空間站的艱澀未來(lái)

第一代航天飛機(jī)的技術(shù)缺陷，以及布什政府太空政策產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，影響了人類的整個(gè)太空探索計(jì)劃。

5月26日，美國(guó)宇航局(NASA)的工程人員再次把“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)從發(fā)射架運(yùn)回肯尼迪航天中心的裝配大樓。

自2003年2月“哥倫比亞”號(hào)失事以來(lái)，這已經(jīng)是“發(fā)現(xiàn)”號(hào)第N次被推遲發(fā)射，發(fā)射時(shí)間推遲到了7月13日到31日之間。但這個(gè)時(shí)間并不見(jiàn)得已經(jīng)是完全敲定的結(jié)果，NASA的發(fā)言人留下了這樣一句話：如果航天飛機(jī)7月仍不能發(fā)射升空，那么就要等到9月。

這再次給嗷嗷待哺的國(guó)際空間站一次不小的打擊：空間站上的人員配置、給養(yǎng)和科研設(shè)備的補(bǔ)充都依賴于航天飛機(jī)的“地空穿梭式”運(yùn)輸。

更讓NASA著急的是，曾經(jīng)于去年圣誕節(jié)期間給空間站雪中送炭的俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)飛船，則馬上要履行完它的義務(wù)，不再免費(fèi)為美國(guó)運(yùn)送宇航員和設(shè)備、給養(yǎng)；而如果讓美國(guó)出錢來(lái)雇傭“聯(lián)盟”號(hào)飛船，卻又意外地會(huì)觸犯美國(guó)自己制定的一條法律。

NASA最后的晚餐

自從美國(guó)航天飛機(jī)停飛后，俄羅斯一直用“聯(lián)盟TMA”載人飛船和“進(jìn)步”號(hào)系列貨運(yùn)飛船，免費(fèi)為美國(guó)向國(guó)際空間站運(yùn)送航天員和物資，因而承擔(dān)了巨大的財(cái)政負(fù)擔(dān)。1艘貨運(yùn)飛船的費(fèi)用為2200萬(wàn)美元，“聯(lián)盟TMA”載人飛船的費(fèi)用更高。

俄羅斯之所以免費(fèi)為美國(guó)向國(guó)際空間站運(yùn)送航天員和物資，是為了履行俄羅斯在國(guó)際空間站建設(shè)初期所應(yīng)承擔(dān)的義務(wù)在國(guó)際空間站的建設(shè)初期，美國(guó)在空間站項(xiàng)目上專門撥款了6000萬(wàn)美元，用于建造俄羅斯負(fù)責(zé)的空間站功能貨艙，美國(guó)航天員因此獲得免費(fèi)搭乘俄羅斯載人飛船的機(jī)會(huì)。

但俄羅斯方面認(rèn)為，實(shí)際上在這個(gè)交換中，美國(guó)人已經(jīng)占了便宜——俄美兩國(guó)航天部門之間的“交換性合作”，彌補(bǔ)不了俄羅斯為發(fā)射飛船而消耗的巨額資金。目前負(fù)責(zé)制造“聯(lián)盟”號(hào)系列載人飛船的俄羅斯能源火箭航天公司已經(jīng)面臨財(cái)政危機(jī)。

2004年8月4日，俄羅斯赫魯尼切夫航天中心飛行試驗(yàn)局局長(zhǎng)亞歷山德羅夫曾經(jīng)對(duì)媒體說(shuō)，自2005年1月1日開(kāi)始，俄將不再免費(fèi)為美國(guó)向國(guó)際空間站運(yùn)送航天員和物資。后來(lái)經(jīng)過(guò)協(xié)商，俄羅斯方面答應(yīng)再免費(fèi)為美國(guó)輸送2名航天員到國(guó)際空間站，但要美國(guó)作出承諾，往后不能再提出免費(fèi)輸送航天員的要求。

也就是說(shuō)，NASA宇航員還剩下最后一次免費(fèi)搭乘載人飛船的機(jī)會(huì)。

美國(guó)有的是錢，既然不能免費(fèi)，付錢不行嗎？然而，這又牽扯到另外一個(gè)問(wèn)題。

原來(lái)，20世紀(jì)90年代初，俄羅斯曾答應(yīng)幫助伊朗在其境內(nèi)建設(shè)布什爾核電站。這引起了美國(guó)的不安。2000年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)的《防止向伊朗擴(kuò)散法》規(guī)定，美國(guó)在確定俄羅斯沒(méi)有向伊朗出口核武器和生化武器技術(shù)之前，將不得購(gòu)買任何有關(guān)俄羅斯的太空技術(shù)和其提供的太空服務(wù)。因此，根據(jù)這個(gè)法律，美方向俄羅斯支付飛船運(yùn)送費(fèi)用將屬于違法行為。

