花這么多錢修個空間站，值得嗎？

饅頭老妖，南京大學(xué)化學(xué)博士、西華大學(xué)生物工程學(xué)院講師。《視覺之旅：化學(xué)世界的分子奧秘（彩色典藏版）》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學(xué)普及著作獎獲得者（譯著類），撰寫過大量科普文章，熱衷于寫偵探小說。

近日，我國自主研制的“天和核心艙”在“長征五號”火箭的推動下，順利進(jìn)入預(yù)定軌道。這標(biāo)志著中國人自己的空間站建設(shè)，終于邁出了堅實的第一步。對于追尋航天夢的中國人而言，這無疑是一個巨大的喜訊，但也有人對此提出了質(zhì)疑：發(fā)展航天事業(yè)，靠的是“神舟”飛船、“嫦娥”月球探測器、“祝融號”火星車這類尖端裝備，空間站實際上只是在距離地球400公里的近地軌道上運行，又能有多大的意義？它會是一個賠本賺吆喝的“面子工程”嗎？

空間站=太空游泳池？

很多人都會游泳，那么，你是在哪兒學(xué)會游泳的呢？答案無非就是兩種，江河湖海，或是游泳池里。前者，是在自然界的真實條件下學(xué)習(xí);后者，是在人工模擬的環(huán)境下學(xué)習(xí)。盡管兩種環(huán)境都能讓人學(xué)會游泳，但有一點是很確定的——在游泳池里學(xué)習(xí)游泳，比在自然水體里要安全得多。

理由當(dāng)然有很多，游泳池的環(huán)境更簡單，沒有漩渦、水草等意想不到的危險因素;萬一遇到抽筋、嗆水等意外情況，也能夠及時獲得救援。可以說，在游泳池里學(xué)游泳，雖然成本略高（游泳池的修建和維護(hù)也是需要錢的），卻能夠讓大家在低風(fēng)險的條件下練好本領(lǐng)。

就像學(xué)游泳一樣，人類的航天工程探索，特別是載人航天，也是一個不斷學(xué)習(xí)、試錯的過程。由于在太空中，存在真空、失重、宇宙射線輻射、溫差變化巨大、太空垃圾襲擾等極端情況，對航天器、航天員和艙內(nèi)的各種裝置，都可能存在影響，這就給航天探索帶來巨大的不確定性。因此，我們不能把未經(jīng)充分實驗的航天器以及其中的裝置，貿(mào)然地扔到太空之中——就像把“旱鴨子”直接丟進(jìn)江河里，一旦出現(xiàn)問題，可能就再也沒有挽救的機(jī)會。

太空實驗困難重重

想要開展航天工程，就要進(jìn)行航天實驗，但有些實驗的條件，是在地面上無法實現(xiàn)，甚至很難模擬的。比如，人類可以通過大型飛機(jī)的俯沖運動，來制造失重狀態(tài)，但最多也就能持續(xù)十來分鐘。而強(qiáng)烈的宇宙射線輻射，盡管可以在實驗室里模擬出來，卻要長時間、不間斷、大面積地實施，是非常麻煩的。要把上述這些條件，在實驗室里同時模擬出來，成本可想而知。

那么，能不能在宇宙飛船上，完成這些實驗?zāi)兀窟@里也有一個問題：宇宙飛船的發(fā)射成本很高，在太空中滯留的時間卻不長（通常是一兩周左右），對一些時間較長的實驗，比如，太空中的蔬菜種植、昆蟲養(yǎng)殖、對航天員在太空中的身體狀態(tài)長期監(jiān)測等，就無能為力了。

同時，囿于運載火箭的推力的限制，宇宙飛船不能做得太大，內(nèi)部的空間更是有限，再加上航天員的生活區(qū)域和生活物資還要占據(jù)一定空間，能留給太空實驗的地方就很小了。總之，在宇宙飛船上做太空實驗，效率很低，性價比也不高。

深空探索的前進(jìn)基地

說到這里，你該知道為什么要花這么多錢修個空間站了吧。如果我們能在地球外的太空中，建設(shè)一個滯留時間很長、內(nèi)部空間較大的實驗室，就可以有效應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，實現(xiàn)“太空中建個游泳池”的目標(biāo)。

過去的國際空間站已經(jīng)證明，這樣的基地完全可以在軌運行20年以上，非常適合做各種長期性的實驗。它的內(nèi)部空間也比宇宙飛船、航天飛機(jī)寬敞得多——我國建設(shè)的空間站預(yù)計在110立方米以上，是神舟飛船的15倍，天宮一號空間實驗室的7倍，自然能夠開展更多的科學(xué)實驗。更巧妙的是，空間站并不是一次性全部發(fā)射、安裝到位的，它由多段艙體分別發(fā)射，再在太空里組裝而成，這就解決了火箭推力與艙體尺寸的矛盾。此外，航天員可以由載人飛船接送，輪換值守，各種實驗器材和生活物資，也可以由貨運飛船分批送入，以便高效地利用空間站的內(nèi)部空間。

實際上，空間站不僅是一個優(yōu)良的“太空實驗室”，而且是一個向深空探索發(fā)展的前進(jìn)基地。在未來的規(guī)劃中，它還肩負(fù)著觀測、通訊中繼、太空垃圾監(jiān)測調(diào)控等任務(wù)，甚至能為遠(yuǎn)航的載人飛行器提供補(bǔ)給、維修等服務(wù)。可以說，空間站是深空探測、太空開發(fā)的立足點、橋頭堡，它能助力航天事業(yè)飛得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)。

在科幻電影《流浪地球》中，人類在帶著地球逃命的同時，還特意建造了“領(lǐng)航員”空間站，作為地球的哨兵和護(hù)衛(wèi)，空間站的意義可見一斑。

太空事業(yè)的新里程碑

當(dāng)然，要把中國人自己的空間站建好，我們面對的挑戰(zhàn)同樣也是巨大的。在這個龐大的工程中，會有許多的苛刻要求，需要我們用新材料、新工藝、新設(shè)計，乃至全新的思路方能滿足。

比如，雖然火箭能把一個個艙段送到指定的軌道上，但應(yīng)該如何把它們精確、牢固地組裝到已有的國際空間站上？

空間站外出現(xiàn)的破損、失效零件，又該如何更換？這些都涉及到大型機(jī)械臂甚至是智能機(jī)器人的設(shè)計、制造;長期在失重環(huán)境下生活，宇航員普遍會出現(xiàn)肌肉萎縮、關(guān)節(jié)退化等健康問題，這就涉及太空醫(yī)學(xué)方面的問題;太空中的小星體和太空垃圾很多，如何防范它們撞在空間站上，萬一真的來了，又該如何規(guī)避？這就需要強(qiáng)化太空垃圾的觀察和追蹤。

而上述這些問題，只不過是空間站設(shè)計、建造中遭遇難題的九牛一毛。一句話，空間站考驗了許多方面的技術(shù)能力，是一個國家工業(yè)實力的最好體現(xiàn)，而它的開發(fā)建設(shè)，又能拉動相關(guān)行業(yè)、學(xué)科的全面進(jìn)步，從而實現(xiàn)人與社會的共同進(jìn)步。

總之，對中國、對世界來說，空間站能發(fā)揮不可替代的作用，為人類走向浩渺太空提供一個堅實的落腳點。