鑒于“發(fā)現(xiàn)”號、“亞特蘭蒂斯”號和“奮進(jìn)”號3架航天飛機(jī)都已使用多年,日益老化,尤其是發(fā)射時(shí)機(jī)上外貯箱包層絕緣泡沫材料脫落問題尚未徹底解決,極易撞壞軌道器外表面的隔熱層,致使其在返回地面飛行過程中有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)情況,美國宇航局兩年前即已決定,在2010年建成國際空間站之后,讓已有的航天飛機(jī)全部退役。代替航天飛機(jī)的載人航天器將是新一代可重復(fù)使用的乘員探索飛行器“奧賴恩”號。它原本是美國為重返月球而研制的載人航天器,在其飛登月球之前,先作為飛往國際空間站的航天器使用。然而,“奧賴恩”最早要到2015年3月才能投入使用,在這期間該如何為運(yùn)行中的國際空間站提供人員和貨物運(yùn)送服務(wù)呢?
俄羅斯的載人和貨運(yùn)飛船
等到國際空間站建成和美國航天飛機(jī)全部停飛后,俄羅斯的“聯(lián)盟TMA”載人飛船和“進(jìn)步M”貨運(yùn)飛船承擔(dān)的載人和貨運(yùn)任務(wù)將更加繁重。尤其是“聯(lián)盟TMA”載人飛船屆時(shí)將要單獨(dú)完成駐站航天員的全部更替任務(wù),且無選擇的余地。按照已公布的計(jì)劃要求,從2009年二季度開始,站上常駐航天員的人數(shù)將由目前的3人擴(kuò)大到6人,該船每次往返國際空間站,都要實(shí)現(xiàn)3人滿員搭載飛行,不可能再有太空游客的座位。待全站建成后,可容納7名航天員長期居住和工作,最多時(shí)可接待15人同時(shí)進(jìn)行科學(xué)考察,那時(shí)“聯(lián)盟TMA”載人飛船的忙碌程度也就可想而知了。
雖然我國“神舟”飛船也具有這種載人能力,美國宇航局也曾提出中美太空合作建議,但已被布什政府拒絕。奧巴馬政府能否會使這一想法獲得新生,只能待以后見分曉了。估計(jì)實(shí)現(xiàn)的可能性不大,因?yàn)槲覈皇菄H空間站的參建國,此一問題尚需在多邊框架內(nèi)進(jìn)行協(xié)商,何況我國還需實(shí)施自己載人航天的第二步和第三步計(jì)劃。
至于“進(jìn)步M”貨運(yùn)飛船,俄羅斯已將其做了技術(shù)改進(jìn),減輕了自身重量,配備了運(yùn)行速度更快的先進(jìn)數(shù)字控制系統(tǒng),能更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)與國際空間站的對接。改進(jìn)后的首艘飛船“進(jìn)步M-01M”已于2008年11月26日發(fā)射升空,并于11月30日與國際空間站成功對接,給站上送去了重約2.5噸的食品、水、燃料、氧氣和科技設(shè)備。
實(shí)踐證明,到目前為止,俄制兩種飛船仍是最可靠的飛往國際空間站的太空“出租車”。美國新研制的兩種貨運(yùn)飛船
2008年12月23日,美國宇航局宣布,該機(jī)構(gòu)已與美國兩家私營航天公司——太空探索技術(shù)公司和軌道科學(xué)公司簽署合同,待現(xiàn)有航天飛機(jī)退役后,讓這兩家公司為國際空間站提供貨運(yùn)服務(wù),合同已于2009年1月1日生效。
這兩家公司提供的空間站貨運(yùn)服務(wù)每次貨運(yùn)量最少為20噸,均比俄制“進(jìn)步M-01M”飛船貨運(yùn)量高出約8倍,達(dá)到美國航天飛機(jī)運(yùn)載有效載荷的三分之二。目前太空探索技術(shù)公司正在開發(fā)“獵鷹9號”運(yùn)載火箭和“龍”系列飛船,計(jì)劃將用其為國際空間站運(yùn)送貨物。軌道科學(xué)公司的技術(shù)進(jìn)展情況雖未披露,但亦可想見它正在研制自己的相互配套的運(yùn)載火箭和貨運(yùn)飛船。上述兩家公司貨運(yùn)飛船提供服務(wù)期間,將負(fù)責(zé)美國對空間站40%~70%的物資運(yùn)送任務(wù),對于其余的貨運(yùn)量,美宇航局將依靠歐空局自動貨運(yùn)飛船和日本國際空間站轉(zhuǎn)運(yùn)飛行器來完成。
