倒退十二年美国版天宫一号空间站,用马斯克

人类目前在太空有且只有两座可以载人的空间站设施，一座是运行二十余年行将就木的所谓国际空间站，另一座是由为我国独立承建的崭新的中国空间站，后者前不久刚刚迎来了天舟六号货运飞船，标志着这座空间站迎来了为期十年以上常态化运营的新阶段。

货运飞船撤离时拍摄的中国空间站

有人说，人家NASA已经不屑于近地轨道，他们的目光早已投向月球，要在38万公里外部署“月球门户”的月轨空间站。

这种想法是有些天真了。

月球门户空间站想象图

近地轨道大型载人空间站早已不是过去单纯用于宣扬国威的能力展示装备，进入新世纪随着科学技术不断发展，人类正更加依赖基于太空空间进行各类新技术新材料实验的空间站。至于NASA的月球门户，由于距离遥远，他们并不能做到连续有人驻留，可开展的空间实验规模远远比不上近地轨道空间站。

中国空间站的暴露实验平台

空间站虽然运行在数十万米的高空，但却与地面上的人类息息相关，已经成为提高生产力不可或缺的关键平台。以国际空间站为例，其每年都可以进行数以百计的各类实验，当然，中国空间站也是如此。

中国空间站部署的高温材料实验柜

两年前，美国商业航天公司“纳型支架”首席执行官杰弗里·曼伯(JeffreyManber)在一次听证会上表示，我们不能让其他人认为，我们会把在低地球轨道上工作20多年的成果拱手让给别人。

在说出这番话之前不久，杰弗里·曼伯所在公司的一个重要订单“流失”到了中国空间站，而当时中国空间站其实还没有在太空事实存在（天和一号核心舱当时尚未发射），订单之所以流失，是因为中国空间站表现出了更强的市场竞争力，它可以通过数据成果共享模式，为国际载荷免费提供发射与在轨照料服务。

杰弗里·曼伯参加的这场听证会研究的主要内容就是，如何确保在国际空间站退役情况下，保证美国近地轨道空间站设施能力的不断档。他们给出的答案就是发展商业轨道空间站。

如今两年过去了，美国一众商业航天公司也提出了不少商业轨道空间站PPT方案，比如近日初创商业航天公司“Vast”就公开了他们的“港湾-1空间站”发射计划。

Vast公司的“港湾-1”空间站

港湾-1空间站乍看上去与我们十二年前发射的天宫一号空间实验室十分相似，后者虽然官宣任务定位是“目标飞行器”，亦或者“空间实验室”，但在外界看来这其实就是一座空间站。

天宫一号

港湾-1轴向长度10.1米，直径3.8米，发射重量14吨。天宫一号轴向长度10.4米，直径3.35米，发射重量8.6吨。虽然发射重量有差异，但是二者提供的在轨支持能力是相似的。

天宫一号与港湾-1都只有一个舱段，也就是单体空间站，而且二者都只有一个对接口，这意味着同时对接的飞船数量不能超过“1”，载人飞船对接时，不能对接货运飞船，进而限制了两座空间站的航天员在轨支持能力。

天宫一号还有一个姊妹型号就是天宫二号空间实验室，二者的主要区别在于，天宫二号具备推进剂在轨补加功能。目前尚不能确定Vast公司的港湾-1空间站是否具备推进剂在轨补加功能。

在SZ-11/TG-2任务中，景海鹏与陈冬两位航天员验证了为期30天的航天员中期驻留能力，反观港湾-1空间站，在载人龙飞船的支持下，该空间站可以同时接待4名航天员，但在轨支持能力同样也只有30天。

港湾-1空间站与载人龙飞船对接效果图

只有一个对接口，也意味着不能同时对接两艘载人飞船，这就更加无法具备航天员连续驻留功能。

港湾-1空间站重复我们十二年前的操作，难道美国载人航天能力的倒退有这么严重？非也。

港湾-1空间站的优势也有不少，比如配置了大面积刚性高光电转换效率的太阳翼，不仅发电能力强，而且设计寿命在一般情况下也比柔性太阳翼更有优势（但不利于在轨更换维修），这样一来在轨实验支持能力就会强于天宫二号，而且港湾-1空间站在舱段的一端设计有大面积的穹顶窗，可以为太空游客提供更加绝美的视角。

