刊登日期 : 2021-03-07
人类在航空历史上发展太空站超过半世纪,目前在太空轨道上运作了20年的国际太空站,其实已是第四代。而中国航天科技事业起步较晚,中国航天团队打造的“天宫”太空站,也只是一个后来者和追赶者,其规模也比国际太空站小得多,反映中国航天科技发展仍有漫漫长路。
苏联1971年建太空站 比中国航天科技早50年
人类建设太空站,要从上世纪60年代冷战时期说起。当时前苏联在探索月球竞赛中不敌美国,为扳回一城,于是决定要先于美国建立太空站。这时候,中国航天科技事业才刚起步。
1971至1982年期间,前苏联共成功发射了7个18至20吨级的太空站上太空,其中“礼炮”系列的1至5号是试验性质的第一代,她们均为单舱设计,只有一个对接口,也就是同一时间只能对接一艘飞船,主要作为空间对接、出舱行走等验证。中国航天科技发展到2011年、2016年发射的“天宫一号”和“天宫二号”实验舱,也属于这一类。
至于“礼炮”系列的6至7号属第二代太空站,在技术上有一定提升,它们已能供太空人长期工作和生活,并有两个对接口。
前苏联发展太空站,美国当然不能“执输”,于是在1973年利用登月任务所使用的“土星五号”火箭,把一个重约80吨的巨型太空实验室送上天。不过这个太空实验室只是为“竞赛”而发射,而且太“烧钱”,结果接待3批太空人后,第二年便结束任务。
此后苏联发展第三代太空站,也就是著名的“和平号”太空站。“和平号”较“礼炮号”有飞跃进步,其特点是核心舱和实验舱等舱段,是用“砌积木”方式在太空轨道上组装,这大大降低每次发射的载重需求。它可以让3名太空人长期驻守,短期交接可以有6人。
美国从中作梗 国际太空站排除中国航天科技参与
从1986年起,前苏联陆续发射“和平号”舱段,并长驻太空人。值得一提的是,1991年苏联解体,当时身处“和平号”的太空人克里卡列夫被迫滞留,最终在太空生活了311日才返回地球,比原定时间长了一倍。
此后继承苏联太空资产的俄罗斯与美国合作,继续发展“和平号”,“和平号”也因为要和美国穿梭机对接修改建设方案。至1996年,它最终建成一座重近130吨、有350立方米内部空间的大站。1998年6月,当最后一名美国太空人乘坐穿梭机离开,“和平号”历史使命走向终结,至2001年落入大气层。
在轨道上的5,500多天里,“和平号”接待了来自12个国家的135名太空人,其中一名俄罗斯太空人在站内停留了437天,创下纪录。
另外,上世纪90年代初当“和平号”仍服役之际,美、俄已计划更新换代,大家一拍即合,决定共建“国际太空站”,并接受其他国家申请加入。不过因为美国从中作梗,太空站把中国航天科技团队排除在外。
国际太空站用桁架构建,结构更为复杂。它第一个舱段1998年11月由俄罗斯火箭发射,之后的大型构件主要由运力更强美国的穿梭机送上太空和组合。时至今日,该太空站已变成一座宽109米、长73米、高20米、重达419吨、内部容积916立方米的太空巨无霸,相当于一栋7层楼高小型体育场。
“天宫”两年建成 中国航天科技团队效率高
由于空间大,国际太空站可以同时供7名太空人长期工作生活,比“和平号”多出超过1倍;直至2020年,它已接待过超过200名太空人,完成的太空实验不计其数。按照计划,国际太空站将起码使用到2024年。
相比“国际太空站”,中国的“天宫”规模确实要小得多。它由16.6米长的核心舱和两个大小相约的实验舱组成,整体呈“T”字型,供3人长期驻守,即使加上货运和载人飞船,大约就是80至100吨级别,规模只是第三代太空站“和平号”的水平。
是不是中国没能力建造媲美国际太空的巨无霸?确实,国际太空站的建设,当初离不开美国的太空穿梭机,中国暂时没有这设备,现役最强的“长征五号”火箭要把超大体积舱段送上太空确有难度。
在另一个角度看,中国也用不着这巨无霸,因为一个“五脏俱全”的第三代太空站,已能完成现阶段绝大部份任务,而且中国仍是航天技术的追赶者,还需要借助“天宫”,以全面掌握大型太空设施的建造和在轨道上操作。
另外,国际太空站营运开支太大,至今已花了1,000多亿美元,且建设周期非常长。中国的“天宫”2021年开始建设,预计两年就能完成,而且成本比国际太空站低得多。
当然,中国太空站还保有备用对接口,如有需要可以进一步升级扩大。不过,从很多细节来看,中国航天科技发展要追上美俄两国,仍是有不少距离和时间。