国际空间站再次面临分家危机？舱段间物理分割，理论上没问题_风闻

作者   巅峰高地

欧洲东部地区当前正在进行一场局部热战，由此产生的一系列影响正在持续发酵，并波及全球，甚至外太空也不能避免。大洋彼岸准备以此为借口对俄发起新一轮制裁，制裁措施将打击其航空航天业，包括飞船制造等航天项目。

此时此刻，“科技无国界”，或者那些认为空间探索是纯科学问题的观点在这里是何等的苍白无力……

联盟号MS型载人飞船

俄航天现役飞船只有两款，分别是“联盟号MS载人飞船”与“进步号MS货运飞船”，两型飞船是运作国际空间站的主力飞船。

进步号MS-14货运飞船撤离国际空间站

两型飞船虽然是俄国产装备，但却高度依赖进口元器件，其中联盟号MS载人飞船依赖度最高，该型飞船是联盟系列第四代载人飞船的第三款改进型号。比如船载计算机、综合显示人机交互系统等核心组件都尚未实现国产化。

联盟号MS型载人飞船座舱

然而俄对于这种“伤敌一千自损八百”的手段是不屑一顾的，因为国际空间站的运作无法离开这两型飞船的支持，更离不开国际空间站俄罗斯舱段的支持。

对此俄航天负责人罗戈津表示，若制裁触及航天合作，国际空间站将面临不受控制地脱离轨道，落入欧洲或美国境内。

国际空间站

国际空间站虽然是冠名“国际”的多国联合运作的载人空间站，但事实上却是美俄两家主导的空间站。该空间站大体上可分为“俄舱段”与“NASA舱段”两个部分，其中俄舱段掌握着整个空间站的轨道变更与姿态控制的决定权，主要由星辰号服务舱与进步号MS货运飞船负责。

星辰号服务舱（俄舱段）

NASA舱段在桁架处配置有控制力矩陀螺，可以实现无推进剂消耗的空间站姿态控制功能，但该装置无法控制空间站的轨道升降，即便是姿态保持功能也离不开俄舱段的姿态控制动力系统支持。

舱外宇航员手持控制力矩陀螺进行在轨维修

由制裁导致的事态加剧，也让人担心国际空间站是否会就此分家？答案是，理论上可行，但事实上不可行。

先来看，为什么说事实上不可行。

首先是前文提到的国际空间站姿轨控功能是NASA舱段离不开俄舱段的支持。

再就是电力供应问题，国际空间站的整体结构是“桁架式+积木式”，由NASA控制的加压密封舱基本都不具备独立的发供电能力，这些舱段的电力供应完全由桁架太阳翼负责。

国际空间站桁架太阳翼

如此设计的优势是最大限度规避了太阳翼之间的相互遮挡问题，对于提高太阳翼受晒率，进而提高整体发供电能力有着显著优势。在此基础上，各加压密封舱的内部容积可以设计的尽可能大，以容纳更多的科学研究机柜，宇航员在轨活动空间也能够得到保障。

NASA控制的加压密封舱段都没有配置太阳翼

反观俄舱段多数并没有此项利好，比如星辰号服务舱、曙光号多功能货舱都配置有刚性太阳翼。

但作为国际空间站的一员，他们也有权利分享桁架太阳翼带来的便利。比如现今有两个承担飞船来访对接任务的对接舱都没有太阳翼，这些舱段的电力供应主要依靠NASA的桁架太阳翼。

搜索号微型实验舱没有配置太阳翼（俄舱段）

同时，布置在桁架之上的冷板散热片对曙光号多功能货舱太阳翼构成了“干涉”，使得该舱的刚性太阳翼不得不收缩起来，进一步降低了发供电能力。也就是说曙光号多功能货舱也依赖桁架太阳翼的供电，再加上桁架太阳翼也不可避免地对星辰号服务舱太阳翼形成遮挡，这也会削弱星辰号服务舱的发供电能力。

