為國際空間站注入“科學”的血液

隨著歐洲哥倫布號實驗艙和日本希望號實驗艙的到位，國際空間站將完成從太空中的政治延伸向真正的科學實驗室的轉(zhuǎn)變。

價值10億歐元的哥倫布實驗艙是歐空局第一個載人航天設(shè)施，也是其目前在載人航天領(lǐng)域的最高成就。“哥倫布實驗艙為我們翻開了新的一頁。現(xiàn)在我們在地球軌道上有了真正的一席之地，”歐空局“哥倫布”項目主管伯納多·帕蒂說。但是對于歐洲的科學家和工程師而言，這真是一個好事多磨的過程。由于建造延期和美國哥倫比亞號航天飛機的失事，哥倫布實驗艙最終抵達國際空間站的時間比最初的計劃晚了5年多。而且和國際空間站的其他艙體一樣，哥倫布實驗艙的大小也比10年前歐空局原計劃的要小很多。

盡管最初的雄心有一點受挫，但是歐洲的科學家們還是相信哥倫布實驗艙會給國際空間站帶來一些新的東西。由于建造成本不斷上漲、航天飛機損兵折將以及布什總統(tǒng)于2004年倡導的基于月球和火星的美國新航天政策，使得美國航宇局在國際空間站上開展的研究項目都集中在了長期空間飛行對人體的影響上。

歐空局的主管們說，哥倫布實驗艙將使國際空間站重拾最初的信條，為包括生物學、流體力學、材料科學以及藥物研究和技術(shù)研發(fā)在內(nèi)的基礎(chǔ)研究提供平臺。“我們不會跟隨美國的步伐把路越走越窄。”歐空局空間站項目經(jīng)理阿蘭·舍凱特爾說。

日本希望號實驗艙將進一步拓展國際空間站的科學潛力，與此同時，2009年國際空間站的常駐人員將按計劃從現(xiàn)在的3人增加到6人。舍凱特爾說，這將創(chuàng)造出“多一個數(shù)量級的實驗時間”。

確實，對于那些對國際空間站的批評依然記憶猶新的科學家和歐空局官員來說，他們衷心地希望能還國際空間站以其本來面目。帕蒂說：“現(xiàn)在我們不得不來證明我們自己。”

從一開始，科學研究就是國際空間站的重要使命之一，科學家希望看到在這一方向上的不斷進取。

計劃、設(shè)計、建造這樣一個太空實驗艙耗費了大約10年的時間，因此哥倫布實驗艙所采用的技術(shù)并不是最頂尖的，而且5年的推遲使得其在計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速度方面與地面上的比起來更顯得落后。帕蒂說，歐空局已經(jīng)升級了哥倫布實驗艙里面的電子設(shè)備，并且安裝了每秒100兆比特的計算機網(wǎng)絡(luò)。盡管你現(xiàn)在可以在任何一家商店買到這一速率的計算機硬件設(shè)備，但是“哥倫布”上的計算機網(wǎng)絡(luò)仍將是太空中最快的。

人力資源則是另一個挑戰(zhàn)。舍凱特爾說：“歐空局試圖留住必要的人員并且保持科學界對此的興趣。”當時大量的科研人員在為哥倫布艙準備實驗項目的時候還僅僅是博士研究生，但現(xiàn)在他們都已經(jīng)畢業(yè)并且在其他領(lǐng)域找到了工作。

就像在美國的情況一樣，許多歐洲科學家認為不值得為太空中載人設(shè)施所能取得的科學成果花大價錢。他們提出，花在國際空間站和“哥倫布”身上的錢還不如用在機器人探測項目上。例如，由于周圍運轉(zhuǎn)的儀器和人員的“走”動，使得你無法在國際空間站上把望遠鏡精確地指向目標，所以天文學家們一般都不喜歡它。英國萊徹斯特大學空間研究中心主任喬治·弗萊瑟說：“空間站忽上忽下就像過山車。”

不過帕蒂說，許多尤其是大學和政府實驗室的歐洲科學家很熱衷于進行微重力研究。他希望“哥倫布”幾年之后的成果能激發(fā)起更多科研人員的興趣。按照歐空局載人航天科學與應(yīng)用理事會理事長馬克·海普納的說法，2004年最后一次征集實驗提案時收到的提案數(shù)量是歐空局所能資助的3倍。

根據(jù)一些在國際空間站俄羅斯艙段中實驗的結(jié)果，科學家們已經(jīng)取得了巨大的成功，在等離子體領(lǐng)域就已發(fā)表了100多篇科學論文。

哥倫布實驗艙在發(fā)射前就裝載了全部的實驗裝置，包括一個流體科學實驗室、一組生理學實驗?zāi)K、一個基本生物學實驗室等等。在哥倫布實驗艙的外面，還有兩個外部實驗裝置。一個將用來檢測太空環(huán)境對不同材料的影響，另一個將用來安放太陽望遠鏡。

雖然哥倫布實驗艙上的一些實驗要由美國航宇局來負責，并且將用于檢測微重力對人體的影響，但是其他許多實驗將立足于根本。“哥倫布實驗艙發(fā)回的數(shù)據(jù)會從整體上推動生理學的發(fā)展。”剛在美國航宇局的約翰遜航天中心結(jié)束為期9個月訪問的、英國倫敦大學生理學家凱文·馮說。例如，微重力下的實驗將更清楚地告訴我們骨頭在斷裂后是如何重新接上的。

日本的科學家們也期盼著一旦希望號到位之后能開展類似的實驗。大小猶如豪華觀光巴士、重23噸的希望號實驗艙將會是國際空間站上最大的研究型艙體。需要發(fā)射3次航天飛機才能運送完它的所有部件，包括一個供航天員進行實驗的密封艙以及一個外部存儲隔間。日本科學家已經(jīng)安排了涵蓋蛋白質(zhì)結(jié)晶、流體力學和細胞生物學不同領(lǐng)域的8個內(nèi)部實驗。隨后，3個載荷將被安裝到外部艙體上，包括一個用來搜尋新星和γ射線暴的X射線望遠鏡、一個大氣檢測器和一個用于太空材料實驗的裝置。“從一開始，科學研究就是國際空間站的重要使命之一。我希望看到在這一方向上的不斷進取，”日本東京早稻田大學的天體物理學家、為希望號設(shè)計儀器的鳥井昭次說。

隨著哥倫布號和希望號實驗艙到位，國際空間站終于能向世人提供一個獨有的從事科學研究的機會。這個機會也正是歐空局舍特凱爾等所期望的。“我對未來充滿信心，”他說，“現(xiàn)在我們終于有機會來讓這些昂貴的設(shè)備發(fā)揮功效了。”