国际空间站

    3月2日中午12时26分，在国际空间站（ISS）坚守340天的美国宇航员斯科特·凯利和俄罗斯宇航员米哈伊尔·科尔尼延科搭载俄“联盟TMA—18M”飞船在哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场降落，成功返回地球。披着神秘外衣的国际空间站随即进入了大家的视野，国际空间站有着什么样的发展历程，它对于太空探索有何重大意义，它的未来归宿在哪里，这些都吸引着世人的目光。

A.最高冷的“空中小屋”

    喜欢科幻小说和影片的人或许大都熟悉这样的场景：极端条件下，无法继续在地球生存的人类历经磨难，终于在太空中建立永久性空间站，成功入驻。如今，借助于科技进步，这些已不仅仅是假想镜头。各国的科研人员正一步步走向那片遥远而静谧的空间。

    人类设立空间站的概念可追溯到19世纪中期，但这一概念真正变成现实却是一个世纪之后。空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名宇航员生活、工作和巡访的载人航天器。同时，空间站提供地面实验设施所不能提供的低重力、宇宙空间环境等条件，主要被用于各种科学研究。迄今为止，全世界共建造了10个空间站。

    1971年，苏联成功发射“礼炮一号”，由此开创了人类首个空间站。然而不幸的是，3名宇航员在返回地球时，因阀门故障造成座舱失压，他们全部窒息死亡。此后，苏联陆续发射“礼炮”系列空间站，而美国也推出了“天空实验室”。这些都属于单舱式空间站，空间狭小，只有一个或两个对接口，使用寿命并不长。此后，苏联一直将空间站建设作为本国国策，而美国人却转向航天飞机的研制。1986年，苏联“和平”号空间站升空。这是第一座多舱式载人空间站，由工作舱、过渡舱和服务舱组成。苏联不断对“和平号”进行扩充完善。最大的时候长达35米，重70吨，当时媒体称之为“太空列车”“人造天宫”。这个接待过很多国家宇航员的著名宇宙空间站2001年退役。

    苏联在空间站方面的成就，让美国人很是着急。1983年，当“和平”号还在建造阶段时，时任美国总统里根就提出直接开发更高级别的空间站。不过，由于建造风险高且耗资巨大，他的宏愿当时未能完成。苏联解体后，在俄罗斯加盟的前提下，美国提议的ISS终于完成设计，逐渐实施。

    1998年11月，ISS的第一个部件“曙光号”功能货舱发射升空，随后陆续发射的模块逐渐对其进行扩充。作为目前唯一正在使用的空间站，ISS最终采取了第三代积木式和第四代桁架挂舱式的混合设计。现在的ISS结构异常复杂、规模十分庞大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱以及对接过渡舱、桁架、太阳电池等组成。载人舱内大气压与地球表面相同。2000年11月2日，首批宇航员登上国际空间站。此后，这个“空中小屋”内保持至少3名乘员，最多时达到6人。ISS以美国、俄罗斯为首，有加拿大、日本、巴西等16个国家参与，是当今最大、最先进的国际航天项目。此次，斯科特·凯利和米哈伊尔·科尔尼延科在太空的居所就是这里。

B.NASA上的“宅男”

    NASA此次找到了斯科特·凯利、马克·凯利这对异卵双胞胎宇航员，让他们天上、人间“天地各方”，分离一年，玩起了好玩的科学实验。这是人类首次完成此类双胞胎对比实验。科研人员研究两人的血液、尿液、唾液以及其他样本数据，据此更好地了解人类身体长期在太空中飞行的变化，以及失重对人体骨骼、肌肉、神经和心血管系统的影响等。

    为此，肩负着重要任务的斯科特其实挺忙。在340天里，他和同伴进行了超过400项试验任务，包括抽血、尿样采集、唾液样本收集、写日志、照料植物、眼部扫描、超声波扫描、使用太空杯，运转SPHERES机器人卫星、协助配置部署立方体卫星、测量辐射、穿上俄制CHIBIS负压裤参与体液转移的研究、记录睡眠情况以及其他多项任务。

    空闲之余，“足不出户”的斯科特把自己塑造成在世界最高海拔处刷推特、晒日常的“宅男”。有人曾留意过他们兄弟两人发送推文的习惯。马克基本每日一条推文，而斯科特从开通推特账号那一刻起就堪称快手。2009年8月22日，当时在日本接受训练的斯科特开通了推特账号，仅一周时间内就发了近40条推文。进入2014年，当斯科特开始为一年期任务做准备时，分享训练生活成为他的日常爱好。斯科特进入ISS后的第一件事，就是回复美国第一夫人米切尔·奥巴马的推特，同时向广大群众报平安。

    返回地球后的斯科特曾对媒体透露，在太空时，除了家人和朋友外，他特别怀念的三种东西是：脚下绿草、微风和西兰花。在太空，他喜欢用拍照、发推特排遣对地球的思念。他最爱拍摄地景，其中“地球艺术”系列摄影发掘了地球上每一处瑰丽的色彩。有趣的是，斯科特也常常自拍，寻找最帅的角度展示。据美国媒体透露，任务结束之后，斯科特已经在推特、脸书等社交媒体上拥有百万粉丝。《华盛顿邮报》更是直接称，尽管很难量化今年52岁的斯科特对太空项目未来的影响，但值得一提的是去年12月NASA招聘8至14名宇航员的广告发出后，应聘者居然多达18300人。

    在新闻发布会上，NASA的人类研究计划项目副经理约翰·查尔斯表示：“已经开始进入数据分析阶段。”据报道，实验数据将有助于科研人员分析人类造访遥远行星或火星的可能性。这些研究数据将处于保密状态，多年以后才能公开。比较有趣的是，由于“时间膨胀”的影响，在太空飞行一年的斯科特已经比马克年轻了一丁点。在空间站停留6个月，宇航员会比地球表面的人年轻0.007秒。同时，由于在太空失重状态下脊柱拉长，返回后的斯科特身体上出现的一个显著、暂时的变化是长高了大约5厘米。

