載人航天：國際空間站還是商業空間站

國際空間站前景不妙

國際空間站在2022年的開端，似乎還是充滿了合作精神和溫情的。2021年俄羅斯“碼頭”艙與空間站對接后，1月19日，俄羅斯航天員安東·什卡普列羅夫和彼得·杜布羅夫實施了一次7小時11分鐘的艙外活動，為雷達導航系統安裝天線和連接電纜，以及扶手、對接信標和電視攝像機。此時距離俄烏沖突爆發，只有一個多月了。

2月24日，俄烏沖突爆發。3月18日，兩名俄羅斯和一名美國航天員乘坐聯盟飛船從拜科努爾起飛。當時美國宇航局局長納爾遜對空間站項目還是比較樂觀的，他認為普京不會退出空間站項目。

▲ 兩位俄羅斯航天員在碼頭艙外工作

▲ 2022年3月23日，歐洲航天員在艙外工作

▲ 國際空間站在3月10日一度達到10人駐站

納爾遜說，“普京不會拔掉插頭。這種合作關系自1975年以來一直存在，現在不會停止?！?/p>

3月23日，國際空間站還發生了一點險情。問題出在美國提供的艙外航天服上。當時德國航天員馬蒂亞斯·毛雷爾執行了一次艙外活動。當毛雷爾回到艙內，航天員凱拉·巴倫幫他脫下航天服的時候，在頭盔內發現了水。面罩表面大約50%的面積覆蓋了一層薄薄的水膜，頭盔背面的吸汗墊也濕了。這點水聽起來問題不大，但是在2013年，國際空間站同樣發生了頭盔進水問題，差點把航天員盧卡·帕爾米塔諾淹死。于是美國宇航局決定，暫停使用自己的艙外航天服使用，除非有緊急情況。

矛盾凸顯

然而到了7月4日，在美國國慶日當天，俄羅斯航天員謝爾蓋·科爾薩科夫、奧列格·阿爾特米耶夫和丹尼斯·馬特維耶夫在國際空間站上展示了一面旗幟，不是俄羅斯的三色旗，而是烏克蘭東部所謂“盧甘斯克人民共和國”的國旗。

美國宇航局隨后發表強烈抗議，指出“強烈譴責俄羅斯出于政治目的使用國際空間站來支持其對烏克蘭的戰爭，這與該站在15個國際參與國中為和平目的推進科學和開發技術的主要職能根本不符?！睔W空局局長約瑟夫·阿斯赫巴赫也在7月8日發表的推文中寫道：“國際空間站成為一個平臺，來展示當地發生的政治或人道主義危機，這是不可接受的。國際空間站的目的是進行研究，為我們進行更深入的探索做好準備。它必須是和平與靈感的象征?！贝撕螅砹_斯航天員也確實沒有再干這種魯莽的事情。

7月15日，美國宇航局與俄羅斯航天局達成了座位互換協議，兩國航天員可以互相乘坐對方的飛船。

隨著俄烏沖突的持續，在美國出現了反對國際空間站合作的聲音。8月5日，有一名叫做格里格·澤斯迪辛的評論家發表文章，題目是《把普京封在國際空間站氣閘艙外面》。這個人在上世紀90年代參與過美國的國家航天委員會，后來一直充當行業評論員。他對兩位俄羅斯航天員的做法極其不滿，指責說：“整個西方都在制裁和反對俄羅斯，連瑞典和芬蘭都要加入北約了，然而事情到了美國宇航局這里，卻一切照舊”。他說，美國宇航局把俄羅斯這個被遺棄的國家視為寶貴的合作伙伴，破壞了西方的努力。持有同樣觀點的人還有一些，美國太空前沿基金會執行董事安·卡普斯塔說：“甚至星巴克、麥當勞和可口可樂都已停止與俄羅斯政府的業務往來，美國宇航局在與俄羅斯保持公共合作關系的實體名單上已經是少數派了，我們不能忽視俄羅斯航天局現在是普京戰爭機器的一部分。美國宇航局需要開始切斷聯系的過程。”