航天飛機(jī)破綻百出

在這樣的情形之下，除非布什政府作出妥協(xié)，否則，NASA必須要利用自己的航天飛機(jī)輸送宇航員去空間站。

但現(xiàn)在，美國(guó)人卻開(kāi)始對(duì)自己航天技術(shù)的可靠性、航天飛機(jī)的安全性產(chǎn)生了動(dòng)搖。

根據(jù)后來(lái)的調(diào)查，“哥倫比亞”號(hào)失事的原因是它在發(fā)射升空時(shí)，一塊手提箱大小的絕熱泡沫材料從外燃料箱脫落并撞傷航天飛機(jī)左翼。現(xiàn)在看來(lái)，其它航天飛機(jī)同樣存在類似的隱患。

“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)失事后，美國(guó)還剩余3架航天飛機(jī)：“發(fā)現(xiàn)”號(hào)、“奮進(jìn)”號(hào)和“阿特蘭蒂斯”號(hào)。NASA承認(rèn)，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)在發(fā)射過(guò)程中仍然存在燃料箱絕熱泡沫塊脫落的可能性，而即便一塊棉花糖大小的泡沫塊都可能會(huì)使航天飛機(jī)重蹈“哥倫比亞”號(hào)的覆轍。為此，NASA修改了“發(fā)現(xiàn)”號(hào)外燃料箱的設(shè)計(jì)，減少了絕熱泡沫材料脫落和碰撞航天飛機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

但工程師們還擔(dān)心，航天飛機(jī)外燃料箱充滿超冷液體時(shí)會(huì)導(dǎo)致燃料箱外表面結(jié)冰，而冰可能在起飛時(shí)破裂脫落導(dǎo)致撞擊航天飛機(jī)，這帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)可能還大于絕熱泡沫材料的脫落——這就是“發(fā)現(xiàn)”號(hào)最后一次推遲發(fā)射的主要原因。

更讓人不可思議的是，在2004年的一次檢查中，工程技術(shù)人員居然發(fā)現(xiàn)，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)尾部的減速裝置中有一個(gè)齒輪裝反了。這一具有潛在致命性的安全隱患曾伴隨“發(fā)現(xiàn)“號(hào)飛行20余年而未被發(fā)現(xiàn)。

美國(guó)科學(xué)家一向以大膽又不失嚴(yán)謹(jǐn)著稱。“但不知道為什么，他們的工程操作人員卻總會(huì)犯一些莫名其妙的低級(jí)錯(cuò)誤。”中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)研究員、已退休的天文學(xué)家李競(jìng)介紹說(shuō)，迄今NASA所造成的低級(jí)錯(cuò)誤里面，最明顯、最著名的包括哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，它的鏡片裝配發(fā)生錯(cuò)誤，把哈勃完全變成了“近視眼”，一直需要矯正它的“視力”。另一個(gè)錯(cuò)誤是在1999年上天的火星“極地號(hào)”上發(fā)生的，它在數(shù)據(jù)從公制換算英制的時(shí)候居然發(fā)生錯(cuò)誤，這些低級(jí)錯(cuò)誤導(dǎo)致的損失卻都要以億美元來(lái)計(jì)算。

“我認(rèn)為第一代航天飛機(jī)都還可能存在這樣那樣的問(wèn)題，技術(shù)上可能都不能臻于完美。”李競(jìng)說(shuō)，航天飛機(jī)整體上的缺陷源自于美國(guó)在技術(shù)上的不開(kāi)放。“就拿隔熱板來(lái)說(shuō)，為了保密，美國(guó)并不吸取全世界的精銳技術(shù)。如果真正能夠開(kāi)放，把全世界的精銳技術(shù)都用上去，隔熱板的安全性會(huì)比現(xiàn)在好得多，追求壟斷的結(jié)果是本身的發(fā)展也受到限制。”

也正因如此，美國(guó)宇航局業(yè)已準(zhǔn)備對(duì)“奮進(jìn)”號(hào)和“阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行全面的重新檢測(cè)，并替換有缺陷的部件。

NASA有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，要完全避免2003年“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)失事的悲劇，就必須對(duì)燃料罐系統(tǒng)以及其它一些重要部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，而這需要花費(fèi)幾年的時(shí)間，不可能在幾個(gè)月內(nèi)完成。

