【科技.未来】人类常驻国际太空站20年 开启探索新时代
长期以来,人类对太空总充满各种幻想,也不断探索地球以外的其他星球,研究旅游太空乃至移居另一个星球生活的可能性。为了实现这个宏大的梦想,各国政府除了各自发射太空穿梭机乃至载人火箭前往探索外,更联手建立了国际太空站,并派遣太空人长期进驻,近距离研究和体验太空生态。
二十年前的11月2日,人类首次踏足国际太空站(ISS),自此,开始了人类离地、驻进太空的时代。至今,国际太空站已有来自19个国家、逾240名太空人造访过,进行了近3,000项科学研究。这个集多国之力和科学家智慧、浮游于地球之外的庞然大物犹如一件艺术品,既体现了人类的创造力,也见证了人类勇于探索未知宇宙的决心。然而,如无意外,国际太空站将不会有另一个二十年。除了营运成本高昂、站上设施有老化迹象之外,人类也不再安于只留在这低地轨道(LEO)上,因为重返月球、前往火星事在必行。现在是时候要为国际太空站退役准备了吗?
2000年10月31日,美国太空人Bill Shepherd、俄罗斯太空人Yuri Gidzenko和Sergei Krikalev挤在俄罗斯的联合号(Soyuz)太空船及火箭上,从哈萨克白寇奴尔太空发射场(Baikonur Cosmodrome)升空。两天后,太空船停泊国际太空站,展开为期四个半月的“远征1”(Expedition 1)任务。二十年来,太空上一直有人类常驻,开启了太空探索的新时代。
在冷战的灰烬下诞生
太空站长期被视为人类前往太阳系其他星体的踏脚石。在1969年阿波罗11号(Apollo 11)登月任务后,时任美国副总统阿格纽(Spiro Agnew)领导的工作小组追求其他具野心的后续目标,例如可重复使用的太空穿梭机和太空站,甚至希望在上世纪八十年代派太空人前往火星。于是,美国太空总署(NASA)在时任美国总统尼克逊(Richard Nixon)成功取得联邦政府预算下,开始研发太空穿梭机。
1973年,美国从一项取消了的月球任务中,把“土星5号”(Saturn V)火箭一节改造成“天空实验室”(Skylab)太空站。1973至74年间,NASA在那里执行了三次任务后,发现它的轨道不断损坏,等不及1981年才面世的穿梭机支援,在1979年就坠落大气层而焚毁。
不过,NASA并没有放弃建立太空站的想法。1984年,时任美国总统列根(Ronald Reagan)宣布建造后来称为“自由号”(Freedom)的太空站计划。当时预算它可容纳多达八名太空人,并由加拿大、日本和多个欧洲国家资助建造。其构思与后来的国际太空站非常相似,事实上,国际太空站约有75%的硬件设计,最初都是为自由号而设。
但自由号最终没有建成。NASA工程师在十多年间花费了数十亿美元反复设计,仍然未能交出定案。国会出现反对声音,在1993年6月众议院表决下,仅以一票之差保留了太空站计划。但当时的克林顿(Bill Clinton)政府提出的解决办法是放弃自由号,与其他国家合作、取得更多资助,以较低成本建立国际太空站。
因为冷战结束后,出现了一个有利于跨国合作的政治环境,更可象征国际和谐。拥有数十年运行“礼炮”(Salyut)及“和平号”(Mir)太空站经验的俄罗斯,在1993年9月答应加入建立国际太空站,并放弃兴建自己的太空站Mir-2。后来欧洲太空总署(ESA)的成员国、加拿大和日本的太空总署也相继加入。终于,国际太空站第一个模组、俄罗斯的“曙光号”(Zarya)功能货舱于1998年11月发射升空,多国正式开始共同建造国际太空站;两年后,太空站迎来第一批访客。
