“國(guó)際空間站”的應(yīng)用、問(wèn)題和前景

□□至今，一共有59個(gè)國(guó)家參與“國(guó)際空間站”的建造或應(yīng)用。美國(guó)航空航天局目前正在與“國(guó)際空間站”其他成員國(guó)共同努力拓展“國(guó)際空間站”的應(yīng)用，以便使科研人員擁有更多機(jī)會(huì)進(jìn)行站上微重力實(shí)驗(yàn)。該站有兩個(gè)主要功能：進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)發(fā)新技術(shù)的試驗(yàn)平臺(tái)?！皣?guó)際空間站”已基本建成，正成為近地軌道上有人直接參與各種科學(xué)研究活動(dòng)的基地。它能進(jìn)行最先進(jìn)的生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)及其他學(xué)科的研究，并有望執(zhí)行載人繞月飛行任務(wù)。由于“國(guó)際空間站”將至少工作到2020年，所以可充分利用其設(shè)備開(kāi)展多項(xiàng)科研；美國(guó)也將借助私營(yíng)商用飛船將航天員送入“國(guó)際空間站”。因此，它不僅將發(fā)揮更大的作用，還將采用新的運(yùn)營(yíng)模式。

1 應(yīng)用范圍廣泛

“國(guó)際空間站”上的多個(gè)實(shí)驗(yàn)艙可進(jìn)行最先進(jìn)的生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)及其他學(xué)科的研究。因?yàn)檫@些艙是首次按微重力實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的，都十分靠近質(zhì)心，能保證重力接近于零，從而可成為一個(gè)提供空前能力來(lái)揭開(kāi)重力對(duì)人類影響之謎的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，在基礎(chǔ)科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等方面擴(kuò)展全人類的知識(shí)，為以后可能出現(xiàn)的突破性進(jìn)展奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)，它也為人類能長(zhǎng)期在軌直接參與對(duì)地觀測(cè)和天文觀測(cè)提供了機(jī)會(huì)，為研究地球環(huán)境、探索宇宙世界做出貢獻(xiàn)。此外，作為人類首次在太空進(jìn)行的大規(guī)模裝配活動(dòng)，建造“國(guó)際空間站”還將為今后建造天基太陽(yáng)能電站、載人火星探測(cè)等航天活動(dòng)積累經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)技術(shù)。

至今，“國(guó)際空間站”上約50%的資源用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前站上就有30～40個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中大多數(shù)為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括藥品研究和疾病治療?？蒲腥藛T還利用空間站試驗(yàn)太空探索系統(tǒng)和其他尚未完全掌握的技術(shù)，如：正在研究航天器的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)，修復(fù)軌道航天器的先進(jìn)機(jī)器人，以及更有效的水過(guò)濾系統(tǒng)。據(jù)俄塔社2011年5月25日?qǐng)?bào)道，已有70個(gè)新實(shí)驗(yàn)納入“國(guó)際空間站”俄羅斯艙段科學(xué)計(jì)劃。

“國(guó)際空間站”的空間應(yīng)用項(xiàng)目主要包括醫(yī)學(xué)與生物學(xué)研究、生物工程、空間技術(shù)、材料科學(xué)、教育活動(dòng)、地球物理學(xué)及對(duì)地觀測(cè)等7個(gè)方面的科技研究性應(yīng)用。早期的一些宏偉設(shè)想，如利用空間站作為衛(wèi)星的回收站與維修車間、空間倉(cāng)庫(kù)、衛(wèi)星發(fā)射基地、軌道機(jī)動(dòng)飛行器的?？扛?、深空探測(cè)器的中轉(zhuǎn)站等服務(wù)性應(yīng)用已被無(wú)限期推遲。

醫(yī)學(xué)與生物學(xué)研究是“國(guó)際空間站”應(yīng)用的重點(diǎn)，所有合作伙伴的應(yīng)用項(xiàng)目都首選醫(yī)學(xué)與生物學(xué)，主要包括研究人體對(duì)空間環(huán)境的適應(yīng)性及應(yīng)對(duì)措施；大量采集人體在空間環(huán)境下的生理新數(shù)據(jù)，用以改進(jìn)長(zhǎng)期航天的防護(hù)措施，提高醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)支持載人航天的能力。在俄羅斯實(shí)驗(yàn)艙和美國(guó)實(shí)驗(yàn)艙的應(yīng)用項(xiàng)目中，醫(yī)學(xué)與生物研究分別占43%和32%。

