太空豪宅：空间站_风闻

2021年6月神州十二号把三名宇航员送到天和舱，标志着中国空间站正式开门迎客。随后，各种中国空间站吊打国际空间站的声音甚嚣尘上。为了发扬尊老爱幼的传统美德，本僧就帮国际空间站这位垂暮老人说几句话。

鲜为外人知的实验室日常

这事儿起源自一组很火的对比照片。

国际空间站（上）和中国空间站（下）

豪宅和茅草屋的既视感，有木有？就凭这，还不能吊打美帝吗？别激动，两个原因。

第一，确实是科技进步带来的变化，国际站是1998年开始装配的，这会已经是2021年了，整整23年，电子产品都不知道刷了多少代！这要没点变化，那丢的可不是中国人的脸，而是全人类的脸。

第二，空间站本质上是实验室，只要时间一长，实验室大多都是这个德性，至少本僧接触过的实验室概莫能外。

给大伙看看人家年轻时的模样：

在没上天前，人家也是整整洁洁的，后来到了天上才被折腾到这般田地。Google Street View有国际空间站的全景图像，本僧特意找到了这个日本研制的实验舱，截了一张近期的图片，依稀还能辨认出该舱的前后模样。

而中国空间站经过一段时间的忙活，杂乱的实验室味道也慢慢出来了，你还别嫌乱，说不定科研人员就是喜欢这个味儿：

不管怎么说，拿中国空间站和国际空间站直接对比是不合适的，就好像拿宁波地铁对比纽约地铁，后发优势，领先是正常的，尤其是电子类产品。

中国空间站和国际空间站不应该是竞争关系，反而更像是承接关系，老人退休，新人顶上。

所以，咱们先回到一个最基本的问题：空间站是干啥用的？

空间站的第一次作用

人类航天事业的发展，一定程度上要归功于美苏争霸，这哥俩没法在军事上掰手腕，于是就把劲儿使到了太空上，NASA的经费一度和军费不相上下（如今只有军费一个零头）。所以，空间站刚出道时，纯粹是美苏的面子工程。

自从1961年苏联首次把人送到太空后，美帝紧赶慢赶，却始终落后一步。于是，美帝一拍大腿，把载人飞行的“水星计划”砍了，直接上登月的“阿波罗计划”，换个赛道，“把苏联人摔倒在月球上”。

当时美帝连载人飞行都不利索，月球探测器也落后苏联，所以苏联认为美帝登月是吹牛，就没怎么放心上，后来发现美帝是动真格的，再奋起直追已经晚了。

于是，苏联也找了一条新赛道：空间站。

1971年，苏联成功发射人类第一个空间站：礼炮一号。接着，1973年的礼炮二号，1974年的礼炮三号、礼炮四号，1976年的礼炮五号，1977年的礼炮六号，1982年的礼炮七号，就像放风筝似的，把美帝看的一愣一愣。

美帝虽然没缺席，于1973年发射了“天空实验室”空间站（下图），但面对来势汹汹的苏联，很快就放弃抵抗了，专心在登月这条赛道上把苏联摁在地上摩擦。

礼炮系列空间站都是单模块，相当于一室一厅，显然太小家子气了，不符合苏联人的气质。于是，1986年，苏联发射了多模块的和平号空间站（下图），前后一共拼接了7个模块，其中有5个实验舱，相当于五室两厅！

有了大户型，小日子自然很惬意。不过，这会已经是1986年了，没过几年，苏联解体。好在美帝看上了这套房子，于是，出钱养着，美俄共用。

和平号空间站最终于2001年坠毁，在这15年时间里，先后有12个国家的135名宇航员，进行了无数次实验，产生了数百项可在工业领域应用的技术以及丰硕的理论成果，算得上善终了。

和平号是难得的美俄合作典范，隐约看到了一丝全人类亲密合作共同探索宇宙的影子，可惜这样的场景短期内怕是难以见到了。

俄罗斯空间站与美国航天飞机对接

空间站的第二次作用

苏联解体后，空间站回归单纯的科研属性，也就是一个太空实验室。因为俄罗斯雄厚的技术功底，美帝不得不继续与俄罗斯合作“和平二号空间站”，后来随着更多国家的参与，和平二号就发展成了现在的“国际空间站”。

