四、载人航天国际合作的现状与前景
冷战结束,东西方关系缓和,为载人航天国际合作的开展提供了良好的国际环境,为航天技术的相互交流带来了难得的机会。
前苏联的解体,使美国在航天领域失去了最大的竞争对手。在冷战期间,为了同前苏联争霸太空,美国政府曾不遗余力地支持其空间计划。“阿波罗”飞船之所以能在那么短的时间内实现登月,不能不说是航天竞赛的结果。然而现在来自前苏联的威胁已经消失,美国政府开始意识到应该重新审视那些耗资巨大的航天计划和改变原来的航天政策。再加上国内的经济状况越来越不景气,国内要求削减空间预算的呼声越来越高,通过预算拨款所受到的阻力越来越大,所以航天事业发展的势头受到重大的压抑。在这种情况下,美国航天业要么放弃某些计划,要么寻求国际合作以求发展。
前苏联解体后独联体各国的日子更加艰难,政治动荡、经济崩溃, 航天领域内经费极缺、航天体系和航天基础受到重大创伤,技术人员大量流失,使得航天活动几乎无法正常进行下去,使得正在轨道上运行的“和平号”轨道站缺乏照料和得不到充分利用。在这种情况下,航天事业的发展成了一个包袱。但是,航天技术优势也是一张王牌。俄罗斯、乌克兰等拥有原苏联航天技术的国家明智地看到,积极推行商业性的国际合作,是帮助国家和航天业摆脱困境的出路之一。
随着自己航天技术的日趋成熟,欧空局各成员国和日本都希望能尽快全面地掌握航天技术,独立自主地发展本国的航天事业。例如日本的空间政策就明确表示:“日本将对全球航天事业的发展作出贡献,作为国际社会的一员,日本将积极推进与其地位相称的国际合作活动。”
1992 年 8 月,“世界空间大会”在华盛顿召开。与会各国空间领导人普遍认为,冷战结束后,在各国空间预算受限的情况下,要想进一步发展航天事业,就必须进行国际合作。
1992 年 1 月 22 日发射的“发现者”号航天飞机的飞行,是新形势下广泛进行国际合作的典型事例。在这次飞行中,在航天飞机的“国际微重力实验室”内,一共安装了来自世界 15 个国家的科学实验载荷。
美国为这次科学实验投入 0.7 亿美元,加上航天飞机的发射费用及国际载荷基金,此次任务共耗资约 4.5 亿~5 亿美元。
在这次航天飞机的航天员乘务组中,有两名航天员载荷专家分别来自加拿大航天局和欧洲航天局。这在历史上还是第一次。
在这次飞行中进行了大量的生命科学和材料加工科学实验。在世界范围内为这些实验作出重要贡献的有关科学家在 220 名以上。
中国在这次飞行中的搭载项目,包括 1 项材料加工试验和一项空间碎片实验。
加拿大在飞行中进行了背痛的诊断和治疗、转椅和滑橇运动刺激等医学—生物学实验。
美国进行了数项前庭实验。
在“国际微重力实验室”中,搭载了欧洲航天局的“生物实验架”。在“生物实验架”上进行的 17 项主要实验分别来自美国、瑞典、荷兰、西班牙、德国、意大利、法国、英国和丹麦。在“生物架”上放置了昆
虫、细菌、蛙卵、霉菌、小鼠细胞、蠕虫、酵母和各种植物。实验涉及在多种样品上进行生理学的、遗传学的和其他方面的研究。
进行活体样品试验的另一设备叫“重力植物生理学设备”,是由美国航空航天局提供的,用以研究重力和光照对植物生长的影响。由德国和日本主办的两项辐射监测实验,也是“国际微重力实验室”补充计划中的一部分。
航天材料加工实验所需的硬件是分别由美国、欧洲航天局、德国、法国和日本提供的。包括先进的蛋白质晶体生长系统、流体实验系统、蒸汽结晶生长系统、有机物晶体生长设备及临界点设备等。材料实验包括高技术物质和生物材料在零重力条件下的培养加工。
“发现者”号航天飞机这次为期 7 天的飞行任务,标志着在航天飞机上进行国际合作飞行已经完全成熟,充分体现了国际合作的广泛性。近年来,美俄两国大规模地联合进行航天活动,给航天领域内的国
际合作带来一种新气象。
1992 年 7 月美国总统布什和俄罗斯总统叶利钦在首脑会谈中签署了一项协议。协议给予了美、俄两国的航天局进行合作的广泛权力。首脑会谈中还发表了另一项联合声明,它几乎涉及到了载人航天、不载人航天、科学的和商业性的各主要领域。在首脑会谈结束后的第二天,美国航空航天局局长斯·戈尔丁和俄航天局局长尤·科甫特夫将军签署了一项价值 100 万美元、为期一年的合同。合同允许美航空航天局开始对“联盟”号飞船、对接系统及“和平”号轨道站进行技术改造。这些都是“能源”科学生产联合体的产品。美国购买测试硬件将使俄公司得到的合同金额达 1000 万美元。美国高层空间官员对实现新合同的可能性充满信心。他们特别强调指出,这种合作必须一步接一步地持续进行下去。