生物工程是該空間站應(yīng)用的又一重點(diǎn)項(xiàng)目,主要研究、制備在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和藥物學(xué)方面有潛在應(yīng)用價(jià)值的生物材料，如微生物、細(xì)菌、植物細(xì)胞和動(dòng)物胚胎等的蛋白質(zhì)晶體。

在空間技術(shù)領(lǐng)域，“國(guó)際空間站”主要研究試驗(yàn)新結(jié)構(gòu)、新材料、新設(shè)備、微重力保持、聲學(xué)效應(yīng)、輻射防護(hù)、微流星與空間碎片防護(hù)等，也為下一步載人月球探測(cè)和火星探測(cè)開(kāi)展某些需要有人參與的技術(shù)試驗(yàn)和演示驗(yàn)證作準(zhǔn)備。據(jù)最新報(bào)道，“國(guó)際空間站”有望執(zhí)行載人繞月飛行任務(wù)，把“國(guó)際空間站”作為發(fā)射月球載人任務(wù)的一個(gè)發(fā)射平臺(tái)。另外，美國(guó)航空航天局局長(zhǎng)2011年4月6日稱，美國(guó)將把“國(guó)際空間站”作為載人火星探測(cè)的起點(diǎn)。

在材料科學(xué)方面，“國(guó)際空間站”主要研究微重力條件下的流體行為、材料性質(zhì)及材料加工工藝等。

2 已取得的成就

其實(shí)，在“國(guó)際空間站”建造過(guò)程中已開(kāi)展過(guò)多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和研究。比如，豌豆種植實(shí)驗(yàn)、蚯蚓養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)、人類對(duì)太空旅行的延時(shí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、飛碟的物理實(shí)驗(yàn)、呼吸實(shí)驗(yàn)、航天技術(shù)與材料學(xué)研究、地球物理學(xué)研究、生物醫(yī)學(xué)研究、地球自然資源研究與生態(tài)監(jiān)控、太空生物技術(shù)研究。截至2006年，“國(guó)際空間站”已完成了29項(xiàng)學(xué)校與學(xué)生的科研項(xiàng)目。在合作國(guó)航天局的支持下，在太空開(kāi)展教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，設(shè)置虛擬課堂和虛擬演示驗(yàn)證課。

“國(guó)際空間站”還利用可裝載大型觀測(cè)設(shè)備、有人值守及可選擇觀測(cè)條件等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)展新的觀測(cè)儀器和觀測(cè)方法的演示驗(yàn)證?？傮w來(lái)看，在“國(guó)際空間站”上開(kāi)展了空間科學(xué)與應(yīng)用方面的研究，主要分3個(gè)階段：①初始階段注重對(duì)空間環(huán)境的了解，為下一步的研究提供保障；②發(fā)展階段開(kāi)始為航天員長(zhǎng)期空間飛行積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)現(xiàn)載人登陸月球、建立月球基地和載人探索火星作準(zhǔn)備；③建成以后將進(jìn)一步挖掘近地軌道空間資源利用潛力。

據(jù)美國(guó)航空航天局網(wǎng)站2009年9月10日?qǐng)?bào)道，美國(guó)航空航天局發(fā)布了“國(guó)際空間站”8年來(lái)取得的科學(xué)研究成果的詳細(xì)報(bào)告，包括飛行期間對(duì)抗食物中毒、向癌細(xì)胞輸送藥物的新方法、在未來(lái)航天器上使用更好的材料等。

