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告别“和平”号空间站


从和平号坠落的地方出发
朱力远 庞之浩

  
   3月8日,世界各大通讯社用例行公事的语调发布了这样一条消息:美国发现号航天飞机今晨从肯尼迪航天中心升空,为建设中的国际空间站送去第二批长期居民,并将首批居民接回地球。
  在这首批居民中,有一位克里卡廖夫先生。此时他与另外两位宇航员已经在上面呆了4个多月。
  也就是说,当很多媒体在为和平号的死法、会不会砸着日本人或新西兰人的脑袋、会不会掉下什么奇异的真菌而躁动不安时,这位克里卡廖夫却一直在默默地工作着,为国际空间站的建设添砖加瓦。
  明眼人指出,克里卡廖夫其实更有理由为和平号的坠落而牵肠挂肚。没有人有过像他那样的传奇经历:1991年5月,他作为一名苏联宇航员登上了和平号,等到次年3月返航时,苏联已经解体了,他降落在独立的哈萨克斯坦共和国的领土。
  这一并不引人注目的细节充分显示:和平号的坠落丝毫也不意味着一个时代的结束,相反人类对太空的探险正在以更大规模的方式继续进行着!
  对此,我国著名微重力专家、中科院院士胡文瑞认为,国际空间站计划将成为今后一二十年国际空间活动的热点。
  1999年,胡院士带领的研究小组曾经与和平号开展过合作研究,成功地完成了两项关于流体方面的实验。
  据研究小组成员、国家微重力实验室副主任刘秋生教授透露,那是他们第一次与俄罗斯开展这样的合作。本来他们还计划今年再在和平号上做一个实验,假如它不掉下来的话。
  在展望本世纪的空间科学时,胡文瑞指出,国际空间站等载人航天设施为科学研究提供了新的机遇,有关这方面的研究内容相当广泛,但主要包括空间生命科学和微重力科学这两大类。
  我们知道,人类及地球上的其他生物都是在地球重力环境中演化而来的,如果能研究不同重力水平对生命现象的影响,必将有助于揭示生命过程的奥秘。
  为了达到这个目的,据胡院士介绍,在国际空间站上将安装一台大型的生物实验离心机,通过调整转速,可以将重力控制在微重力(重力几乎为零,即通常所说的失重)至两倍地球重力之间。
  和平号上的经验表明,在太空中培养出的蛋白质晶体可以比地面上的更大更完整。这意味着,太空的微重力环境可以为生物技术提供更广阔的发展前景。
  人类如何在太空长期生活也是一个需要研究的课题,目前的人体条件并不适应微重力、强辐射、不同的生物节律等外层空间环境。在这方面,俄罗斯人处于领先地位,他们在和平号上创造了连续生活438天的最长纪录。
  长期的太空生活还要求发展自给自足的生物圈系统,仅靠从地面上不断地发射火箭运送东西,需要巨大的资金,这是任何国家都难以承受的。
  胡文瑞指出,21世纪将是微重力科学取得突破性进展的时期。
  在微重力环境下,日常生活中的很多自然现象和经验都需要重新认识,刘秋生教授告诉记者。很多地面上的东西到了空间(即太空)就不灵了,比如说蜡烛的燃烧,在空间绝对不会出现人们印象中的那种火苗的形状和颜色。
  刘秋生对记者做了一番分析,他说,地面上的燃烧,是在地球重力场的作用下,蜡烛点燃后,热的往上,冷的往下,形成对流;而在空间中没有对流,只是纯扩散,没有方向性。所以到目前为止,宇航员还是不能在太空中点火做饭,而只能吃压缩食品,就是由于这个原因。和平号空间站和航天飞机上都有火灾记录,早期的阿波罗飞船上曾烧死过人,这些教训清楚地表明,目前对微重力环境中非金属材料的着火、燃烧、监测和消防都还了解得不够。
  胡文瑞认为,本世纪将是空间科学全面和深入发展的时代,科学家们将利用有利的太空环境来发展物理学、化学、天文学、生命科学、地球科学等基础学科,以解决当代学术前沿的重大问题。
  载人航天活动尽管已有40年的发展历史(从加加林1961年成功绕地球飞行一圈算起),但人类走出地球的行动其实才刚刚拉开帷幕。胡文瑞院士指出,21世纪将是人类全面进入和利用地球大气层以外空间的时代,人类将登陆火星及其卫星,将建立月球站,并到太阳系其他行星和卫星上去探险;再进一步,人类将在太阳系中自由地生活,还将飞出太阳系遨游恒星际空间。


  不可忽视的缺陷
  当和平号最终坠入大气层,化作一道绵长绚丽的火焰时,此刻为人们所缅怀的大多是烈士的丰功伟绩和趣闻轶事。事实上,这种情形早已出现在许多提前发表的墓前演说辞中。然而专家认为,有关和平号自身的“遗传缺陷”也是不可忽视的。
  和平号空间站存在一些先天不足。例如,其供电严重不足是和平号不能充分取得效益的重要原因,这是因为虽然站上每个舱段都有面积较大的太阳能电池板,但由于彼此相互遮盖,所以大大降低了电能的输出,使许多实验无法进行。缺电的另一个原因是太阳电池板长年遭受微陨石、空间碎片和氧原子粒子的撞击,以至迅速老化。
  天地往返运输能力不足是和平号存在的另一个致命弱点。它导致这一能容纳6人长期生活的空间站,仅可以维持2至3人的载人飞行规模,并使站上生活物资供不应求,实验产品严重积压。
  这不仅说明俄罗斯“养”不起和平号,也告诉人们,光用一次性使用的飞船难以承担百吨级空间站的运输要求。前苏联本考虑在和平号扩建之后用重复使用的暴风雪号航天飞机作为其运输工具,暴风雪号的往返能力可达30吨,但在1989年暴风雪号首次试飞后,它便随着苏联解体而夭折了————因费用太高从未投入使用。
  和平号的姿控系统设计也有问题。当年只考虑了和平号处于对称结构状态的情况,结果扩建时出现了不对称情况,从而造成空间站为保持所需姿态不得不频繁启动站上姿控系统,消耗了大量推进剂,增加了飞船的发射次数。
  站上的自动对接系统也常出故障,这不仅增加了站上宇航员的工作量,有时甚至危及空间站的安全运行。
  另外,由于超期服役多年,所以和平号上的许多设备都老化了,故障此起彼伏,与地面通信联络也不畅,花去了宇航员大量时间,限制了空间站效能的发挥。到1993年,宇航员用于设备维护和排除各种故障的时间就占整个工作时间的45%以上,后来更多,有时甚至达80%,因此,和平号的利用率已经很低了。
  再有,和平号空间站每年的维护运行费高达2亿美元,这对于经济状况不佳的俄罗斯来说也实在是太奢侈了。


南方周末

 

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