国际空间站于1998年开始上天，同样采用模块化组装，至2011年全部组装完成，前后一共16个国家参与建造（中国被排除在外）。

捋一捋主要的舱。

“曙光号”功能舱：提供电源、推进、导航、通信、姿控、温控、充压等功能。美国出钱，俄罗斯干活。

“星辰号”服务舱：航天员生活工作的主要场所。俄罗斯自己出钱，自己干活。

“码头号”对接舱：对接飞船，送人送货，也是太空行走的出入口。美国出钱，俄罗斯干活。

“搜寻号”和“黎明号”研究模块：做实验的地方。美国出钱，俄罗斯干活。

这5个舱由俄罗斯制造，其中4个美国出钱。最大的服务舱和功能舱是整个国际空间站的核心（下图）。

这是国际空间站最初的样子，底下那截是对接的飞船，顶上那截是节点舱。在此基础上，不断拼接新的舱组。

“命运号”实验舱：做实验的地方。美国出钱出力。

“寻求号”气闸舱：航天员出舱前穿航天服的地方。美国出钱出力。

“穹顶号”观测舱：为机械臂操作提供视野（下图）。美国出钱出力。

三个节点舱：连接不同舱段用的。美国出钱出力。

此外，美国航天飞机来回奔波，为空间站送货送人，也算劳苦功高。

美俄对国际空间站的贡献孰轻孰重，诸位见仁见智吧。

航天飞机为空间站组装后勤舱

多功能后勤舱：运送物资。意大利出钱出力，美国航天飞机负责送货，就是飞机肚子里这个圆桶。

“哥伦布”实验舱：做实验的地方。欧洲出钱出力，美国航天飞机负责送货。

“希望号”实验舱：做实验的地方。日本出钱出力，美国航天飞机负责送货，是国际空间站最大的舱段，也是日本首个载人航天器。

其他舱段和设备若干，比如这根机械臂由加拿大研制。

这玩意儿不但拎人很轻松，拎货也棒棒的。

就这样，你一砖我一瓦，太空实验室就这么建好了。

哦，对了，这些都是高清图，放大看更壮观。

值得一提的是，美国在航天领域对中国的限制可以说丧心病狂，但国际空间站上却有一个例外。

中国科学院外籍院士、诺贝尔物理奖得主、美籍华人丁肇中，几乎靠一人之力成功游说国会，于2011年把一台探测暗物质的阿尔法磁谱仪（下图）送上国际空间站。阿尔法磁谱仪的关键部件永磁系统，正是中国研制。

“永磁体”应该不陌生了吧，我这儿已经提了不下三次了，记住，这是咱们强项。美帝但凡能找到相似的，就绝不会用中国的。也正因为美帝的苛刻，中国才不得不独自折腾空间站。

国际空间站在大约20年时间里，累计进行了3000多次实验，分布大致如下：

失重环境对生物的影响是非常显著的，所以生物实验占了大头。尤其是日本，特别钟情于生物实验。

想进一步了解详细内容，可以通过官网和论文查询，空间站实验清单都是公开的，即便是吃瓜群众，仅仅通过标题，多多少少也能猜到实验内容。给大伙找了一些过过眼，这是中国空间站入选的首批9个项目，来自17个国家、23个实体。

数了数，生物实验不多，反而是物理实验占了大头。看到这里有个研究火焰的项目，就顺便多提一下，国际空间站上做过一个燃烧实验，微重力下的火焰居然是这个样子：

地球火焰与太空火焰

注意火焰颜色和形状，哪位同学若能解释这个现象，那妥妥就是高中物理学霸了。

屋漏逢雨

国际空间站累积经费高达2000亿美元，可能是人类有史以来建造过的最贵单一物体。于是，争议来了。

英国天文学家马丁·里斯，这哥们可不是泛泛之辈，英国最高学术机构皇家学会的前主席，曾公开质疑：国际空间站的科研成果和投入是不相称的，这些钱不如用来向其他行星发射机器人。反对者可不在少数，诺贝尔物理学奖得主史蒂夫·温伯格，直接说国际空间站是“轨道失败者”。

不过支持者肯定更多，不然这事儿就成不了了，他们认为国际空间站产生的价值远远超过了它的成本。咱们这种外行就不多嘴评论了，反正大部分钱都是美国出的。

就在一片争议声中，国际空间站迎来了最大的挑战：15年的设计寿命到了。

当然，延期服役算是航天领域的惯例，不是啥稀罕事。现在很少有航天器一到设计寿命就立马挂掉，这其实是一笔很简单的经济账。

像空间站这么庞大的设备，时间一长，难免修修补补。刚过保质期时，一般都是小故障，随便打个补丁就可以了，性价比非常高。

但时间一长就麻烦了，比如，随着材料老化，漏气速度会越来越快，堵漏可不是一个轻松活，有时候航天员找泄漏点的方法非常原始。2020年服务舱漏气那次，超声波检漏仪就没能查出来，最后宇航员拿塑料薄膜盖住裂缝区域，通过薄膜上出现的小气泡才确认了泄漏点，前前后后折腾了一年多时间。好在裂缝不算大，贴上胶带就完事了。

不过很快又发现漏气了，就为了找漏洞这么个事，服务舱将被关闭2个月，航天员都被转移到了别的舱。万一找到的是条大裂缝，那就得跑到舱外焊接了，这可是大活儿。很人多以为太空行走是为了耍帅，其实，那是出门干活，苦差事。

要命的是，漏气这种小故障，就像是国际空间站的肿瘤，几次三番发生，多数时候说不上很严重，却非常耽误工作，而且有越发严重的倾向。

更要命的是，除了漏气，别的故障也不在少数，而且越来越频繁。短短几年时间，机械臂的抓手换过了，外部备用电脑换过了，日本舱段的摄像头换过了，俄罗斯舱段的舷窗修过了，漏氨的散热器修过了，对接转接器修过了，原本要更换的两个老化太阳能板，因为宇航服故障被耽误了……最近，连制氧系统都发生了故障，甚至厕所也罢工了，害的航天员非常不“方便”。

