。美國還將借助私營企業(yè)的商用飛船將航天員送入“國際空間站”。因此，“國際空間站”不僅在今后將發(fā)揮更大的作用，還將采用新的運營模式。

　　“現(xiàn)在，關(guān)鍵是如何保障‘國際空間站’的天地往返運輸。如果美國新一代載人飛船投入使用，有可能把‘國際空間站’長期考察組人數(shù)由6人增加到7人，以提高空間站利用率。”龐之浩說。

　　太空實驗室價值幾何

　　多項太空實驗使成員國收獲頗豐

　　“國際空間站”的最重要功能之一就是太空實驗。龐之浩介紹說，事實上，美國和蘇聯(lián)/俄羅斯都曾在這一方面收獲頗豐。

　　在美國“天空實驗室(Skylab)”空間站載人飛行期間，航天員用58種儀器進(jìn)行了天文、地理和醫(yī)學(xué)等270多項科學(xué)研究，用太陽望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，拍攝了18萬張?zhí)柣顒拥恼掌挥?種遙感儀器對地球進(jìn)行觀測，勘探地球資源，偵察軍事目標(biāo)，并拍攝了4萬多張地面照片；用7種儀器研究了太陽系和銀河系的情況，錄制了30多千米長的錄相磁帶；用自行車功量計和下身負(fù)壓裝置等醫(yī)療器械研究了長期失重對人體生理的影響，做了16項生物醫(yī)學(xué)試驗；還進(jìn)行了失重下的材料加工試驗。

　　此外，在空間還進(jìn)行了銻化銦圓柱體熔化凝固試驗，它可生成非常均勻的晶體。在空間生長的硒化鍺晶體，其尺寸超過地球上生成的晶體10倍。

　　證明了人在空間的重要作用

　　美國科學(xué)家認(rèn)為，“天空實驗室”最重要的貢獻(xiàn)是：證明了人在空間的重要作用，特別是人具有完成本來沒有安排的空間維修任務(wù)的能力。

　　而在蘇聯(lián)/俄羅斯的和平號上，共進(jìn)行了1.65萬次科學(xué)實驗，其中完成了23項國際科學(xué)考察計劃，從而獲得了大量數(shù)據(jù)和知識及具有重大實用價值的成果，為人類進(jìn)一步認(rèn)識宇宙和遠(yuǎn)征火星提供了重要的信息和數(shù)據(jù)。

　　另外，僅在研制和平號的過程中，就發(fā)明了600多項有價值的新工藝，這些新工藝后來被廣泛用于各個經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。

　　海灣戰(zhàn)爭期間，和平號空間站內(nèi)的2名航天員利用350—400千米的高度拍攝了伊拉克侵占科威特地區(qū)的照片，同時拍攝了多國部隊的照片，照片上能清楚地分辨出機場、跑道和建筑物并監(jiān)視飛機起降情況。這些信息對蘇聯(lián)當(dāng)時制定國際戰(zhàn)略方針具有重要作用。

　　和平號航天員曾用儀器測到了日地現(xiàn)象及其相互作用、宇宙射線、地球電離層和磁層的變化等，從而預(yù)測了地震和火山爆發(fā)的時間和地點。利用和平號獲取的遙感數(shù)據(jù)，蘇聯(lián)建立了1個包括國家礦藏資源、農(nóng)田季節(jié)性變化、全球海洋生物變化等的數(shù)據(jù)庫，僅在1986—1989年間就創(chuàng)收1000萬盧布以上。

　　通過和平號拍攝的各種恒星和行星的圖片，為天文學(xué)和高能天體物理的研究做出了重要貢獻(xiàn)。它還獲得了長期、連續(xù)的超新輻射的光譜數(shù)據(jù)，為探索天體的演化過程提供了重要信息。

　　航天員在和平號生產(chǎn)了直徑5厘米的砷化鎵晶體，培養(yǎng)的蛋白晶體純度比地面制取的高10倍。站上的一種電泳儀器，生產(chǎn)出比地球上高100倍的干擾素及抗流感制劑，還生產(chǎn)出一些酶、激素、抗生素等醫(yī)藥制品等。

　　【鏈接】

　　桁架式和積木式架構(gòu)各有利弊

　　由16個聯(lián)合研制的“國際空間站”是第4代空間站，它最終集積木式和桁架掛艙式構(gòu)型于一體，是個“混血兒”。桁架掛艙式空間站的優(yōu)點是：靈活性更強，可根據(jù)實際需要組成各種不同的形狀；安裝在桁架上的各個艙段、設(shè)備、太陽電池翼的拆卸、修理和更換都很方便；采用集中式供電和使用統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，可大大提高空間站的工作效率；其結(jié)構(gòu)不像艙段式那樣緊湊，有效載荷安裝和使用都很方便，桁架間的寬闊空間使多種觀測儀器的安裝和太陽電池板的增設(shè)變得容易得多。其主要不足是規(guī)模大費用高、技術(shù)復(fù)雜，尤其是需要航天員多次出艙完成組裝工作，因此有一定風(fēng)險。

　　蘇聯(lián)/俄羅斯的和平號是第3代空間站，采用積木式構(gòu)型。其優(yōu)點是：擴(kuò)展靈活，它像一個多居室住宅，有單獨的臥室和實驗室等，因而既舒適，工作效率又高。俄羅斯航天員在和平號上創(chuàng)造的438天連續(xù)載人航天世界紀(jì)錄一直保持至今。和平號的主要不足，是各艙段都需裝有姿控、電源系統(tǒng)，而且各艙段之間結(jié)構(gòu)過于緊湊，因而相互間有一定影響，特別是太陽能電池板很難安排，易被遮掩。

　　國際合作帶來哪些難題

　　相對中國獨立的空間站發(fā)展計劃，“國際空間站”是各國協(xié)同的產(chǎn)物，由之也帶來了相應(yīng)的配合難題。

　　龐之浩介紹說，由于“國際空間站”規(guī)模空前，故整個空間站很難在地面進(jìn)行聯(lián)測，而且在空間站在軌組裝工作開始時，有些部件還在制造，所以只能在軌邊裝配邊試驗。“尤其是這些軟硬件來自16個國家的數(shù)百家廠商，很容易相互影響。為此制定了一套專用驗證計劃，以保證質(zhì)量和匹配。”

　　航天員艙外活動量大也是一個難點。為了安裝空間站的大量部件，接通管道和電纜等，航天員出艙近千個小時。另外，出艙接通來自不同國際合作伙伴的管道和電纜也非易事。上天前航天員要在水槽中多次進(jìn)行艙外活動的地面模擬練習(xí)。

　　相互牽扯是“國際空間站”建造過程中最令人頭疼的事，因為只要一個主要部件不能按時發(fā)射，就會影響整個計劃進(jìn)度。例如，由于俄羅斯星辰號服務(wù)艙未能按期交付，“國際空間站”計劃已因此推遲了1年多；2003年美國哥倫比亞號航天飛機失事后，“國際空間站”工程又停工2年多。