空间站的艰涩未来

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  第一代航天飞机的技术缺陷,以及布什政府太空政策产生的经济问题,影响了人类的整个太空探索计划。
  5月26日,美国宇航局(NASA)的工程人员再次把“发现”号航天飞机从发射架运回肯尼迪航天中心的装配大楼。
  自2003年2月“哥伦比亚”号失事以来,这已经是“发现”号第N次被推迟发射,发射时间推迟到了7月13日到31日之间。但这个时间并不见得已经是完全敲定的结果,NASA的发言人留下了这样一句话:如果航天飞机7月仍不能发射升空,那么就要等到9月。
  这再次给嗷嗷待哺的国际空间站一次不小的打击:空间站上的人员配置、给养和科研设备的补充都依赖于航天飞机的“地空穿梭式”运输。
  更让NASA着急的是,曾经于去年圣诞节期间给空间站雪中送炭的俄罗斯“联盟”号飞船,则马上要履行完它的义务,不再免费为美国运送宇航员和设备、给养;而如果让美国出钱来雇佣“联盟”号飞船,却又意外地会触犯美国自己制定的一条法律。
  
  NASA最后的晚餐
  
  自从美国航天飞机停飞后,俄罗斯一直用“联盟TMA”载人飞船和“进步”号系列货运飞船,免费为美国向国际空间站运送航天员和物资,因而承担了巨大的财政负担。1艘货运飞船的费用为2200万美元,“联盟TMA”载人飞船的费用更高。
  俄罗斯之所以免费为美国向国际空间站运送航天员和物资,是为了履行俄罗斯在国际空间站建设初期所应承担的义务在国际空间站的建设初期,美国在空间站项目上专门拨款了6000万美元,用于建造俄罗斯负责的空间站功能货舱,美国航天员因此获得免费搭乘俄罗斯载人飞船的机会。
  但俄罗斯方面认为,实际上在这个交换中,美国人已经占了便宜——俄美两国航天部门之间的“交换性合作”,弥补不了俄罗斯为发射飞船而消耗的巨额资金。目前负责制造“联盟”号系列载人飞船的俄罗斯能源火箭航天公司已经面临财政危机。
  2004年8月4日,俄罗斯赫鲁尼切夫航天中心飞行试验局局长亚历山德罗夫曾经对媒体说,自2005年1月1日开始,俄将不再免费为美国向国际空间站运送航天员和物资。后来经过协商,俄罗斯方面答应再免费为美国输送2名航天员到国际空间站,但要美国作出承诺,往后不能再提出免费输送航天员的要求。
  也就是说,NASA宇航员还剩下最后一次免费搭乘载人飞船的机会。
  美国有的是钱,既然不能免费,付钱不行吗?然而,这又牵扯到另外一个问题。
  原来,20世纪90年代初,俄罗斯曾答应帮助伊朗在其境内建设布什尔核电站。这引起了美国的不安。2000年,美国国会通过的《防止向伊朗扩散法》规定,美国在确定俄罗斯没有向伊朗出口核武器和生化武器技术之前,将不得购买任何有关俄罗斯的太空技术和其提供的太空服务。因此,根据这个法律,美方向俄罗斯支付飞船运送费用将属于违法行为。
  