新簽署的兩份合同還透露了一個(gè)重要信息,那就是美國至少要將國際空間站使用到2016年末。而在以前表明的態(tài)度中,美國為了集中精力以確保實(shí)現(xiàn)2020年前航天員重新登上月球的計(jì)劃,此一使用期限僅定為2015年。這一時(shí)限的推遲,雖然尚難滿足俄歐等參建國的要求,但已表明美國總算作出了一些讓步。從發(fā)展趨勢來看,美國今后還會延遲國際空間站的最后使用期限。
歐,日各自建造的貨運(yùn)飛船
歐空局用了11年時(shí)間為國際空間站研制的首艘“自動轉(zhuǎn)移飛行器”ATV貨運(yùn)飛船,又被稱為“凡爾納”飛船,這是為紀(jì)念19世紀(jì)法國著名科幻小說作家儒勒·凡爾納而命名的。飛船長10.3米,直徑4.5米,重約11噸,載貨能力為7.4噸,配有高技術(shù)光學(xué)導(dǎo)航、對接敏感器和通信設(shè)備,是歐洲迄今建造的最大最復(fù)雜的太空飛行器,也是人類航天史上技術(shù)最先進(jìn)的貨運(yùn)飛船。它為國際空間站計(jì)劃提供了一種重要’的運(yùn)輸工具。
2008年3月9日,歐空局阿里安5ES運(yùn)載火箭從法屬圭亞那庫魯航天發(fā)射中心起飛,把首艘ATV飛船送上太空,先讓其進(jìn)行了變軌飛行和防撞機(jī)動試驗(yàn),然后于4月3日飛船成功地實(shí)現(xiàn)了與國際空間站的自動交會對接。它給站上送去了4.6噸的食品、水、氧氣、燃料、衣物和其他補(bǔ)給,本身還攜帶了2.3噸的貨物支持設(shè)備,因是首次飛行,飛船要進(jìn)行各種機(jī)動驗(yàn)證工作,本身攜帶的推進(jìn)劑較多,故而有效載荷未能滿載。船站對接后,飛船兩次利用其發(fā)動機(jī)提升空間站軌道,并帶著空間站進(jìn)行’了躲避太空垃圾撞擊的機(jī)動飛行。9月6日離站時(shí),它帶走了站上的垃圾等廢物,隨后于9月29日在南太平洋上空進(jìn)入大氣層并被燒毀。歐空局稱該飛船的各項(xiàng)表現(xiàn)都超出預(yù)期,而飛船研制者阿斯特里姆公司則呼吁把ATV改造成載人飛船,說明它為歐洲以后研制載人航天器奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。按原定計(jì)劃,歐空局將陸續(xù)建造4艘這種飛船,并以約18個(gè)月至兩年的時(shí)間間隔依次發(fā)往國際空間站,以改變站上貨物運(yùn)力緊張的局面。
2008年12月25日,日本宇宙航空研究機(jī)構(gòu)在位于筑波市的筑波宇宙中心向媒體展示了日本首艘國際空間站轉(zhuǎn)運(yùn)飛行器HTV。該飛行器又被稱為太空貨運(yùn)飛船。它由鋁合金制成,呈圓筒狀,全長約10米,直徑約4:4米,一次能夠搭載水、食品和試驗(yàn)設(shè)備等物資約6噸。按計(jì)劃,被稱為“技術(shù)實(shí)證機(jī)”的首艘飛船HTV-1預(yù)定;2009年秋天搭載H281號試驗(yàn)火箭升空。到2015年,日本將每年建造1艘HTV貨運(yùn)飛船并發(fā)射上天。飛船和火箭分離后,能夠自主飛行到國際空間站,自動完成船站對接。待飛船給空間站補(bǔ)給物資完成任務(wù)后,它將帶著站上垃圾實(shí)現(xiàn)船站脫離,然后同歐空局的ATV飛船一樣,在沖入地球大氣層時(shí)燒毀殆盡。HTV飛船將把日本和美國的物資送往國際空間站,以彌補(bǔ)航天飛機(jī)停飛后留下的貨運(yùn)空缺。
在今明兩年內(nèi),美國3架航天飛機(jī)計(jì)劃再做8次飛行,以完成國際空間站的建設(shè)工作和對“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡的最后一次維護(hù)任務(wù),然后退役。它們留下的向國際空間站運(yùn)送人員和物資的任務(wù),將全部由上述6種航天器來承擔(dān)。此一變故催生了4種貨運(yùn)飛船的早日問世。從這個(gè)意義上講,也還算是更替有序吧。
[責(zé)任編輯 龐 云]