最引人注目的成果是證明了在太空飛行期間普通細(xì)菌致病增強(qiáng)的能力，不過(guò)改變細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境能控制其毒性。另外一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)演示了將藥物輸入人體內(nèi)目標(biāo)部位治療的新方法，引出了一項(xiàng)潛在的醫(yī)學(xué)進(jìn)步?？臻g站上最多的研究是測(cè)試航天器材料如何經(jīng)受惡劣的太空環(huán)境，其材料實(shí)驗(yàn)成果已經(jīng)應(yīng)用于開(kāi)發(fā)未來(lái)商業(yè)空間站貨運(yùn)飛船所用的太陽(yáng)電池上。美國(guó)航空航天局在空間站的研究活動(dòng)涵蓋了包括探索技術(shù)開(kāi)發(fā)、物理學(xué)與生物學(xué)的微重力研究、人體生理學(xué)研究、地球科學(xué)與教育等若干科學(xué)領(lǐng)域。2008年，歐洲哥倫布號(hào)實(shí)驗(yàn)艙與希望號(hào)日本實(shí)驗(yàn)艙運(yùn)上空間站后，使站上實(shí)驗(yàn)的空間與研究設(shè)備數(shù)量增至之前的3倍。

“國(guó)際空間站”為科學(xué)家提供了非常好的太空環(huán)境，有足夠的功率保證遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳，還可作為許多新活動(dòng)的工程試驗(yàn)平臺(tái)。自從2009年5月空間站常駐人員增加到6名以來(lái)，空間站上的航天員已經(jīng)從每周工作不到15h增加到每周工作40h，并且還能更長(zhǎng)。所以，“國(guó)際空間站”上的科學(xué)研究已上升到了新的高度，到了充分利用的時(shí)候了。

除了一些相對(duì)較小的實(shí)驗(yàn)設(shè)備外，目前空間站的外部主要有材料科學(xué)研究設(shè)備、太陽(yáng)研究平臺(tái)、空間環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)、全天空X射線掃描儀等，這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備的成功應(yīng)用將會(huì)吸引科學(xué)家們將更多的質(zhì)量或體積較大的地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝在空間站上，并且能夠使科學(xué)家們將更多精力集中在科學(xué)研究上，而不是用在權(quán)衡實(shí)驗(yàn)設(shè)備的質(zhì)量、體積、成本、電力供應(yīng)和數(shù)據(jù)處理能力上。

歐洲航天局考慮在2012-2020年間，為空間站安裝觀測(cè)氣候變化的儀器，這個(gè)設(shè)想得到了歐洲航天局地球觀測(cè)計(jì)劃管理者的支持。

據(jù)美國(guó)航空航天局網(wǎng)站2010年5月4日?qǐng)?bào)道，美國(guó)航空航天局和國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局正在尋求方案，準(zhǔn)備加強(qiáng)在“國(guó)際空間站”上的小衛(wèi)星試驗(yàn)，目標(biāo)是更好地利用“國(guó)際空間站”作為先進(jìn)空間技術(shù)的試驗(yàn)平臺(tái)。

美國(guó)諾格公司2011年4月12日透露，該公司將在“國(guó)際空間站”上應(yīng)用一種冷卻軍事衛(wèi)星有效載荷的新方法。

2009年5月20日，俄羅斯航天員在站內(nèi)進(jìn)行了一項(xiàng)“呼吸”試驗(yàn)，目的是研究失重狀態(tài)對(duì)人體心肺功能的影響。2009年9月14日，俄羅斯航天員在站內(nèi)實(shí)施了3項(xiàng)分別稱為“駕駛員”、“ 颶風(fēng)”和“美人魚(yú)”的科學(xué)試驗(yàn)，分別對(duì)失重對(duì)人的影響、自然災(zāi)害預(yù)警及溫室氣體的排放進(jìn)行了研究。2009年10月5日，俄羅斯航天員在站內(nèi)進(jìn)行了一項(xiàng)名為“瀑布”的生物技術(shù)試驗(yàn)，旨在為將來(lái)的星際飛行作準(zhǔn)備。2009年11月16日，阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)把4只蝴蝶送到“國(guó)際空間站”，作為一項(xiàng)教育試驗(yàn)的一部分。