▲ 聯盟飛船對接在空間站上

▲ 龍飛船正在與國際空間站對接

國際空間站前指令長和美國宇航局退休航天員特里·維爾茨也說，“不幸的是，我們在國際空間站上與俄羅斯合作的成本，現在遠遠高于剩下的幾點好處?！?/p>

顯然，這樣的聲浪在美國航天界，已經是不可忽視的。

日本的合作

美國宇航局有兩個商業空間站的計劃。但是按照它們的進度，都趕不上2024年這個節點。而美國宇航局在空間站方面的主要資金，將投向另一個大型空間設施，也就是所謂的地月門戶空間站。為了確保幾個項目的平衡，美國宇航局把目光投向了外部。2022年11月17日，日本文部省大臣長岡慶子和美國宇航局簽署了協議，決定參加地月門戶空間站的建設工程，負責其中幾個艙段和一次貨運任務。日本政府還承諾，一直支持國際空間站到2030年。此前，加拿大和歐空局也已經承諾，繼續支持美國宇航局的國際空間站運營工作。作為回報，美國宇航局承諾在未來的地月門戶空間站上，給日本航天員留一張票。至于能不能給日本提供登月機會，恐怕要等后續協議了。

兩個插曲

2022年的國際空間站還發生了兩個插曲。一個是拖延了好幾年的美國波音公司星際線飛船，總算完成了一次正式的空間站飛行。雖然并沒有載人，而且出了不少紕漏，但是至少沒給空間站帶來險情。

▲ 藝術家筆下的地月門戶空間站

2010年，美國宇航局與波音公司簽訂了一份價值超過51億美元的合同，研制星際線載人飛船。這個型號不但一拖再拖，而且費用超標，第一次飛行還以失敗告終。這一次任務被命名為軌道飛行測試-2（OFT-2），于2022年5月19日用宇宙神5火箭發射升空，大約26小時后與空間站對接，航天員經過一番檢查后，打開艙門進入飛船艙進行檢查和測試。5月25日，飛船與空間站脫離，啟動反推發動機離軌。但是，20個軌道機動和姿態控制（OMAC）推力器中，有一部分發生了故障，僅產生了預期推力的25%左右。而且在星際線飛船與空間站交會期間，兩個較小的姿控發動機也工作不正常。不過在分離之后，它們還算運行良好。在飛往空間站的過程中，飛船的冷卻系統也遇到了一些故障。

2022年5月25日，“星際線”降落在新墨西哥州，下一次任務就是2023年實施載人飛行了。

這次飛行中，20臺OMAC發動機中有兩臺在發射后的軌道機動過程中提前關閉。其他發動機的推力彌補了它們的缺位。調查顯示，可能是燃料管道里有異物，導致OMAC發動機出現問題。至于小推力姿控發動機存在的問題，可能的原因是“進氣壓力低和一些歧管壓力動態導致傳感器響應延遲”。通過對推進系統的定時和容差設置進行“非常小的改變”，可以解決這個問題。至于冷卻問題，可能是過濾器設置得太多了。

當然也有好消息，據說星際線飛船的光電傳感器跟蹤組件（VESTA）在接近空間站的過程中，表現良好。但交會導航系統產生的數據太多，導致計算機過載，波音公司正在更新飛行軟件。因為要解決這些問題，第一次載人飛行要推遲到2023年4月。

2022年國際空間站的另一個插曲，是11月的天鵝座貨運飛船飛行。這是一匹為空間站服務的“老馬”了，但是這次飛行卻發生了尷尬。這艘貨船用美國第一位女性航天員命名，叫做“莎莉·萊德”號，編號NG-18。它的太陽電池并不是長方形的，而是兩個圓形。起飛前像折扇一樣收攏起來，入軌后展開。但飛船與火箭分離后，諾斯羅普·格魯曼公司的工程師發現，只有一個太陽電池展開，場面很是難堪。不過一片太陽電池也足夠維持飛船的正常運行了。

這次飛行任務攜帶的東西很重要。其中一套是國際空間站新型太陽能電池的支撐結構，通過艙外活動安裝到空間站外部。另外一批貨物是航天員們非常期待的，包括花生醬、橄欖、奶酪、南瓜味卡布奇諾、蘋果、藍莓、橙子、巧克力和香草冰淇淋。還有一臺3D生物打印機，以進行人體組織打印研究、植物生長實驗和技術演示。

雖然少了一片太陽電池，但是機械臂還是成功地把它抓住，實施了對接。

▲ 波音星際線飛船降落在白沙靶場

▲ 兩位航天員正在操作起重機

商業載人航天有所突破

在最近幾年時間里，我們已經好多次聽到“公理航天”這個名字。美國宇航局選定了這家企業來逐步實現國際空間站的商業化。雖然距離公理航天發射第一個艙段還有好幾年，不過在2022年，公理航天邁出了商業化的第一步，發射了自己的AX-1任務。按照美國宇航局和公理航天的說法，這算是國際空間站歷史上第一次純粹的商業飛行。