縮水的國(guó)際空間站

國(guó)際空間站是人類有史以來(lái)建造的最大、最復(fù)雜的航天器。真正意義上的國(guó)際空間站是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，如同一個(gè)空中小城市，上面能夠進(jìn)行水循環(huán)、綠化，整個(gè)系統(tǒng)能夠“自助”——除了失重狀態(tài)不變，整個(gè)系統(tǒng)比現(xiàn)在這個(gè)空間站雛形更接近于地面環(huán)境。完成建設(shè)后的理想空間站，應(yīng)該是處在地球和月亮間的拉格朗日點(diǎn)(即地、月間的重力平衡點(diǎn)，距地球323110公里)上。

國(guó)際空間站是人類再往遠(yuǎn)處探索不可或缺的一個(gè)步驟。它讓科學(xué)家可以長(zhǎng)時(shí)間在失重狀態(tài)下做種種地球上無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于天文觀測(cè)等研究領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，人類得以在空間站上進(jìn)行，就可以獲得足夠的自由，不用再“受氣”于地球大氣層。另外，很重要的一個(gè)職能是，它是人類星際旅行的中間基站，比如，人類要登陸火星，宇宙飛船就要從空間站中轉(zhuǎn)出發(fā)，回來(lái)時(shí)也要先抵達(dá)空間站(這樣做一方面是為了節(jié)約飛船燃料，另一方面是增加安全性)。

而建設(shè)國(guó)際空間站的所有部件，都依賴于航天飛機(jī)的運(yùn)送、組裝。

現(xiàn)在，空間站的建設(shè)才剛剛開(kāi)始。按照最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想，從2007年年底開(kāi)始，空間站上的航天員數(shù)量應(yīng)該達(dá)到6名。

然而，2004年7月23日，來(lái)自美國(guó)、俄羅斯、歐洲和加拿大航天局的領(lǐng)導(dǎo)人在荷蘭聚集，討論國(guó)際空間站的合作問(wèn)題。在這次會(huì)議上，參與國(guó)決定按比例縮減國(guó)際空間站上航天員人數(shù)和開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，以幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)在2010年前完成其所承擔(dān)任務(wù)的目標(biāo)這意味著，國(guó)際空間站將無(wú)法按照各國(guó)初始設(shè)想的規(guī)模和進(jìn)度建成一個(gè)太空科研中心。

導(dǎo)致空間站計(jì)劃大大縮水的主要原因，是布什總統(tǒng)2001年以前提出的將空間站每年的費(fèi)用控制在50億美元的要求——他把更多的資金應(yīng)用于他自己構(gòu)想的太空計(jì)劃。

實(shí)際上，從某種角度來(lái)說(shuō)，“哥倫比亞”號(hào)的失事跟這都有一定關(guān)系。

“NASA有時(shí)把經(jīng)濟(jì)利益擺在很不恰當(dāng)?shù)奈恢茫瑫?huì)由于某種偷工減料而最終釀造悲劇。‘哥’號(hào)事件，是隔熱板最終出的問(wèn)題，他們明知道隔熱板已經(jīng)老化，早就該換，但在最后一關(guān)檢驗(yàn)時(shí)，他們卻‘對(duì)付’過(guò)去了。”李競(jìng)說(shuō)，這也是航天飛機(jī)失事偶然中所含的必然。

對(duì)于饑餓中的國(guó)際空間站來(lái)說(shuō)，下一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在6月10號(hào)左右發(fā)射的進(jìn)步18-p貨運(yùn)飛船，讓空間站得到補(bǔ)給，從而堅(jiān)持到7月發(fā)現(xiàn)號(hào)的發(fā)射。

“我們正在從一個(gè)巨大的悲劇中走出來(lái)。載人入太空并非一件我們可以愉快地完成的日常活動(dòng)……我們要嚴(yán)肅地對(duì)待此事。”美宇航局新任局長(zhǎng)Michael Griffin在接受全球多國(guó)記者共同采訪時(shí)說(shuō)，“其他的考慮，比如以什么次序、以及在什么日期組建完國(guó)際空間站，都只能往后靠，以確保在載人上天時(shí)的認(rèn)真態(tài)度。”

從現(xiàn)在看來(lái)，完成空間站的建設(shè)必須依賴于下一代航天飛機(jī)。“整個(gè)空間站的建設(shè)被迫往后推，受影響的是人類的整個(gè)航天計(jì)劃，包括人類登陸火星的計(jì)劃也都要被迫推遲。”李競(jìng)說(shuō)。