港湾-1空间站穹顶窗效果图

虽然港湾-1有不少特色功能，但按照我们的标准，它确实不能称为“空间站”，除了前文所述的没有航天员连续驻留能力，航天员单次驻留时长也有限，而且没有人员气闸舱，没有货物气闸舱，人员与货物都无法出舱，当然更没有舱外机械臂。

虽然这也没有，那也没有，但不得不说，承研港湾-1空间站的Vast公司的确是我国载人航天工程的“好学生”，该公司的发展规划设计，以及任务实施路径都与我们十分相似。

港湾-1/载人龙组合体效果图

美国毫无疑问是载人航天强国，历史上他们将航天员送上了月球，也部署过77吨级的天空实验室，还拥有过划时代的载人天地往返运输载具——航天飞机。

天空实验室亚特兰蒂斯号航天飞机

但是，就严格意义上而言，美国至今也没有独立设计、独立建造、独立运营大型载人空间站的完整经验，其历史上部署的最大规模载人航天器“天空实验室”本质上与计划中的“港湾-1空间站”是一样的，比如，都只有一个用于载人飞船对接的对接口，都没有航天员连续驻留能力。

虽然他们有建造大型载人空间站的实力，但这些实力是碎片化的，还没有完全整合，要知道大型载人空间站是大系统工程，单项技术能力再强大，如果无法整合，对于大系统工程而言就等于零。

国际空间站主控舱段为俄罗斯所有

举个不太恰当的例子，比如中国空间站的梦天号实验舱，在美国，目前就找不到能够发射该型舱段的火箭，猎鹰九号运力不足，SLSBlock1与重型猎鹰运力虽够，但整流罩空间不足，即便德尔塔-4、航天飞机重生也无法搭载，其中航天飞机更是过去国际空间站大型舱段的主力运输工具，如今都得从头开始。

中国空间站的梦天号实验舱Ⅱ

前面之所以说承研“港湾-1空间站”的Vast公司是我国载人航天的好学生，因为他们也选择了类似我国载人航天工程的多步走规划，其终极目标是建成具备人造重力功能的超大型空间站。

第一步：年到年，发射多个太空拖船，其实就是货运飞船，旨在为空间站提供轨道抬升、补给能力；

第二步：年，使用SpaceX公司的猎鹰九号发射“港湾-1”空间站；

第三步：年，使用SpaceX公司的星舰发射7米直径的大型舱段，港湾-1空间站这个14吨的舱段有望与之对接；

第四步：年以后，使用多枚星舰部署百米量级的“旋转棒站”，提供包括地球、火星、月球、小行星在内的多种重力模拟。

第四步还将部署多个共轨飞行的不制造人工重力的舱段，这点和中国空间站的共轨飞行模式就更像了。

还有第五步畅想，就是到本世纪中叶部署人造重力与零重力混合的超大型空间站。

谈到这，想必会有人惊讶于“人家一家公司就能吊打某某国”，然而要知道对于一个成立时间仅有两年的初创商业航天公司而言，这些规划大部分都处于想象阶段，即便有实质性进展的货运补给项目也是通过兼并重组得来，对于任何一个国家，要想完成此等大系统工程，就必然要走联合发展的道路。

与之对比，我们已经独立拥有一座技术先进的大型载人空间站。除此之外，我们也有更大的梦想，比如，自然科学基金会发布的“十四五”第一批重大项目指南中，其中一个名为“超大型航天结构空间组装动力学与控制”的项目中，就提到了通过结构模块化设计、多次发射和空间组装的方式进行建造尺寸达千米量级的超大型航天器，该重大战略性航天装备将用于未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住。

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