劉朝暉
“天宮二號”成功發(fā)射入軌,成為我國中國載人航天工程中第一個真正的空間實驗室,擔負著驗證未來中國空間站技術(shù)的重任,這是我國建造空間站計劃邁出的堅實一步?!疤鞂m二號”空間實驗室選擇了距離地球393公里的軌道,這也是未來中國空間站運行的軌道高度。在國際上,著名的國際空間站的平均軌道高度就在350公里左右。在這個軌道圈內(nèi),曾經(jīng)有過蘇聯(lián)發(fā)射建造的“禮炮“空間站與“和平號”空間站,現(xiàn)在則只有美國、俄羅斯、日本、加拿大、巴西和歐洲空間局共同建造的國際空間站。
中國曾經(jīng)對參與國際空間站項目表達過意愿,但是在美國的極力阻攔下,最終與國際空間站無緣。這也讓中國的航天人堅定了自主建設(shè)空間站的決心,如今的“天宮二號”,正是中國的空間站計劃穩(wěn)步前進的見證。
從“禮炮號”到“和平號”
20世紀70年代初到80年代中期,蘇聯(lián)曾發(fā)射了兩代7艘“禮炮號”空間站。它們采用艙段式結(jié)構(gòu),由幾個不同形狀和尺寸的艙段組成,所有的儀器設(shè)備只能裝在艙段內(nèi)和艙段外表面。這種設(shè)計思想使“禮炮號”空間站外形簡單,省去了在軌道上對接組合或裝配大型系統(tǒng)的復(fù)雜過程,造價較低,可以用質(zhì)子號運載火箭一次發(fā)射入軌,投入工作迅速,風險和難度都比較小。但“禮炮號”的缺點也十分明顯,規(guī)模小,不易擴展,從而大大限制了有效載荷的規(guī)模,而且由于各種載荷的安裝十分緊湊,也使得出現(xiàn)重大故障時系統(tǒng)很難修理或更換?;谏鲜鲈?,蘇聯(lián)又發(fā)展了第三代“和平號”空間站。
“和平號”空間站計劃正式制定是在1976年,它采用組合式積木結(jié)構(gòu)。1986年2月20日,蘇聯(lián)發(fā)射了“和平號”空間站上的主體,也是第一個艙段。1987年3月31日,蘇聯(lián)用質(zhì)子運載火箭發(fā)射了第一個實驗艙——量子1號,開始了“和平號”空間站的“積木組裝”工作。
此后,蘇聯(lián)及此后的俄羅斯陸續(xù)發(fā)射了多個艙段和模塊,其中包括美國制造的“光譜號”“自然號”等,還為與美國的航天合作加上了可對接美國航天飛機的對接艙。到1996年最終建造完成,完整的“和平號”空間站全長達87米,質(zhì)量達123噸,有效容積470立方米,是世界上第一個長期載人空間站。
“和平號”空間站的支援載具主要依靠“聯(lián)盟號”和“進步號”飛船,航天飛機也作為空間站的支持系統(tǒng)充當運送宇航員及貨物的角色,允許美國及其他西方國家的宇航員訪問或長期停留在空間站。當航天飛機與“和平號”空間站對接時,空間站臨時性擴大了生活和工作空間,繼而成為了當時人類歷史上最大的航天器。
“和平號”自誕生之日起,共在軌道上運行了15載,大大超過了5年的設(shè)計壽命,并創(chuàng)下了多個世界第一:它是在太空工作時間最長、超期服役時間最長、工作效率最高、接待各國宇航員最多的太空站,俄羅斯宇航員波利亞科夫創(chuàng)造了單人連續(xù)在太空飛行438天的最高紀錄。
15年間,“和平號”空間站總共繞地球飛行了8萬多圈,行程35億公里,共有31艘“聯(lián)盟號”載人飛船、62艘“進步號”貨運飛船與空間站實現(xiàn)對接,宇航員在空間站上進行了78次太空行走,在艙外空間逗留的時間長達359小時12分鐘。先后有28個長期考察組和16個短期考察組在空間站從事考察活動,共有俄羅斯、美國、英國、法國、德國、日本、敘利亞、保加利亞、阿富汗、奧地利、加拿大、斯洛伐克12個國家的135名宇航員在空間站上工作。這些宇航員共進行了1.65萬次科學實驗,完成了23項國際科學考察計劃。2001年3月23日,“和平號”帶著它創(chuàng)下的無數(shù)成就,帶著蘇聯(lián)時代的驕傲、帶著全俄羅斯人民和全世界人民的惋惜從地球軌道上消失了,在地面的指令下,墜毀在太平洋預(yù)定海域。
“星球大戰(zhàn)”與國際空間站
美國國際空間站的設(shè)想是1983年由美國總統(tǒng)里根首先提出的,實際上起源于美國著名的“星球大戰(zhàn)”計劃,其中的一部分是建設(shè)美國的“自由號”空間站。蘇聯(lián)解體后,俄羅斯已不再對美國構(gòu)成昔日那種威脅。老布什執(zhí)政期間,“星球大戰(zhàn)”計劃擱淺,“自由號”空間站計劃也被壓縮,1993年克林頓上臺后停止了對空間站的建設(shè)。
