2022年中国天宫空间站正式建成。再抬头看,20公里之上就是更庞大的国际空间站,但美国人却陷入越来越深的焦虑,因为国际空间站已经摇摇欲坠。为了面子上过得去,美国决定将空间站的报废期限从2024年再延长6年,撑到2030年再说。但这件事说起来容易,做起来却极难!

国际空间站多处老化

23年前,1998年11月20日,俄罗斯用质子火箭将“黎明号”服务舱送入轨道,拉开了国际空间站建造的序幕,其后的几个舱段模块全部来自于俄罗斯。直到2001年,第一个美国舱段“命运号”升空对接,使之成为真正的国际空间站。在此后的十多年里,各种不同功能的模块陆续被安装到空间站上,逐渐组成今天长73米、宽109米、总质量达444.6吨的庞然大物。中国空间站即使完全建成,其质量也只有国际空间站的四分之一。

国际空间站结构

许多朋友感叹于国际空间站的“大”,实际上,大不一定是先进,而是妥协的产物,不得已而为之。

曾几何时,“大哥大”是财富与地位的象征,今天谁要再成天抱着“大哥大”只能说明他怀旧,国际空间站也是如此。为了满足电能需求,国际空间站上安装了总面积达2500平方米的太阳能电池;同时,空间站产生的废热需要大面积散热板辐射到太空中去。这些东西需要有地方安置,于是诞生了长达109米的巨型桁架。

与国际空间站相比,中国天宫空间站有更高效的热循环系统,柔性砷化镓薄膜电池更轻更薄,光电转化效率超过30%,比国际空间站高1倍多。这意味着中国空间站只需要一半面积的太阳翼就能获得超过ISS的电能供应。

中国空间站太阳能薄膜电池效率超30%

因为结构复杂,国际空间站出问题的地方也多得多,多次发生可能导致空间站整体报废的事故。迄今为止,除组装空间站以及科学研究所必要的出舱任务外,宇航员为了修理这个庞然大物总共进行了超过200次太空行走。

宇航员出舱活动并不像你出门取快递,太空环境复杂恶劣,宇航员们需要穿上舱外航天服来保护自己。美国航天服是1970年代为航天飞机任务定制的,到现在剩下的4套大多都有故障,时不时地要带回地面修理。

美国有新的舱外航天服吗?很抱歉,一件都没有!他们现在也造不出来。

宇航员维修国际空间站

航天器是极其精密的仪器,空间站更是如此。为了维持6~7名宇航员长时间在太空生活,空间站需要提供与地面一样的温湿度与大气压力,持续供应新鲜的食物、水和空气,需要满足宇航员的正常代谢、生理与心理需求,要供应电能、通信,还得保证宇航员不受到宇宙射线、流星体和空间碎片的伤害。所有这一切加起来都意味着一个字:钱。

国际空间站是人类历史上最昂贵的科学设备,它的总投入达到1912亿美元(通胀调整后),建设与运营成本由美国、俄罗斯以及所有参与方承担。如果将这些钱平摊到所有在空间站工作过的宇航员身上,平均每名宇航员每天要花掉大约800万美元!

国际空间站消耗极大

有朋友对一人一天花掉800万美元(约5000万人民币)感到不可思议,实际上这800万中有相当一部分都是运营维护的费用,实验设备、维修零部件、航天员和他们吃喝拉撒所需要的物资,包括呼吸用的氧气都得靠飞船送到空间站,每一公斤货物的运费就相当于一公斤黄金的价钱!

美国希望将宇航员送去月球,“阿耳忒弥斯计划”消耗了NASA大量资金,他们没有能力建造一个新的空间站,更没有钱独力维持空间站运行。所有人都清楚国际空间站到处是毛病,每两天就要漏掉1公斤空气,却没有人知道泄漏点究竟在哪里,只能持续不断地运送氧气以维持气压。

俄罗斯称美国宇航员破坏空间站

许多人都梦想遨游太空,但短暂的太空旅游与连续几个月高强度的空间站生活是截然相反的两种体验。国际空间站内部危机四伏,各种有害霉菌在舱壁和水循环系统中滋生,它们不仅可以致病,还能产生酸腐蚀金属、橡胶和玻璃;国际空间站用氨将内部的热能传导至外部散热器,但加压舱中已经发生过几次氨和其它有毒气体泄漏事故;大量超期服役的设备发出越来越大的噪音,宇航员每周7天每天24小时暴露在噪声中,对他们的听力以及身心造成损害。曾经有美国宇航员不堪压力,采取破坏空间站的方式,试图提前返回地球。

国际空间站

尽管有这样那样的理由与种种不舍,但国际空间站的使用寿命毕竟有限,超期服役可能造成不可想象的后果。随着时间推移,空间站越来越多的设备与构件趋向于老化、接近疲劳极限,维修与更换它们需要付出更高成本,而如果漠视它,则会增加宇航员的健康与安全风险。美国没有足够的宇航服来支持舱外维修任务,设备供应商大多不复存在,在这种情况下有些故障是能不处理就不处理,你很难想象百病缠身的国际空间站还能坚持到2030年。

空间站将坠入大气层

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