太空商业负载公司Nanoracks行政总裁Jeffrey Manber忆述:“国际太空站是从冷战的灰烬中建立……由主要太空工业国家共同建造的‘太空泰姬陵’,这是强而有力的理由。”英国国家太空中心主任Anu Ojha解释:“这对于美国,是非常实际的举动。苏联解体后,美国想防止苏联太空专家被‘流氓国家’抢夺,试图让他们参与联合太空计划、投入研究。国际太空站非常适合达成这目的。”
太空中的金字塔
国际太空站能够建造出来,本身就是一项成就。一方面,从未有人在轨道上建造如此大型的太空船、飞行这么长时间。国际太空站造价约达1,000亿至1,500亿美元;面积近乎一个美式足球场;重42万公斤;现时共有16个模组,四个属俄罗斯、九个属美国、两个属日本,还有一个来自欧洲;经历42次发射任务 才组装完成。
在人类常驻国际太空站二十周年前两周,“远征64”从哈萨克出发到国际太空站前的记者会,NASA太空人Kate Rubins就提到了国际太空站的成就:“我认为国际太空站是人类历史上最不可思议的成就之一。看到如此巨大的机器完全由人类制造,飞离地球表面,二十年后仍在太空中存在,真是一个奇迹。”美籍华裔工程师、前NASA太空人焦立中(Leroy Chiao)亦有同感:“到目前为止,在我们曾经开发的太空建设中,国际太空站远远比其他项目浩大得多,而且我们真的做了出来。”
不少造访过国际太空站的太空人都赞不绝口。前NASA太空人Pam Melroy补充:“我们是与讲不同语言、具有不同民族文化、不同政见的人一起做这件事。”国际太空站的模组必须精确地互相锁扣,但它们在相距甚远的工厂各自生产,发射前并无机会检查可否做到,结果却能顺利无缝组装。已退役的NASA太空人Scott Kelly说:“这真是太疯狂了,我惊讶的是它没有伤害到任何人。这证明了建造的人有多认真,对细节有多重视。”
Melroy认为:“看过火箭发射的人都能体会其感染力,我更希望大家可以亲身看看国际太空站……它就像太空中的现代艺术品。”然而,八十年代中期与NASA合作设计国际太空站的工程师David Nixon却持“相反”意见。在他眼中,逾十万人参与设计、建造、发射、营运的国际太空站堪比世界奇观:“若将国际太空站与人类文明建造的建筑物比较,它就是金字塔、雅典卫城等伟大建筑的级别。”
另一方面,国际太空站似乎也不负其“国际”之名。它既在美、俄关系紧张之时提供了珍贵的外交联系,其实验室也向世界诸多国家开放。NASA的国际太空站项目经理Joel Montalbano说,如果计算派遣过太空人造访,参与过研究及外展活动的地区,国际太空站至今已向108个国家开放:“我们能够撇开政治,只谈科学。”
二十年前到达国际太空站后,Sheperd和Gidzenko发现双方都从窗口观望地球,他们本来是被训练为杀死对方的敌人。Sheperd最近在一场纪念国际太空站二十周年的视像会议上忆述,当时太空站飞过一个军事基地上空,原为苏联空军战斗机机师的Gidzenko向Sheperd说:“我驻守过这里。”转到轨道另一处,轮到Shepherd说:“我是海军海豹突击队员,曾去过这里和那里”。
一些科学家甚至认为,国际太空站值得获颁诺贝尔和平奖。前NASA太空人Leland Melvin解释:“想想这二十年来上过去的人:同性恋、异性恋、穆斯林、基督教徒、天主教徒、无神论者……不同肤色、不同背景、生活方式亦不同的人,一起驻守在从单单一个模组建立到现在达美式足球场大小般的国际基地,期间没有打斗开战,这就值得获和平奖了。”
上文节录自第240期《香港01》周报(2020年11月16日)《人类常驻20年 是时候离开国际太空站吗?》。如欲阅读全文请按此试阅周报电子刊,浏览更多深度报道。