航天飛機“亞特蘭蒂斯”與“和平號”空間站對接。
美國副總統(tǒng)戈爾卻對建立空間站計劃非常感興趣。在戈爾的極力主張下,“自由號”空間站的計劃設(shè)想從一國建造改為多國合作。國際空間站項目于1993年才完成設(shè)計開始實施。該空間站以美國、俄羅斯為首,包括加拿大、日本、巴西和歐洲空間局(11個國家)共16個國家參與研制。其設(shè)計壽命為10-15年,總質(zhì)量約423噸、長108米、寬88米,運行軌道高度為397公里,可載6人。國際空間站的指揮和控制由美俄雙方分擔,美國主要以航天飛機為運載工具建設(shè)空間站,俄羅斯則主要用飛船向空間站運送人員和物資。
國際空間站在1998年11月開始建造,于2000年11月2日正式投入運行時,只有兩個太空艙和來自美俄的三名宇航員。經(jīng)過這么多年太空艙數(shù)目持續(xù)增加,有足球場般大小的太空站已辟有六間睡房,歷年擴建費用高達1000億美元。
國際空間站距離地面約400公里,運行速度每小時約2.8萬公里,估計每90分鐘繞地球一圈,是目前唯一在軌運行的空間站,已經(jīng)成為人類在太空存在的一個標志。組裝成功后的國際空間站作為科學研究和開發(fā)太空資源的手段,為人類提供一個長期在太空軌道上進行對地觀測和天文觀測的機會。據(jù)美國宇航局截至去年底的統(tǒng)計,國際空間站已接待了45批宇航員共220多人,完成了180多次太空行走,展開多達1800項科學研究。
雖然名義上是國際空間站,但是美國在其中有著絕對的領(lǐng)導地位。當初美國倡導多國合作有著經(jīng)濟方面的考慮。國際空間站的規(guī)模是當時在太空飛行的俄羅斯“和平號”空間站的5倍,總體建設(shè)費用超過1000億美元,其每年的運營費用也是一個天文數(shù)字,美國獨立承擔這些費用,面臨的經(jīng)濟壓力和國內(nèi)的政治壓力都會很大。因此美國就要謀求眾多的、并且和它沒有太空利益沖突的國家參與到國際空間站的合作之中。
國際空間站屬于第四代空間站,而俄羅斯具有前三代空間站空間站建設(shè)和運行方面大量的人才和豐富經(jīng)驗。美國迫切需要俄羅斯的合作,而俄羅斯又缺少進行太空探索的雄厚資金,就這樣兩個航天大國走到了一起。加拿大、日本、巴西等其他國家之所以能夠加入到國際空間站的合作中去,除了政治制度方面的因素以外,這些國家還不具備獨立實施載人航天的能力,同時參與合作部分可以減輕美國的經(jīng)濟負擔。據(jù)悉,除了美國和俄羅斯以外,其他參與國每年繳納的“入門費”至少都在1億美元以上。
冷戰(zhàn)思維阻止中國加入
當國際空間站的所有建設(shè)工作接近尾聲時,中國的空間站建設(shè)計劃才剛剛起步。當時如果能參與國際空間站的合作,不僅可以獲得更為先進的太空探索技術(shù),還可以降低太空探索的成本。然而一直在做這方面的努力的中國,卻一直沒有拿到進入國際空間站的許可證,阻力正是來自于主導方美國的冷戰(zhàn)思維作祟。
當時在提出國際空間站概念的時候,有些國家已經(jīng)提出來讓中國參與到國際空間站的建設(shè)交流中來,但是美國單方面卻阻止中國方面的參與,最主要出于政治目的。美國認為,中國將來會是一個非常具有潛力的競爭對手,尤其是在軍事方面,而中國在航天探索會發(fā)展軍事能力,對美國形成威脅。而且我國當時的航空航天技術(shù)還不夠成熟,無法和國際第一流水平相比,不讓中國參與國際空間站項目,符合美國及其他西方國家對中國進行高科技封鎖的一貫原則。后來中國成為繼美國、俄羅斯之外的世界第三大航天大國之后,美國對中國航天技術(shù)的崛起更是深感憂慮并懷有戒心。
2007年,時任中國科技部副部長的李學勇接受采訪時曾表示:這些年,我們國家獨立自主地發(fā)展航天事業(yè),確實取得重要進展,也取得很大成就。我們真誠地希望與美國開展在航天領(lǐng)域的合作,比如我們希望能夠參加國際空間站的計劃。但是在進入21世紀之后,中國謀求進入國際空間站的努力一直沒得到美國的回應(yīng)。