  航天飞机破绽百出
  
  在这样的情形之下,除非布什政府作出妥协,否则,NASA必须要利用自己的航天飞机输送宇航员去空间站。
  但现在,美国人却开始对自己航天技术的可靠性、航天飞机的安全性产生了动摇。
  根据后来的调查,“哥伦比亚”号失事的原因是它在发射升空时,一块手提箱大小的绝热泡沫材料从外燃料箱脱落并撞伤航天飞机左翼。现在看来,其它航天飞机同样存在类似的隐患。
  “哥伦比亚”号航天飞机失事后,美国还剩余3架航天飞机:“发现”号、“奋进”号和“阿特兰蒂斯”号。NASA承认,“发现”号航天飞机在发射过程中仍然存在燃料箱绝热泡沫块脱落的可能性,而即便一块棉花糖大小的泡沫块都可能会使航天飞机重蹈“哥伦比亚”号的覆辙。为此,NASA修改了“发现”号外燃料箱的设计,减少了绝热泡沫材料脱落和碰撞航天飞机的风险。
  但工程师们还担心,航天飞机外燃料箱充满超冷液体时会导致燃料箱外表面结冰,而冰可能在起飞时破裂脱落导致撞击航天飞机,这带来的风险可能还大于绝热泡沫材料的脱落——这就是“发现”号最后一次推迟发射的主要原因。
  更让人不可思议的是,在2004年的一次检查中,工程技术人员居然发现,“发现”号航天飞机尾部的减速装置中有一个齿轮装反了。这一具有潜在致命性的安全隐患曾伴随“发现“号飞行20余年而未被发现。
  美国科学家一向以大胆又不失严谨著称。“但不知道为什么,他们的工程操作人员却总会犯一些莫名其妙的低级错误。”中国国家天文台研究员、已退休的天文学家李竞介绍说,迄今NASA所造成的低级错误里面,最明显、最著名的包括哈勃太空望远镜,它的镜片装配发生错误,把哈勃完全变成了“近视眼”,一直需要矫正它的“视力”。另一个错误是在1999年上天的火星“极地号”上发生的,它在数据从公制换算英制的时候居然发生错误,这些低级错误导致的损失却都要以亿美元来计算。
  “我认为第一代航天飞机都还可能存在这样那样的问题,技术上可能都不能臻于完美。”李竞说,航天飞机整体上的缺陷源自于美国在技术上的不开放。“就拿隔热板来说,为了保密,美国并不吸取全世界的精锐技术。如果真正能够开放,把全世界的精锐技术都用上去,隔热板的安全性会比现在好得多,追求垄断的结果是本身的发展也受到限制。”
  也正因如此,美国宇航局业已准备对“奋进”号和“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行全面的重新检测,并替换有缺陷的部件。
  NASA有关负责人表示,要完全避免2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事的悲剧,就必须对燃料罐系统以及其它一些重要部件进行重新设计,而这需要花费几年的时间,不可能在几个月内完成。
  
  缩水的国际空间站
  
  国际空间站是人类有史以来建造的最大、最复杂的航天器。真正意义上的国际空间站是一个庞大的系统,如同一个空中小城市,上面能够进行水循环、绿化,整个系统能够“自助”——除了失重状态不变,整个系统比现在这个空间站雏形更接近于地面环境。完成建设后的理想空间站,应该是处在地球和月亮间的拉格朗日点(即地、月间的重力平衡点,距地球323110公里)上。
  国际空间站是人类再往远处探索不可或缺的一个步骤。它让科学家可以长时间在失重状态下做种种地球上无法完成的实验。对于天文观测等研究领域来说,人类得以在空间站上进行,就可以获得足够的自由,不用再“受气”于地球大气层。另外,很重要的一个职能是,它是人类星际旅行的中间基站,比如,人类要登陆火星,宇宙飞船就要从空间站中转出发,回来时也要先抵达空间站(这样做一方面是为了节约飞船燃料,另一方面是增加安全性)。
  而建设国际空间站的所有部件,都依赖于航天飞机的运送、组装。
  现在,空间站的建设才刚刚开始。按照最初的设计构想,从2007年年底开始,空间站上的航天员数量应该达到6名。
  然而,2004年7月23日,来自美国、俄罗斯、欧洲和加拿大航天局的领导人在荷兰聚集,讨论国际空间站的合作问题。在这次会议上,参与国决定按比例缩减国际空间站上航天员人数和开展科学实验的数量,以帮助美国实现在2010年前完成其所承担任务的目标这意味着,国际空间站将无法按照各国初始设想的规模和进度建成一个太空科研中心。
  导致空间站计划大大缩水的主要原因,是布什总统2001年以前提出的将空间站每年的费用控制在50亿美元的要求——他把更多的资金应用于他自己构想的太空计划。
  实际上,从某种角度来说,“哥伦比亚”号的失事跟这都有一定关系。
  “NASA有时把经济利益摆在很不恰当的位置,会由于某种偷工减料而最终酿造悲剧。‘哥’号事件,是隔热板最终出的问题,他们明知道隔热板已经老化,早就该换,但在最后一关检验时,他们却‘对付’过去了。”李竞说,这也是航天飞机失事偶然中所含的必然。
  对于饥饿中的国际空间站来说,下一个重要转折点是在6月10号左右发射的进步18-p货运飞船,让空间站得到补给,从而坚持到7月发现号的发射。
  “我们正在从一个巨大的悲剧中走出来。载人入太空并非一件我们可以愉快地完成的日常活动……我们要严肃地对待此事。”美宇航局新任局长Michael Griffin在接受全球多国记者共同采访时说,“其他的考虑,比如以什么次序、以及在什么日期组建完国际空间站,都只能往后靠,以确保在载人上天时的认真态度。”
  从现在看来,完成空间站的建设必须依赖于下一代航天飞机。“整个空间站的建设被迫往后推,受影响的是人类的整个航天计划,包括人类登陆火星的计划也都要被迫推迟。”李竞说。
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