當(dāng)人處于失重狀態(tài)時(shí)，大腦活動(dòng)會(huì)發(fā)生怎樣的變化？歐洲航天局2011年1月13日發(fā)表公報(bào)說(shuō)，為找到問(wèn)題的答案，他們對(duì)在“國(guó)際空間站”工作的一名航天員的大腦活動(dòng)進(jìn)行了研究。公報(bào)說(shuō)，航天員在進(jìn)入太空的失重環(huán)境后，不但血液循環(huán)等生理狀況有所改變，認(rèn)知方式也會(huì)隨著大腦壓力的變化產(chǎn)生差異。為深入了解這種變化，歐洲航天局2010年年底對(duì)在“國(guó)際空間站”工作的意大利航天員保羅·內(nèi)斯波利的大腦進(jìn)行掃描；在同伴的幫助下，內(nèi)斯波利接受了腦電波儀器的檢查，各項(xiàng)數(shù)據(jù)隨后被傳回歐洲航天局，供專家們分析；這項(xiàng)研究重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)斯波利的視覺(jué)、身體感知及對(duì)物體的鑒別能力。

據(jù)英國(guó)廣播公司2011年4月16日?qǐng)?bào)道，在“國(guó)際空間站”上的研究發(fā)現(xiàn)，藥物在太空中的保質(zhì)期比在地面的短。

值得注意的是我國(guó)多家單位參與了“國(guó)際空間站”中阿爾法磁譜儀-2（AMS 02）項(xiàng)目的研制。執(zhí)行STS-134任務(wù)的奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)已于2011年5月16日將阿爾法磁譜儀-2送到“國(guó)際空間站”。

美國(guó)還將在“國(guó)際空間站”上通過(guò)加拿大雙臂機(jī)器人“德克斯特”的協(xié)助，演示驗(yàn)證在軌衛(wèi)星燃料再填注技術(shù)。

吊運(yùn)阿爾法磁譜儀-2

在“國(guó)際空間站”星辰號(hào)服務(wù)艙內(nèi)，俄羅斯進(jìn)行的植物生長(zhǎng)試驗(yàn)

3 問(wèn)題不可忽視

盡管開(kāi)發(fā)了一系列新技術(shù)，但是“國(guó)際空間站”的應(yīng)用仍面臨諸多問(wèn)題，如：①分配給空間應(yīng)用的人時(shí)不足；②建造進(jìn)度的推遲影響了應(yīng)用；③有效載荷配置不能如數(shù)到位；④天地往返運(yùn)輸能力特別是返回運(yùn)輸能力不足；⑤可供有效載荷使用的電力不足；⑥有效載荷設(shè)備的安裝和放置無(wú)序；⑦缺少完整的頂層設(shè)計(jì)、綜合規(guī)劃和協(xié)調(diào)程序；⑧潛在的設(shè)備故障和人為失誤。

要想解決空間應(yīng)用人時(shí)不足的問(wèn)題，就要提高空間站的可靠性和安全性及站務(wù)管理的自動(dòng)化水平和自主能力，同時(shí)通過(guò)空間站運(yùn)行管理的實(shí)踐，積累長(zhǎng)期載人航天的經(jīng)驗(yàn)，提高工作效率，降低站務(wù)管理所占人時(shí)比例。

由于“國(guó)際空間站”采用“邊建造，邊應(yīng)用”的模式，所以造成空間站應(yīng)用任務(wù)多變。這就需要加強(qiáng)空間站系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)、綜合規(guī)劃，全面考慮建造和應(yīng)用兩類任務(wù)，力求使二者同步協(xié)調(diào)發(fā)展，制訂分階段的執(zhí)行細(xì)則。例如，當(dāng)實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度脫節(jié)或出現(xiàn)故障或失誤時(shí)，就要編制空間站應(yīng)用的對(duì)策預(yù)案。

從2009年5月29日起，“國(guó)際空間站”長(zhǎng)期考察組人數(shù)從3人增加到了6人。增加人數(shù)可以更好地利用空間站進(jìn)行科學(xué)研究。但是，6名航天員長(zhǎng)期在軌生活和工作對(duì)貨物補(bǔ)給是一個(gè)挑戰(zhàn)。面對(duì)人員的增加，美國(guó)航空航天局的一個(gè)解決方案是將一個(gè)改裝的萊昂納多號(hào)多用途后勤艙與“國(guó)際空間站”長(zhǎng)期對(duì)接，以便放置更多的備件。這種永久性多功能艙（PMM）已于2011年2月27日上天并安裝到“國(guó)際空間站”上。