C.生菜、鲜花和太空垃圾

    “空中小屋”就是一个大号实验室，那里现在可不仅仅只有各种仪器、设备，蔬菜和鲜花已经入住。去年7月8日，一批“蔬菜盒子”被送入空间站。每个盒子大约7公斤，可折叠、拉伸。不久，斯科特将红生菜种子撒在垫层上，静待生根发芽。垫层由土壤和化肥组成，其底部配置了特殊灌溉系统，以解决太空中不能给蔬菜浇水的问题。为促进蔬菜成长，盒子还安装有特殊的LED灯。在斯科特“激活”种子33天后，ISS上的宇航员们品尝到了果实。

    今年1月中旬，斯科特发送推特，通告大家他们成功培育出了百日菊。据NASA肯尼迪航天中心负责研究太空种植蔬菜的科学家称：“在太空里种花要比种蔬菜困难得多，因为花卉对于光照和其他的环境条件要求更加苛刻。该项目将对在太空中种植食物的研究具有重要意义。”在种植百日菊成功后，ISS还计划种植另一种生菜，并于2018年种植矮番茄。

    蔬菜、鲜花点缀了宇航员的生活。然而，由于“太空垃圾”的存在，ISS也处于危机之中。在绕地球轨道中飞行着数量惊人的“人造太空垃圾”，其中包括退役的航天器、火箭、推进器及其碎片等。在地球轨道上，个头儿大于10厘米的碎片有2.1万块，小于10厘米的碎片数量超过10万，而小于1厘米的碎片则以百万计。在一般人印象中，太空中飞行的小小碎片不会危及空间站等体积庞大航天器的安全。然而一个在太空中以每秒8至10公里速度飞行的碎片，尽管其大小与鸡蛋相似，但产生的能量与一辆以时速50公里行驶的重型卡车不相上下。

D.何处是归宿

    作为国际太空合作标志的ISS，计划使用寿命为10至15年。2020年后，ISS将结束使命，脱离轨道，直接坠入大海。从目前来看，尽管各怀心思，美、俄都在设法让ISS延期使用。

    ISS一直是美、俄重要的合作领域。苏联解体以后，俄罗斯科研经费捉襟见肘，一度使空间站建设陷入困境。为防止俄一流的技术和人员流落他国，美“帮助”俄罗斯聚合这些技术和人才。在美苏太空争霸中，美国的航天工程仅保留了航天飞机项目。要继续太空探索，美迫切需要俄合作。就是在此政治背景下，美、俄这才走到了一起。近年来，随着美、俄交恶，两国在这一重要领域的合作面临前所未有的挑战。

    2014年5月13日，俄罗斯针对美国制裁宣布的“反制措施”中就涉及国际空间站。面对俄罗斯的强硬，美国苦不堪言。奥巴马政府上台以后，全面收缩和改变太空探索领域的预算和计划。最关键的是，美国目前仍依赖俄“联盟”号飞船向ISS运送宇航员，每张“船票”高达6000多万美元。美国自行建造的6架航天飞机中，“挑战者”号、“哥伦比亚”号爆炸解体，“发现”号、“阿特兰蒂斯”号和“奋进”号早在2011年全部退役，而寄予厚望的商业宇宙飞船预计2017年前无法投入使用。正是基于上述原因，NASA试图淡化俄方强硬态度的影响，表示太空合作是美俄关系的标志。时任美国国务院发言人普萨基也回应说，美俄在航天项目方面有着长期合作，美方希望这种合作会继续下去。

    为不受制于人，美国也积极努力大力支持私营企业提升向近地轨道运送物资的能力，并选择了波音公司和太空探索技术公司Space X两家私企进行合作。其中，Space X与NASA签署了价值16亿美元的合同，将向空间站发射货运飞船12次。该公司的“龙”飞船已数次飞往国际空间站，执行货物运输任务。

    美国白宫今年2月向国会提交的2017财年国防预算请求，显示美国准备在太空领域加大投资力度。2月2日，国防部长卡特表示，太空领域的预算将在上一财年增加50亿美元的基础上再大幅增加。

    “空中小屋”发生了那么多故事，独缺中国宇航员的身影和贡献。其实，中国一直都在做这方面的努力。时任科技部部长的朱丽兰2000年年底表示，中国将在“十五”计划中增加国际科技合作项目，目标之一就是参加ISS计划。2007年10月，时任科技部副部长的李学勇也表态，中国期望与美国开展在航天领域的合作，成为ISS计划第17位合作伙伴。但出于种种考虑，美国政府没有允许中国加入。

    无法参与到ISS合作，中国更有理由、意志自力更生。2010年10月27日，中国宣布正式启动实施载人空间站工程。根据规划，工程分为两个阶段：2016年前将研制并发射空间实验室；2020年前后研制发射核心舱和实验舱，在轨组装成载人空间站，并开展较大规模的空间应用。2011年9月29日中国成功发射了首个小型试验性空间站“天宫一号”，成为继苏联（俄罗斯）、美国后第3个能够独立发射空间站的国家。“天宫一号”与2011至2013年陆续发射的“神舟八号”“神舟九号”“神舟十号”飞船对接，建立了第一个中国空间实验室。

    2016年，中国将发射“神舟十一号”载人飞船和“天宫二号”空间实验室。届时，“长征五号”和“长征七号”运载火箭也将进行首飞。浩瀚太空当中，将不可阻挡地出现更多中国人身影。

    (本报驻华盛顿记者 韩显阳 本文图片来源：NASA)