所謂純商業飛行，是指這次任務的所有費用，都沒有政府撥款。AX-1任務由4位航天員執行，他們分攤了載人龍飛船一次飛行的成本，每人5500萬美元?？臻g站使用費是公理公司支付的，但是金額并沒有對外公開。

飛船在2022年4月8日發射，第二天與國際空間站對接。4個人在空間站里停留了15天12小時41分鐘，于2022年4月25日離開。4位航天員當中，有兩位美國人，1位以色列人和1 位加拿大人。除了指令長阿萊格里亞是退役的美國宇航局航天員，另外3位都是企業主，包括美國俄亥俄州商人拉里·康納、加拿大企業家馬克·帕蒂和以色列投資人埃坦·斯蒂布。

這4個人都不是去玩的，所以AX-1任務不能稱之為太空旅游。4個人在這不到16天的時間里，完成了25項不同的試驗任務，也算為空間站商業化之后的具體使用模式做了探索。

和2021年的所謂“鼓舞四人組”任務相比，AX-1任務的4位航天員要舒服多了?！肮奈杷娜私M”號稱是歷史上第一次純商業載人飛行，4位航天員乘坐龍飛船進入了太空。不過“鼓舞四人組”任務并不與國際空間站對接，4個人在狹窄的飛船里度過了自己的太空旅程。AX-1航天員進入空間站之后，擁有了更加寬闊的空間和生活條件。根據阿萊格里亞的說法，他的船員們很快就適應了空間站里的生活，包括吃飯、喝水、上廁所等等。不過他們還是不太適應所謂的“太空大腦”現象，人們做事要比地球上多用33%～50%的時間。新手們還需要更多時間來適應所謂的“太空腿”，就是失重環境下如何移動。

▲ AX-1任務的指令長有飛行經驗

▲ 美國國防部航天發展局局長對商業航天表示支持

3位富翁得到了短暫的時間，在空間站的瞭望塔里俯視地球，異常興奮。阿萊格里亞表示，空間站商業化之后，可以做很多事情，比如娛樂、廣告、代言、脫口秀等等?！叭绻腥讼雭淼竭@里，整天看著窗外，我們也會樂于接受?！?/p>

這次任務成功后，公理公司打算大力推進下一次任務AX-2，預計在2023年5月實施。

商業空間站是個嚴肅目標？

2021年底美國宇航局宣布，選擇3個企業團隊研制下一代商業空間站，也就是所謂的近地軌道商業目的地。這是美國宇航局對于低軌道載人航天活動兩步走的第一步，選擇公理航天公司把國際空間站改造成為一個商業空間站。第二步是完全由美國企業建造一個新概念新技術新模式的商業空間站。

2021年12月，美國宇航局向藍色起源、納堆疊和諾斯羅普·格魯曼公司授予合同，開發商業空間站。進入2022年之后，美國宇航局為了鼓勵企業進一步推動低軌道商業目的地的研發，先后發表了多條聲明。例如，在2022年2月4日的聲明中，美國宇航局指出：未來的空間目的地可能會更小——比如公寓或聯排別墅——并服務于更專業的用途，從而降低商業公司運營和維護的成本，這是讓更多人和組織能夠使用空間的關鍵方式。得益于先進的技術和硬件，預計它們需要更少的維護，使日常運營成本大大降低。

雖然單個商業空間站將有更多的專門用途，但未來空間站的總體能力將變得更加多樣化。目前，國際空間站主要專注于科學研究和技術演示，使其更類似于航天員在科學設備中生活和工作的實驗室。一些未來的商業目的地將包含美國宇航局在近地軌道推進任務所需的實驗室設備。像私人或公司一樣，飛往低地球軌道的非美國宇航局太空旅行者可能會前往商業空間站，這些空間站可以作為酒店，甚至可以作為電影工作室來拍攝電影。由于商業目的地將由商業公司擁有和運營，美國宇航局只需支付所需的服務費用，而不是擁有高科技聯排別墅，擔心電費或房產稅。該機構將成為許多需要時預訂住宿的客戶之一。

美國宇航局在正式聲明中特意強調，商業低軌道目的地是一個嚴肅的目標。也就是說，各個參與競標的企業不用擔心美國宇航局會放自己的鴿子，然而懸念依然是存在的，美國宇航局最后肯定只需要一個商業空間站，那么這3個方案到底會選哪一個呢？這很可能是今后幾年，美國商業航天領域最大的懸念之一。