曙光号多功能货舱在散热冷板干涉下不得不收拢起来（俄制舱段）

因此，可以说，在发供电方面俄舱段依赖NASA舱段。不过这种依赖并非自身设计问题，而是国际空间站整体设计的约束导致。

基于各种现实因素考虑，国际空间站如果想要实现物理意义上的彻底分割基本不可行。

有航天爱好者提议，能不能关闭连接俄制舱段与NASA舱段的舱门，以实现双方的分家需求？

团结号节点舱

答案是可以的，以不久前国际空间站遭遇碎片逼近事件时启动的应急避难程序为例，宇航员的活动基本都被限制在轴向对接的舱段中。

应急避难区设计的关键在于要保留宇航员进入飞船的通道，而俄舱段与NASA舱段皆有独立的飞船逃生能力，即便关闭双方连接的舱门也不会对宇航员的在轨安全构成太大的挑战。不过这样一来，会在安全冗余度上产生一定的影响。

也有航天爱好者认为，硬性要求关闭连接舱门，对于长期共同在太空工作和生活的宇航员而言，他们估计不会执行这样的指令。

国际空间站宇航员合影

关于这一点就想当然了，其实该站在轨宇航员早就不止一次地披露他们的在轨工作生活状态，不要以为拍几张宇航员全家福就以为他们在天上都是其乐融融的状态。

对联盟号飞船进行破坏行动（轨道舱钻孔）的宇航员塞丽娜·奥农-钱赛勒（右一）

实际上俄宇航员与NASA舱段宇航员的日常生活状态是，可以连续几个月不相往来，宇航员之间关于物资的供给与分配也有着严格的规章制度，一方想要使用另一方的设备或资源，必须经由地面协商谈判才可以。

再来看，理论上国际空间站能否分家。

实际上过去几年，关于国际空间站分家的动向也经常被拿上台面讨论。比如，两年前俄赫鲁尼切夫科研生产联合体副总裁弗拉基米尔·索洛夫耶夫就曾表示，要重新考虑2024年之后是不是还继续参加国际空间站。

国际空间站自第一个模块“曙光号多功能货舱”发射入轨至今已二十三年有余，用老态龙钟来形容这座空间站的运行状态是非常恰当的，这是俄希望从国际空间站分家的一个现实因素。

曙光号多功能货舱

再就是国际空间站的“门户有别”，使得作为主要参与方的俄罗斯并没有得到太多实惠。

比如，该站总计部署了31台科学研究机柜，NASA一家独占19台，反观俄航天局则是连口汤都喝不上，其在轨科研工作的存在感非常低，基本上他们所承担的任务就是负责宇航员的天地往返，以及空间站的轨道控制，属于纯干活，而其他收效很少。

哥伦布实验舱

为了延续并发展新一阶段的载人航天事业，俄航天局近几年来一直致力于设计建造自己的载人空间站。其中一个选项，就是将国际空间站的俄舱段分离出去独自建站。

先来看看国际空间站的俄舱段有哪些，由俄方研制的舱段有曙光号多功能货舱、星辰号服务舱、搜索号微型实验舱1、黎明号微型实验舱2、科学号实验舱、新码头号对接舱。

红线左侧是俄制舱段，红线右侧是NASA控制舱段。

由俄方研制并不代表这些舱段的产权都属俄，比如曙光号多功能货舱的产权就是NASA的。所以即便分离，曙光号是带不走的。满打满算，可以带走的舱段总计有5个，在轨质量约50吨。

前文提到，俄舱段电力供应在一定程度上依赖NASA的桁架太阳翼，关于这一点并非是无解的，比如可以让部分小型实验舱停控，而拥有独立发供电能力的星辰号服务舱以及新发射的科学号实验舱则不存在缺电问题。

科学号实验舱与新码头号节点舱

分离之后的俄舱段还会面临一个新问题，就是星下点轨迹大部分都不在俄境内，这对于测控工作是不利的，不过星辰号服务舱也配置有里拉卫星通信天线，可以实现中继测控通信。若有需要也可以发射进步号货运飞船对该组合体轨道倾角进行调整，让更多的地面测控站参与组合体的测控工作。