1993 年 9 月 2 日,美国副总统和俄罗斯总理在华盛顿又签署了一项联合建造载人航天站的联合声明。
我们知道,“自由”号航天站计划,原本就是一项由美国牵头,有欧空局、日本、加拿大等国参加的大型国际合作项目。该计划旨在建造一个永久性国际航天站。美国航天局负责研制其主体结构、两个实验和居住舱及一个逃逸飞船。欧空局的“哥伦布”计划负责提供一个实验平台和一个可分离的自由飞行实验室。日本负责提供一个实验舱。加拿大负责提供一个供航天站组装和勤务用的移动勤务系统。该国际航天站计划自 1984 年批准立项以来因经费困难,一波三折、进展缓慢。例如,1989 年美航天局在没有征得合作伙伴同意的情况下,对航天站进行了重大修改。1990 年美国国会又对航天站计划进行了调整。后来还威胁要取消该计划。
美俄航天合作局面的打开和共建航天站联合声明的签署,无疑给“自由”号航天站计划带来了生机。合作分 3 个阶段实现。第一个阶段是美国航天飞机访问“和平”号轨道站。美国航天局在 1995 年前将进行 3~4 次这样的飞行。在此期间,“和平”号轨道站将扩大,增加两个装有美国科学仪器的实验舱。此后,“和平”号轨道站再运行两年便被废弃。第二个阶段是在轨道上完成“国际航天站”的第一阶段组装。这由 8~10 次航天飞机运送美国构件和俄罗斯一次用发射装置运送俄国构件并实现轨道组装。轨道结构主要由俄、美构件组成,欧洲及其他合作伙伴提供
可能的资助。第三个阶段将包括美国的居住舱,欧洲、日本和加拿大各自承担的实验舱和构件的发射和组装,基本完成“国际航天站”联合体工程。“国际航天站”最终建成的时间大约是 2004 年。
在共建航天站联合声明签署后美俄两国领导人在白宫举行的记者招待会上说,两国的这一合作,标志着自 1957 年开始的空间竞赛时代的结束。美国和俄国都认为,为了将人类载人航天活动继续下去,美、俄双方相互谅解、真诚合作是非常明智的。通过合作,美国在航天站财政预算减少的情况下,能够顺利实施其计划。俄罗斯则通过向美国出售硬件, 转让技术得到硬通货,从而继续实施其载人的和其他的航天计划。1993 年 12 月 16 日,美、俄两国航天局的局长在莫斯科正式签署了共建国际
航天站的协议,同时延长了双方 1992 年载人航天合作协议的期限。
合作协议很快得到了实施。最具代表性的实例是 1995 年美国航天飞
机和俄罗斯轨道站的天上对接飞行。6 月 29 日至 7 月 4 日(恰逢美国独立纪念日),美国的“阿特兰蒂斯”号航天飞机和俄国的“和平”号轨道复合体这两个重量各逾 100t 的庞然大物在轨道上实现了对接。两国的新闻媒体纷纷发表评论,盛赞这次太空对接是冷战结束后国际合作新时代的开始。的确,如果说 1975 年“阿波罗”号和“联盟”号飞船在冷战
背景下对接主要是出于装饰政治门面,那么这次时隔 20 年的太空第二次握手则主要体现了两国航天计划的务实性。
“和平”号轨道站在这次对接中充当被追求者的角色。它的任务就是停泊在合适的高度上,而航天飞机进行相对于它的机动飞行,然后停靠对接。地面控制人员能在显示屏上看到会合、靠近和对接的全过程, 看到航天飞机上的航天员隔窗微笑着招手致意的画面。美国航天员吉布森说:“此刻的感觉好极了。我们很荣幸能参与这一历史性事件。”吉布森在这次飞行中的任务十分艰巨。在航天飞机和轨道站一前一后以每小时 2.815 万 km 的速度绕地球运行过程中,他要驾驶 100t 重的航天飞机以每秒钟不超过 30cm 的速度将航天飞机与 123t 重的轨道站间的距离拉近到 3in 以内;而且他只有两分钟时间。这是轨道站与俄罗斯地面站保持联系的时间。而美国的航天飞机却无此限制。因为通过通信卫星, 航天飞机与地面控制中心之间几乎保持着恒定联系。此刻,出现相撞是最令人担心的危险。对接完成后,两个航天器上的 10 名航天员汇集一起, 共同渡过了一段美好的时光。这个载人航天史上最大的乘务组,除了从航天飞机向轨道站卸下供水和补给品外,还进行了大量的生物医学试验。
在航天飞机即将与轨道站脱离的前 15 分钟,俄罗斯的两名航天员乘“联盟 TM”号飞船驶离轨道站,在 76m 远的地方用照象机和摄象机记录两艘巨大的航天器分离的过程。当航天飞机离开轨道站到达安全距离后,又绕行轨道站并对其进行拍照和摄影,其中包括“联盟 TM”号飞船与轨道站再次对接的情景。