2010年6月奧巴馬政府公布了新的《國家太空政策》,更注重國際合作。不過美國對中美在太空領(lǐng)域的合作仍持較為保守的立場。白宮科技政策辦公室主任柯林伯格在召開的媒體簡報會中說,雖然中美在過去一年中就太空技術(shù)合作進行過多次討論,但是目前邀請中國參與國際空間站項目還“為時過早”。2011年,美國國會甚至通過一項法案,禁止美國航天局與“中國或任何中國公司開展任何形式的雙邊合作”,禁止美國航天局一切設(shè)施“接待中國官方訪問者”。
雖然中國并沒有參與到國際空間站的研究,但是現(xiàn)在看來反倒是一件好事,因為這逼迫中國航天人必須靠自己的實力來發(fā)展宇宙探索能力,在這種挑戰(zhàn)和機遇面前,中國現(xiàn)在研究發(fā)展出的很多載人航天相關(guān)技術(shù),甚至在國際上都是領(lǐng)先的。當中國的神舟九號飛船與天宮一號進行首次對接之后,被美國宇航局顧問稱之為是一個“強有力的政治符號”,標志著中國迅速發(fā)展太空的計劃已進入到了最新階段。2015年,美國《時代》雜志特約編輯克魯格曾撰寫了題為《中國不被允許進入國際空間站的愚蠢理由》一文,文章稱,中國的航天技術(shù)發(fā)展已經(jīng)讓其“沒有必要”竊取國際空間站上的技術(shù),“一個毫無意義的法案只會增加地緣政治風險”。
雖然近來不時傳出美方又想讓中國參與空間站研究的傳聞,然而時過境遷,隨著中國航天水平不斷發(fā)展,中國必然會有自主知識產(chǎn)權(quán)的空間站,參與國際合作當然可以,但絕不必看人眼色了。
中國空間站歡迎國際合作
外媒普遍認為,天宮二號的成功發(fā)射是中國在實現(xiàn)空間站夢想上邁出的重要一步。多家國外媒體在報道中提到,中國將在2020年前后建成并運轉(zhuǎn)自己的空間站,并在2024年左右國際空間站退役后成為唯一擁有在軌空間站的國家,這將大大推動中國與世界其他國家在空間科學領(lǐng)域的合作。事實上,在空間站研究項目的國際合作上,中國采取了的是與美國截然不同的開放態(tài)度。
英國知名學術(shù)雜志《自然》在題為《中國發(fā)射第二個空間實驗室》的文章中指出,天宮二號上的“天極”伽瑪暴偏振探測儀實驗項目有中國、瑞士以及波蘭科學家參與,并獲得歐洲航天局的支持。除了這個項目,中國科學院正與歐洲航天局探討開展其他空間科學合作項目。法國華文報紙《歐洲時報》9月16日發(fā)表的評論說,歐洲航天大國面臨的預(yù)算壓力上升,促使歐洲航天局考慮與中國共同分擔航天項目的可能。據(jù)悉,中國載人航天工程辦公室已分別與俄羅斯聯(lián)邦航天署和歐洲航天局就科學家進入中國空間站達成協(xié)議,空間站設(shè)計為大型艙段對接預(yù)留接口。歐洲航天局局長約翰·迪特里?!ろf爾納在去年的一次記者招待會上表示,只有讓中國參與制定對接機制的國際標準,來自不同國家的宇宙飛船才能在太空連接在一起。美國有線電視新聞網(wǎng)(CNN)、美國哥倫比亞廣播公司(CBS)等媒體也在報道中援引了美國海軍軍事學院教授瓊·約翰遜·弗雷澤的觀點,她認為,2022年中國空間站將成為事實上的國際性空間站。如果美國不馬上改變政策、與中國在太空開展合作,那么就會失去對中國未來航天計劃的影響力。
據(jù)外媒報道,中國政府方面在今年6月在維也納舉行的聯(lián)合國和平利用外層空間委員會第59屆會議上與聯(lián)合國外層空間事務(wù)司(UNOOSA)達成協(xié)議,同意將向聯(lián)合國成員國提供使用中國空間站的機會,以提高聯(lián)合國成員國的航天能力。根據(jù)協(xié)議,中國將主要向廣大發(fā)展中國家提供太空實驗的機會。更重要的是,中國還會幫助發(fā)展中國家的航天員進入太空,用中國載人航天載具將各國宇航員送至空間站。
中國載人航天工程辦公室副主任武平在這次會議上表示,“航天探索是全人類的共同夢想和追求。我們相信,合作協(xié)議的實施必將促進航天探索領(lǐng)域的國際合作,為聯(lián)合國成員國特別是發(fā)展中國家提供使用中國空間站并從中受益的機會。”
2013年的一部美國航天科幻片《地心引力》,講述了美國航天飛機遭到太空垃圾摧毀,美國宇航員成功逃到了中國空間站“天宮一號”上,并搭乘神舟飛船成功返回地球的故事。而在去年的科幻大片《火星救援》中,中國航天的尖端科技同樣成為了拯救行動的關(guān)鍵。這些影片,也許正是國際社會對中國展開太空國際合作的期待心理的一種體現(xiàn)吧。