據(jù)俄羅斯網(wǎng)站2010年11月3日?qǐng)?bào)道，俄羅斯航天局載人航天飛行理事會(huì)主席克拉斯諾夫表示，一旦俄羅斯和美國(guó)的新一代飛船投入使用，“國(guó)際空間站”上駐站航天員的數(shù)量可以增加到7名。目前“國(guó)際空間站”上駐站航天員的最佳數(shù)量是6名，這是由于為“國(guó)際空間站”提供人員運(yùn)輸服務(wù)的“聯(lián)盟”系列載人飛船只能乘坐3名航天員。當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)，“國(guó)際空間站”可以容納7名航天員駐站，其中俄羅斯艙段3名，美國(guó)艙段4名。但是后來(lái)俄羅斯取消了開(kāi)發(fā)4座載人飛船的計(jì)劃，緊接著航天飛機(jī)又要退役，所以“國(guó)際空間站”上的駐站航天員數(shù)量只得維持在6名的水平。

航天飛機(jī)全部退役后，空間站的貨物運(yùn)回能力從使用意大利萊昂納多號(hào)多用途后勤艙的9.4t縮減到“聯(lián)盟”系列飛船的50kg，而俄羅斯“進(jìn)步”系列飛船又無(wú)法把站上物品運(yùn)回地面。

2009年11月25日,美國(guó)政府問(wèn)責(zé)局曾發(fā)布題為《“國(guó)際空間站”：巨大挑戰(zhàn)可能限制站上科研》的報(bào)告。該報(bào)告認(rèn)為，至今，“國(guó)際空間站”的首要目標(biāo)一直是建設(shè)工作，科研利用并未擺在首位。美國(guó)的計(jì)劃是將空間站上約50%的美國(guó)研究設(shè)備用于科研項(xiàng)目。美國(guó)面臨的一些主要挑戰(zhàn)可能會(huì)阻礙對(duì)空間站所有科研設(shè)備的最大程度利用。美國(guó)正在分析建立一個(gè)管理部門(mén)用來(lái)管理空間站科研工作的可行性。

據(jù)《美國(guó)航空周刊》網(wǎng)站2009年12月24日?qǐng)?bào)道，問(wèn)責(zé)局稱，高昂的發(fā)射成本和緊張的資金狀況可能使美國(guó)永遠(yuǎn)無(wú)法充分利用“國(guó)際空間站”，并稱“國(guó)際空間站”2015年之后的不確定性影響了科學(xué)研究的進(jìn)行，因?yàn)楹芏嗫茖W(xué)研究需要的時(shí)間較長(zhǎng)。目前，“國(guó)際空間站”上存在大量由美國(guó)控制但沒(méi)有使用計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)設(shè)施。按照現(xiàn)在的計(jì)劃，“國(guó)際空間站”上的內(nèi)部實(shí)驗(yàn)設(shè)施中只有79%最終將被使用，而美國(guó)只計(jì)劃使用50%。此外，2015年年底，“國(guó)際空間站”上的外部實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中只有62%將會(huì)被利用。問(wèn)責(zé)局稱，與美國(guó)相比，其他“國(guó)際空間站”合作國(guó)正在充分利用它們能使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，其中歐洲更為充分一些。

美國(guó)官員稱，充分利用“國(guó)際空間站”缺乏資金支持，目前估計(jì)使用“國(guó)際空間站”上1kg的有效載荷要花費(fèi)44000美元，這已經(jīng)超出了眾多研究者的預(yù)算。與此同時(shí)，還沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)估流程或者中央管理機(jī)構(gòu)來(lái)確定，哪些實(shí)驗(yàn)應(yīng)該由“國(guó)際空間站”上美國(guó)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施完成。問(wèn)責(zé)局認(rèn)為，美國(guó)在“國(guó)際空間站”研究方面經(jīng)常優(yōu)先考慮的是使用要求，而不是科研價(jià)值。航天飛機(jī)已于2011年7月退役，并且美國(guó)航空航天局決定2011年后不再使用俄羅斯的“進(jìn)步”系列貨運(yùn)飛船，這使得“國(guó)際空間站”的利用問(wèn)題變得更加復(fù)雜。美國(guó)估計(jì)，2010-2015年本國(guó)將有40000kg的貨運(yùn)缺口，并且嚴(yán)重缺乏返回試驗(yàn)樣品及其他科研物品的能力。因此美國(guó)航空航天局希望利用獵鷹-9與金牛座-2這兩種商業(yè)運(yùn)載火箭發(fā)射私營(yíng)飛船，以緩解運(yùn)輸壓力，但是，目前這兩種火箭的研制進(jìn)度都比預(yù)期緩慢。