1995 年 7 月 7 日,“亚特兰蒂斯”号结束历时 11 天的美国航天史上
的第 100 次飞行返回地面,在肯尼迪航天中心着陆。同机返航的航天员
共 8 人。其中包括曾在“和平”号轨道站上度过了 115 天的美国航天员诺曼·撒加德及俄国的两名航天员。“亚特兰蒂斯”号这次飞行出色地完成了与俄轨道站的对接、补给品和实验设备的运送、更换站上航天员、
把航天员在太空取得的科学成果及从航天员身上采集的血样、尿样和唾液带回(用以研究人在微重力环境下的生化变化)等多样任务。航天飞机刚刚着陆,克林顿总统就从白宫打来电话表示祝贺:“这是美俄两国空间合作新时代的真正开始。你们的这次飞行,将使美俄两国以及我们的加拿大、日本、欧洲伙伴能够克服建造国际航天站所遇到的困难。” “阿特兰蒂斯”号航天飞机和“和平”号轨道站复合体的历史性对
接飞行,拉开了国际航天站建造工程的序幕。
由此看来,全球性的国际航天合作已经成为一种潮流,一种现实, 呈现在世人面前(参见表 8—2)。为适应这种新局面的出现,早在 1990 年,一些航天问题专家就已经提出一个建立全球性国际组织的构想,并把它命名为“国际空间”。该组织的活动形式将以“欧洲航天局”为样板,对未来涉及全球范围的航天计划进行从组织、规划到具体执行实施的一系列协调和管理。目前,对这类组织的讨论研究工作已经开始。在不远的将来,一些由多国参与的庞大的合作计划,如月球载人基地的建立,火星载人飞行等,可能将最终导致该组织的诞生。联合国曾确定 1992 年为“国际空间年”。事实上,这也应看成是为建立这类组织迈出的重要一步。“国际空间年”的主题是“行星地球任务”。它所涉及的就是全球普遍关注的生态环境问题。世界上一些主要的航天大国,如美国、俄罗斯、欧洲航天局、日本等都参加了这一计划。可以预料,在国际航天组织的积极努力下,在广泛的国际航天合作大潮的推动下,载人航天事业将更加迅猛地发展下去。
表 8—2 已经和即将参加国际合作航天活动的欧洲航天员
飞行器 |
日 期 |
姓 名 |
国别 |
职 责 |
---|---|---|---|---|
“礼炮— 7 ”号 |
1982.6 |
克雷蒂安 |
法国 |
研究宇航员 |
“空间实验室 SL — 1 ” |
1983.11 |
默博尔德 |
欧空局 |
有效载荷专家 |
“航天飞机 STS — 51G ” |
1985.6 |
博德里 |
法国 |
有效载荷专家 |
1985.10 |
菲雷尔 |
德国 |
有效载荷专家 |
|
“空间实验室 D — 1 ” |
梅塞施密德 |
德国 |
有效载荷专家 |
|
奥凯尔斯 |
欧空局 |
有效载荷专家 |
||
“和平”号 |
1988.11 |
克雷蒂安 |
法国 |
研究宇航员/舱外活动 |
“和平”号 1991.5 |
沙曼(女)英国 |
研究宇航员 |
||
“和平”号 |
1991.10 |
费比克 |
奥地利 |
研究宇航员 |
“空间实验室” IML — 1 |
1992.1 |
默博尔德 |
欧空局 |
有效载荷专家 |
“航天飞机” |
1992.3 |
弗里蒙特 |
比利时 |
有效载荷专家 |
“和平”号 |
1992.4 |
弗拉德 |
德国 |
研究宇航员 |
“和平”号 |
1992.7 |
托尼尼 |
法国 |
研究宇航员 |
航天飞机 |
1992.7 |
尼科利耶 |
欧空局 |
任务专家 |
卡/系绳卫星 |
马莱尔巴 |
意大利 |
有效载荷专家 |
|
“空间实验室 D — 2 ” |
1993.4 |
施勒格尔瓦尔特 |
德国德国 |
有效载荷专家有效载荷专家 |
“和平”号 |
1993.7 |
海涅雷 |
法国 |
研究宇航员 |
航天飞机 |
1993.12 |
尼科利耶 |
欧空局 |
任务专家 |
“和平”号 |
1994.9 |
杜克或默博尔德 |
欧空局欧空局 |
研究宇航员 |
“空间实验室” |
1994 |
法维耶 |
法国 |
有效载荷专家 |
“和平”号 |
1995.8 |
福尔桑或赖特尔 |
欧空局 |
空间工程师/舱外活动 |
“和平”号 |
1995 |
德艾(女) |
法国 |
研究宇航员 |
航天飞机 |
1995 |
圭多尼 |
意大利 |
有效载荷专家 |
航天飞机 |
1996/7 年 |
凯利 |
欧空局 |
任务专家 |
航天飞机 |
1996/7 年 |
克莱福埃 |
欧空局 |
任务专家 |