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中國發射的空間站核心艙代表著什麼?

懸掛五星紅旗的空間站中會播放東方紅麼?


 製圖:Mantha Mok
製圖:Mantha Mok

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4月底,中國野心勃勃的太空計劃實現了極其關鍵的一步。在海南文昌航天發射場,中國「天宮」空間站核心艙「天和」由長征五號B火箭運載升空。

作為未來空間站的管理和控制中心,「天和」將負責空間站組合體的統一管理和控制。核心艙升空後,最快會在6月迎來首批3名航天員,為他們提供太空居住環境,支持長期在軌駐留,並提供承接載人飛船和貨運飛船的對接停靠。

中國空間站是中國獨立自主建造運營的載人空間站,由「天和」核心艙、「問天」實驗艙、「夢天」實驗艙三個艙段構成。中國載人航天工程辦公室公佈的空間站工程研制進展指,本次發射成功的天和核心艙是發射入軌的第一個空間站艙段。中國的空間站計劃於2022年底建成並投入使用。屆時,長征2F和神舟飛船將運送機組人員,而長征7F和天舟貨運飛船將運送人員物資和推進劑。

中國國家主席習近平在賀電中說:「建造空間站、建成國家太空實驗室,是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。」

人類的第二座空間站

中國建造的空間站顯然對世界上現有的唯一國際空間站(ISS,International Space Station)發起了挑戰。國際空間站的誕生於里根執政時期,於1998年啟動第一階段。實際上早在2001年,中國便表示希望參與國際空間站的建設,但屢次以技術保密,資金短缺等理由被拒絕。2011年美國總統奧巴馬和美國國會通過沃爾夫條款(Wolf Amendment),禁止美國航天局(NASA)與中國國家航天局進行任何科學或技術交流。

在連續運轉20多年後,國際空間站已經漸顯疲態。去年年底,主要存放科研設備的俄羅斯的「星辰」艙再次發生空氣洩露事故。最初對國際空間站使用壽命的設想為30年,但美國航天局在幾年前發布的報告中表示,空間站在2028年以後將繼續存在,並且在更深的太空飛行(例如前往火星的任務)的探索工作中繼續發揮關鍵作用。

每年美國航天局都會對該設施投資超過30億美元,目前為止已經對該設施投資超過1000億美元 。NASA表示希望與其他潛在用戶共同承擔每年11億美元的運營成本。

面對國際空間站資金的不確定性,一些合作夥伴已經開始考慮應對方案,而中國的空間站若能成功建成,則將成為極具競爭力的替代品。歐洲航天局(ESA)總幹事揚·沃納(Jan Wörner)表示了與中國在太空方面進行合作的戰略意願,尤其是在其空間站建設使用,以及對月球和火星的探索上。

「即使在今天,中國,美國和俄羅斯之間也存在競爭和緊張關係,這已經不是什麼秘密了」,歐洲宇航員中心的負責人,弗蘭克·德·溫納(Frank De Winne)說,「但歐洲並不這樣看,我們只想知道他們是否可以讓我們的宇航員也能一起飛行」。

就在中國「天和」號發射前的一個星期,俄羅斯羅斯科斯莫斯(Roscosmos)航天局表示,如果普京總統同意,俄羅斯也將準備開始建造自己的空間站,並預期在2030年將其送入軌道。該項目將標誌著俄羅斯太空探索的新篇章,並結束了老化的國際空間站上與美國超過二十年的密切合作。

美國已經開始擔心其盟友和合作夥伴會在新的太空秩序中尋找其他機會。美國國家航空航天局前局長、宇航員查爾斯·博爾登(Charles Bolden)說:「我擔心的並不是中國要去的地方,而是我們的合作夥伴要去中國」。

「我們無意在規模上與國際空間站競爭」,中國載人航天計劃首席科學家顧義東在接受《科學人》雜誌的採訪時說。相反,當下的設計是基於「中國對科學實驗的需求」和「節約成本」做出的。

當年拒絕與中國合作的沃爾夫則認為沃爾夫條款在今天仍然必要,並且應該成為永久性的禁令:「中國從美國這裏獲得了很多收益。中國正在追趕我們,而我們仍然領先…… 任何合作都將意味著他們從我們這裡獲取利益」。

只是個開始

空間站的建設僅僅代表一個開始。中國航天科技集團發布的藍圖中表示,到2045年,中國將成為航空設備和科技領域的世界領先國家,有能力對太陽系中的行星,小行星和彗星進行大規模探索。

普遍認為中國的太空事業起源於1956年。剛從美國回來不久的錢學森向中國共產黨中央提出《建設我國國防工業的意見》,中共很快將此事提上日程,於同年成立了中華人民共和國航空工業委員會,統一領導中國的火箭和航天發展。

航空工業的啟動和「夢」的開始,為之後的瘋狂年代埋下伏筆——大躍進、大煉鋼鐵、趕英超美」...... 「太空航天發展」都成為其中最重要的命題和標語。中國急於加快工業發展速度,「多快好省」地建設社會主義。1970年,在文化大革命期間,中國第一顆人造衛星「東方紅一號」在酒泉衛星發射中心升空,這使中國成為世界上繼前蘇聯、美國、法國和日本之後第五個能够独立发射人造卫星的国家。除了裝有探測儀器外,「東方紅一號」上還裝載了音樂播放器,向太空播放了28天《東方紅》樂曲。

神舟飛船載人宇宙飛船系列是中國在太空探索領域的另一個里程碑。2003年10月,「神舟五號」飛船載著中國第一位宇航員楊利偉發射升空,飛船在太空繞地球飛行14圈後成功著陸返回,中國成為繼蘇聯、美國之後的第三個擁有載人航天發射技術的國家。這被稱為中國政府載人航天工程的「三步走」政策中的第一步。此後的幾年時間裡,中國相繼將十名宇航員送往太空,並在2012年實現了「天宮一號」與載人飛船的成功對接,在太空軌道建立起短期的空間實驗室,允許宇航員在太空中短期逗留。

中國航天科技集團副總設計師朱光辰比喻,如果神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號就相當於一室一廳的房子,而空間站就是三室兩廳還帶儲藏間。本次成功發射「天和」核心艙是「三步走」政策的最後一步,代表著中國已經全面開啟了空間站的建設。

中國还計劃於今年內發射一個與哈勃(Hubble)望遠鏡尺寸相當的望遠鏡,在幾百公里外與核心艙在同一軌道上運行。中國的天文望遠鏡「尋天」的視場將是哈勃望遠鏡的300倍,用於研究宇宙中物質的大規模結構,星系和恆星科學以及暗物質和暗能量。

「尋天」的設計和目標與歐洲航天局的歐幾里得衛星(Euclid)和NASA的Nancy Grace羅馬(Roman)太空望遠鏡類似,但它們將在互補波段工作。顧義東認為,三台望遠鏡之間的合作以及觀測數據的共享將使人們對宇宙和基本物理學有更深入的了解。他還強調,歡迎世界各地科學家就中國空間站開展合作,科學家還可以通過機構合作關係申請獲得空間站上的資源。

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