星辰号服务舱中继通信天线

总体而言，俄舱段对NASA舱段的依赖度低于NASA舱段对俄舱段的依赖。

不过，以上描述的情况仅仅是理论上的，结合文章前半部分总结的现实因素，国际空间站的分家需求是难以实现的。鉴于俄舱段发挥的关键作用，NASA也急忙表态，承诺在国际空间站方面的合作，将继续下去。

为什么美俄不论闹得多么不可开交，其载人航天领域的合作却能一直延续下去？这就是利益的深度捆绑。

星辰号服务舱舱内（俄舱段）

载人航天领域与他国深度捆绑，而自己又不能居于绝对的主导地位，久而久之就会对自身的发展产生一系列负面影响。可以说对于俄航天系统而言，是“成也国际空间站，败也国际空间站。”。

通过国际空间站项目，俄载人航天事业得以在上世纪九十年代的困难局面下存活并发展下来。同时，国际空间站也制约了俄载人航天事业的进一步发展。就负面影响而言，可谓是“苦国际空间站久矣”……

虽然基于现实因素国际空间站无法分家，但并不意味着俄载人航天独立自主的道路已经被封死。

让我们把目光转移到去年新发射的一个20吨级舱段——科学号实验舱，该舱段对接了一个拥有6个对接口的新码头号节点舱，两舱完成对接后，该节点舱也拥有5个可用对接口。

新码头号节点舱

话说已经步入寿命晚期的国际空间站真的需要这么多对接口吗？

这是因为在俄原本的国际空间站建造计划中，还有两个20吨级大型实验舱，原计划这两个舱段将在新码头号节点舱两侧对置布局，从而改善并扩大俄在轨科研实力。

不过，新码头号节点舱却是如今俄在国际空间站平台上的最后一个舱段，而早前计划发射的两个大型实验舱将被用于打造俄罗斯自己的载人空间站——俄轨道服务站。

原计划与新码头号节点舱对接的两个20吨级大型实验舱

俄轨道服务站将充分继承其在国际空间站建造运营过程中积累的技术经验，该站分为两个建造阶段：

第一阶段，由4个舱段组成，分别是科学/能源模块、节点舱、基础模块、网关模块。

科学/能源模块与基础模块就是原计划部署于国际空间站新码头号节点舱的两个20吨级大型实验舱，这两个舱段将对置布局于节点舱两侧，太阳翼利用舱段对置布局形成的大跨度间距解决相互遮挡问题。

俄轨道服务站第一阶段建设目标

其中科学/能源模块发挥核心舱作用，负责空间站组合体的姿态保持与轨道控制，同时也是宇航员在轨工作生活的主要场所，基础模块则是开展在轨科研实验的主要场所，网关模块就是人员专用气闸舱，节点舱负责各个舱段与飞船的来访对接。

第一阶段预计完成建造的时间是2030年。

第二阶段，在第一阶段基础上新增3个模块，其中有两个20吨级大型实验舱，另外一个舱段是负责来访航天器在轨维修升级的服务模块。该阶段预计建成时间是2035年。

2030年建成的第一阶段空间站组合体不具备宇航员的连续驻留能力，且额定载员只有2人，到2035年建成第二阶段构型时，预期可以具备宇航员的连续驻留能力。

俄轨道服务站第二阶段建设目标

俄罗斯发展的新载人空间站与天宫空间站对比，前者的技术起点之低也超出了想象，其第一阶段状态甚至不具备永久性载人空间站的标志性功能（宇航员连续驻留），然而这一切都抵不过“独立自主”四个字。

当我们有些人大谈“科技无国界”的时候，殊不知有多少深陷其中的玩家有多么渴望真正的“独立自主”，甚至一直以来唯NASA马首是瞻的欧空局近日也以宇航员集体宣言的形式表达了发展独立自主载人航天能力的诉求。

独立自主说起来容易，要实现起来却又是何等艰难，俄罗斯自独立以来为了寻找这条路前后用了三十年，直到现在才看到一丝曙光。

天宫空间站划过祖国上空

对于我们而言，曾经国际空间站向我们投来的傲慢与偏见又何尝不是“塞翁失马焉知非福”，今年下半年全面完成在轨建造闪耀太空的天宫空间站将对此做出最强注脚！