美國(guó)官員透露，如果商業(yè)運(yùn)載器的研制進(jìn)度推遲，美國(guó)只能讓空間站“適度降低能力”直至條件改善。如果那樣的話，“國(guó)際空間站”將只有最低限度地開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。如果資金增加，美國(guó)可能會(huì)建立專門(mén)的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)督空間站的研究決策，包括選擇“國(guó)際空間站”上開(kāi)展的研究并確保研究的有效性。

4 未來(lái)發(fā)展前景

2010年2月1日，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬已建議把“國(guó)際空間站”的退役時(shí)間從2016年推遲到2020年以后（歐洲航天局于同年3月16日正式同意將“國(guó)際空間站”壽命延長(zhǎng)至2020年年底），并增加20億美元的預(yù)算，將其變?yōu)槊绹?guó)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以便更充分地利用這一獨(dú)特的科學(xué)、技術(shù)、教育平臺(tái)，開(kāi)展生物、醫(yī)學(xué)、材料、燃燒特性等實(shí)驗(yàn)；借助私營(yíng)企業(yè)的商用飛船將航天員送入“國(guó)際空間站”。美國(guó)航空航天局已與兩家私營(yíng)企業(yè)簽署了商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)協(xié)議，將用私營(yíng)公司的“龍”飛船和 “天鵝座”飛船為“國(guó)際空間站”運(yùn)送航天員和物資。奧巴馬總統(tǒng)要求美國(guó)航空航天局與航天工業(yè)界以全新的方式合作，使商業(yè)服務(wù)成為航天員到達(dá)“國(guó)際空間站”的主要模式，美國(guó)航空航天局正朝這一方向開(kāi)展計(jì)劃。

2010年2月3 日，“國(guó)際空間站”多邊協(xié)調(diào)委員會(huì)召開(kāi)會(huì)議，就延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間、提高利用效率等有關(guān)“國(guó)際空間站”未來(lái)發(fā)展的問(wèn)題達(dá)成共識(shí)。委員會(huì)代表一致重申了對(duì)提高“國(guó)際空間站”利用效率的強(qiáng)烈愿望。隨著“國(guó)際空間站”組建逐漸完成，代表同意將“國(guó)際空間站”科學(xué)、工程、教育等方面潛力的全面開(kāi)發(fā)提高到最高優(yōu)先級(jí)，并同意加強(qiáng)微重力實(shí)驗(yàn)室的利用，以推動(dòng)尖端科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步。多邊協(xié)調(diào)委員會(huì)證實(shí)“國(guó)際空間站”運(yùn)行至2015 年后已無(wú)明顯技術(shù)限制，“國(guó)際空間站”硬件最少運(yùn)行至2020年，而且有可能工作到2028年?？臻g站成員國(guó)們還同意將尋找方法來(lái)降低“國(guó)際空間站”運(yùn)行的年度成本。這些方法包括使用新一代水再生系統(tǒng)來(lái)減少新鮮水的供給，提高貨運(yùn)飛船的運(yùn)載能力。代表們認(rèn)為“國(guó)際空間站”延長(zhǎng)運(yùn)行將為所有合作伙伴乃至全人類帶來(lái)更大的利益，主要是通過(guò)加強(qiáng)科研和提高利用機(jī)會(huì)，為合作伙伴的投資帶來(lái)顯著而持續(xù)的回報(bào)。同時(shí)，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間也為未來(lái)國(guó)際空間探索任務(wù)的合作奠定了基礎(chǔ)。