再这样下去会有什么问题呢？

和平号空间站的后期，航天员绝大部分工作就是维修，做实验的时间非常少，花那么大代价在天上放个实验室，结果却做不了实验，这本帐显然不对头。

国际空间站眼看着就要步上和平号的后尘了，怎么办呢？大伙一合计，先延寿到2024年吧，到时希望能再延一次到2028年，前后刚好三十年，可谓“新十年旧十年，修修补补又十年”。

俄罗斯说，延寿这事好办，看我的吧！

曙光号功能舱原先在地面有个备份，本着勤俭节约的原则，俄罗斯决定把它改成多功能实验舱，取名“科学号”。改造后的科学号有推进器、有实验室、有生活区、有机械臂，功能相当全面，给国际空间站延几年寿命妥妥没问题。

科学号原定2007年发射，结果一拖再拖，被网友戏称为“鸽王号”，最终于2021年7月成功发射。

为了给这个新舱腾位置，空间站把码头号对接舱扔了。如果没记错的话，这应该是国际空间站第一个抛弃的主要舱段，这一幕，让很多科学家泪目。欧洲航天员拍下视频并配了一段感伤的文字：经过近20年的服务，空间站最古老的模块之一，没有得到奖章，而是在大气层中进行了一次小小的旅行（化作了一朵烟火）。

科学号毕竟在地面待了三十年，可靠性打成了骨折，上天后就一路故障，最终酿成了悲剧。

科学号历经千辛万苦和空间站成功对接后，自身推进器突然启动，推着空间站开始转圈，旋转速度超过了空间站的设计上限，差点把空间站推散架，7名宇航员一度准备紧急撤离。

没办法，空间站为了抵消这个推力，也开启了推进器，就这样，两边的推进器杠上了，一直杠到科学号燃料耗尽为止。虽然虚惊一场，但国际空间站的姿态还是偏离了45度，回调又浪费了不少燃料，其他损伤还在调查中。

也就是说，科学号不但没能给空间站续命，多少还折了点寿。

中国空间站

国际空间站越来越鸡肋已是不可避免的趋势，继续烧钱吧，不划算，新造一个吧，不现实。在这种背景下，中国空间站的意义就显得尤为重要。

中国空间站预计造价400亿人民币，2022年组装完成，由1个核心舱和2个实验舱组成，两室一厅小居室，还有一个载人飞船和一个货运飞船，总体看起来小巧玲珑。

别看咱们整体小，三个舱分开算都有20吨级，和国际空间站最大的舱段相差无几，如果像美俄那种财大气粗的玩法，中国空间站也可以拼接N个舱，建一栋楼都不是问题。

从细节上说，后发优势通常会有不少领先技术，比如，太阳能板的发电效率更高，无所不能的机械臂，模块化使设备体积更小，电推进器取代化学火箭，诸如此类，琐碎且乏味。建设一个空间站，不但需要这些硬功夫，更多的是系统工程整合能力，通俗点说，就是如何确保成千上万个细节不出错，这个话题就更枯燥了。

其实，中外空间站最大的区别并非技术，而是运营模式。

国际空间站是明码标价收费的，刚开始一张往返票要2180万美元，后来美国航天飞机退役，俄罗斯联盟号飞船就垄断了这买卖，票价提高到8100万美元，为饥寒交迫的俄罗斯航天事业贴补了不少家用。再后来，SpaceX的龙飞船也掺和进来了，票价被打到5800万美元。再后来的后来，买卖做上瘾了，空间站索性对公众开放了太空旅游，除了票价钱，上天后的吃喝拉撒还得另算。

至于中国空间站嘛，一切费用全免，不过，科研成果要共享。

各位说说，哪家的生意更划算？

空间站的第三次作用

先说一件苏联旧事，俄官方自己披露的。

1974年苏联把军事用途的金刚石空间站伪装成礼炮三号送上了天，装了一门特制的23mm机炮。

这货在天上进行了三次射击，击中了一颗靶标卫星，是目前为止唯一在太空射击过的武器。不过，这种小管子肯定无法满足苏联人的胃口，于是升级版的太空武器出现了。

密密麻麻的小圆棒是榴弹，前面的尖端是制导雷达，后面的圆桶是推进器，整体上算是一枚导弹，由空间站里的人遥控发射，射程100公里。

至于这玩意儿最后有没有上天，俄官方没细说，但金刚石计划确实早早就下马了，原因很简单，步子太大，扯着蛋了。

不过咱这儿可不是提倡把空间站军事化，而是要学习苏联人大步走向太空的态度。时至今日，到了太空还在纠结地球上这点事，格局就小了。

正如大航海时代的人，要走向大洋，就得适应海上生活。今天的人类想走出地球，也得适应太空生活，这不是简单的适应失重环境，而是一个装备与人相互磨合的过程，甚至，还需要一套全新的伦理道德和法律体系。

现在的空间站就像人类在海边扎的一个小竹筏，虽然离着星辰大海很遥远，但总得走出这一步。既然美帝开始打退堂鼓了，那就咱们上吧！