2010年3 月11 日，“國(guó)際空間站”成員國(guó)的航天局局長(zhǎng)在東京召開(kāi)會(huì)議，探討“國(guó)際空間站”的未來(lái)發(fā)展問(wèn)題，并發(fā)表了聯(lián)合聲明。聲明表示，“國(guó)際空間站”現(xiàn)在可提供前所未有的機(jī)會(huì)用于在軌研究和探索，特別是驅(qū)動(dòng)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)為人類未來(lái)超越地球低軌道的探索鋪平道路。相關(guān)研究將會(huì)造福地球，同時(shí)為未來(lái)進(jìn)行低地球軌道外的探索作準(zhǔn)備。各國(guó)航天局局長(zhǎng)重申了全面開(kāi)拓“國(guó)際空間站”科學(xué)、工程、應(yīng)用和教育潛能的重要性，同時(shí)，還表示愿意與包括中國(guó)在內(nèi)的第三方國(guó)家展開(kāi)合作。如果中國(guó)或印度提出申請(qǐng)參與“國(guó)際空間站”的項(xiàng)目，成員國(guó)將認(rèn)真考慮相關(guān)提議。

據(jù)俄新網(wǎng)2010年4月7日的消息，美國(guó)航空航天局與俄羅斯航天局簽署了一份價(jià)值3.35億美元的“國(guó)際空間站”修正合同，將運(yùn)送航天員進(jìn)入“國(guó)際空間站”的合同延長(zhǎng)至2013-2014年。2011年3月14日，雙方又簽署了一份價(jià)值7.53億美元的新合同，規(guī)定2014-2015年美國(guó)使用俄羅斯飛船的費(fèi)用是每人6300萬(wàn)美元，而在前一份合同中的費(fèi)用是每人5600萬(wàn)美元。

據(jù)美國(guó)航空航天局太空飛行網(wǎng)2011年1月17日?qǐng)?bào)道，聯(lián)合試驗(yàn)和任務(wù)運(yùn)行團(tuán)隊(duì)建議，2013年進(jìn)行“獵戶座”新型載人飛船首次飛行試驗(yàn)。該飛船將作為“國(guó)際空間站”的救生飛行器。

2010年7月19日，波音公司與美國(guó)航空航天局聯(lián)合研發(fā)的乘員航天運(yùn)輸-100載人飛船亮相英國(guó)范保羅航展。該飛船是一種可載人往返“國(guó)際空間站”的新型商業(yè)飛船，外形類似于錐形的“阿波羅”或“獵戶座”飛船，但體積比“獵戶座”稍小，比“阿波羅”稍大，能夠乘坐7人。它可在空間站軌道停駐7個(gè)月，通過(guò)安全氣墊的緩沖和重新更換防熱罩，每艘飛船能重復(fù)使用10次左右。如果經(jīng)費(fèi)允許，首架乘員航天運(yùn)輸-100載人飛船有望在2014年從佛羅里達(dá)州發(fā)射，并將用于比格羅航天公司私營(yíng)太空旅館的天地往返運(yùn)輸。所以有人稱商業(yè)乘員運(yùn)輸有可能使公共和私人航天工業(yè)都發(fā)生徹底的變革。

2010年10月7日、2011年6月8日，俄羅斯向“國(guó)際空間站”先后成功發(fā)射了第1、2艘聯(lián)盟TMA-M載人飛船。它們是俄羅斯的數(shù)字化飛船，載有CC-101新型計(jì)算機(jī)。新飛船在制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)及船載測(cè)量系統(tǒng)等方面做了改進(jìn)；飛船功能得到擴(kuò)展，通過(guò)多種交換鏈路，使空間站俄羅斯艙段計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與船載制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)進(jìn)一步集成。新飛船因?yàn)闇p少了船載系統(tǒng)的質(zhì)量，所以增加了70kg的有效載荷運(yùn)載能力。

俄羅斯將于2017-2018年在東方港航天中心把俄羅斯“羅斯”新型載人飛船送入太空。從2018 年開(kāi)始，搭載6名航天員的“羅斯”載人飛船將被送入近地軌道。

參與美國(guó)航空航天局商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)與商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)計(jì)劃的太空探索技術(shù)公司和軌道科學(xué)公司,計(jì)劃從2011年以后開(kāi)始為“國(guó)際空間站”提供貨運(yùn)補(bǔ)給服務(wù)。太空探索技術(shù)公司的“龍”飛船可為“國(guó)際空間站”運(yùn)去6t貨物，運(yùn)回3t貨物，也能將7名航天員送至“國(guó)際空間站”，美國(guó)航空航天局已預(yù)訂了12次運(yùn)貨飛行。軌道科學(xué)公司的“天鵝座”貨運(yùn)飛船能為 “國(guó)際空間站”運(yùn)去2.6t貨物，美國(guó)航空航天局已預(yù)訂了8次運(yùn)貨飛行。

為了把“國(guó)際空間站”上的貨物運(yùn)回，歐洲和日本還在對(duì)各自的貨運(yùn)飛船進(jìn)行升級(jí)改造，以便把“國(guó)際空間站”上的貨物運(yùn)回地球。歐洲航天局可返回地面的“先進(jìn)再入飛行器”貨運(yùn)飛船計(jì)劃在2017或2018年首飛。日本的H-2轉(zhuǎn)移飛行器-R貨運(yùn)飛船計(jì)劃在2016-2018年首飛。

2010年10月20日，“國(guó)際空間站”多邊協(xié)調(diào)委員會(huì)批準(zhǔn)了一項(xiàng)空間對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將為未來(lái)航天器的對(duì)接提供通用界面指導(dǎo)方針，適用的航天器范圍從低地球軌道任務(wù)到深空探測(cè)任務(wù)的載人飛行器和自動(dòng)飛行器。

據(jù)美國(guó)網(wǎng)站2010年10月22日?qǐng)?bào)道，美國(guó)已成功啟動(dòng)新的“國(guó)際空間站”水生成系統(tǒng)“薩巴蒂?！?。該系統(tǒng)與空間站的廢水收集系統(tǒng)整合在一起，每年大約可以生成2000L水。它利用鎳催化劑使氫氣和二氧化碳在加溫加壓環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水和甲烷。生成的水進(jìn)入空間站水循環(huán)系統(tǒng)，甲烷則被排出空間站。在“薩巴蒂?！毕到y(tǒng)啟動(dòng)前，“國(guó)際空間站”制氧時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品氫氣和航天員新陳代謝排出的二氧化碳都被當(dāng)成廢氣，直接排出“國(guó)際空間站”。

俄羅斯、歐洲和美國(guó)還在研究如何使“國(guó)際空間站”發(fā)揮更大作用，而不只是一個(gè)微重力試驗(yàn)平臺(tái)。他們希望該空間站能成為一個(gè)更重要的試驗(yàn)臺(tái)，測(cè)試人類走出低地球軌道，探索小行星和火星等目的地所需的工藝和技術(shù)。

空間站成員國(guó)認(rèn)為，以后該站的一個(gè)至關(guān)重要的角色將是作為深空探索的發(fā)展平臺(tái)。這些活動(dòng)可能包括演示新機(jī)器人、用于居住或種植果蔬(“溫室”)的充氣模塊艙、新生命支持技術(shù)、輻射防護(hù)系統(tǒng)、通信和傳感技術(shù)、新穎的遠(yuǎn)距離醫(yī)療方法，在距離地球很遠(yuǎn)的地方執(zhí)行自給自足任務(wù)的航天員還要學(xué)習(xí)如何在空間站上組裝探索交通工具。

如果人類真的登上了小行星或火星，那么安全完成往返旅行所需的大量基礎(chǔ)設(shè)施僅依靠一枚火箭從地球上向太空運(yùn)輸是無(wú)法做到的。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，可能需要利用多次飛行任務(wù)進(jìn)行運(yùn)送，并在空間站上進(jìn)行組裝。如果被指派前去執(zhí)行深空任務(wù)的航天員不是隨設(shè)備一起前往空間站，那么他們進(jìn)行長(zhǎng)期飛行任務(wù)需要的所有設(shè)備都可在沒(méi)有超級(jí)安全應(yīng)急系統(tǒng)的情況下進(jìn)行發(fā)射。航天員可以先搭乘飛船等進(jìn)入軌道，然后再乘坐已經(jīng)在空間站上等著他們的深空交通工具前往目的地。

總之，“國(guó)際空間站”前景光明。未來(lái)，它至少還要運(yùn)行10年的時(shí)間，可以預(yù)見(jiàn)，站上的空間科學(xué)與應(yīng)用活動(dòng)必將為各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人類社會(huì)的進(jìn)步提供強(qiáng)大動(dòng)力?！?/p>