和平號(hào)：第一座“長(zhǎng)壽”的空間站

文/ 張振威

1986年2月20日北京時(shí)間5時(shí)28分23秒，蘇聯(lián)在哈薩克斯坦拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)使用質(zhì)子K火箭將和平號(hào)空間站核心艙艙段送入預(yù)定軌道，拉開(kāi)了和平號(hào)空間站建設(shè)的大幕。

▲ 所有艙段到位后的和平號(hào)空間站

到蘇聯(lián)解體，俄羅斯接管“和平號(hào)”的建造與運(yùn)行，美俄兩國(guó)從競(jìng)爭(zhēng)走向合作，1993年美俄宣布“航天飛機(jī)-和平號(hào)”計(jì)劃，“和平號(hào)”最終于1996年完全建成。

2001年3月23日，“和平號(hào)”在經(jīng)過(guò)大氣層中16分鐘的燃燒后，墜毀在南太平洋島國(guó)斐濟(jì)附近海域。其在軌道上運(yùn)行超過(guò)15年時(shí)間，壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)之前任何一座空間站，為人類(lèi)探索太空留下了濃墨重彩的一筆?！昂推教?hào)”為載人航天發(fā)展積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)和做出的重要貢獻(xiàn)，將會(huì)永遠(yuǎn)載入史冊(cè)。

“和平號(hào)”升空建造

和平號(hào)空間站采用組合式積木結(jié)構(gòu)，是蘇聯(lián)在二代禮炮號(hào)空間站的基礎(chǔ)上發(fā)展的第三代空間站。

1986年2月20日

DOS-7核心艙發(fā)射，這是和平號(hào)空間站發(fā)射的首個(gè)艙段，是航天員主要生活區(qū)以及與其他模塊對(duì)接的核心艙段。

1987年3月31日

量子1號(hào)天文物理實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射，這是“和平號(hào)”第二個(gè)艙段，也是第一個(gè)與核心艙對(duì)接的模塊，上面載有科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及具備X光及紫外線(xiàn)功能的天體物理觀測(cè)設(shè)備。

1989年11月26日

量子2號(hào)實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射，給空間站提供新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、更好的生命支持系統(tǒng)以及一個(gè)氣閘艙。

1990年5月31日

晶體號(hào)遙感實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射，主要功用是在空間飛行條件下，獲得特殊性能的結(jié)構(gòu)材料、電子器件、生物制劑和植物栽培工藝；增強(qiáng)地球資源勘察和天體物理實(shí)驗(yàn)的能力，增大了空間站的空間，為長(zhǎng)期性載人飛行提供了更加有利的條件。

1995年5月20日

光譜號(hào)實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射，該艙段是由美國(guó)出資擴(kuò)建的。主要用于研究大氣物理、生物醫(yī)學(xué)等，并為美俄共同實(shí)施的“航天飛機(jī)-和平號(hào)”計(jì)劃做準(zhǔn)備。

1995年11月12日

對(duì)接節(jié)點(diǎn)艙發(fā)射，主要用于為美國(guó)的航天飛機(jī)安裝擴(kuò)展塢槽，以適應(yīng)“航天飛機(jī)-和平號(hào)”計(jì)劃。

1996年4月23日

自然號(hào)地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射，這是和平號(hào)空間站最后一個(gè)艙段，給和平號(hào)提供遠(yuǎn)程地球遙感模塊，主要用來(lái)對(duì)地球陸地、海洋和大氣進(jìn)行綜合研究，至此和平號(hào)空間站組裝完成。

此外，和平號(hào)空間站還有Lyappa機(jī)械臂、APAS-89對(duì)接系統(tǒng)等其他組件。和平號(hào)空間站于1996年建造完成時(shí)，全長(zhǎng)達(dá)87米，有效容積470立方米，它是世界上第一個(gè)長(zhǎng)期載人空間站。

▲ 和平號(hào)空間站艙段組成示意圖

蘇聯(lián)的獨(dú)立運(yùn)行時(shí)期

1986年3月13日12點(diǎn)33分09秒，蘇聯(lián)發(fā)射了聯(lián)盟T-15飛船。航天員基齊姆和索洛維耶夫駕駛飛船于3月15日同“和平號(hào)”對(duì)接，并成為和平號(hào)空間站的第一批乘員。他們的主要任務(wù)是對(duì)空間站進(jìn)行全面檢查，運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)。在和平號(hào)空間站待了51天后，他們于5月5日乘坐聯(lián)盟號(hào)T-15飛船解除對(duì)接，前往距“和平號(hào)”約6100千米的“禮炮7號(hào)”共軌站，基齊姆和索洛維耶夫在老站停留了50天，其間完成了兩次太空行走和一些實(shí)驗(yàn)。6月26日，他們帶著400千克重的設(shè)備（包括一把吉他）從“禮炮7號(hào)”返回“和平號(hào)”，完成了第一次也是迄今為止唯一一次站與站之間的轉(zhuǎn)移。基齊姆和索洛維耶夫于7月16日在哈薩克斯坦著陸，結(jié)束了他們125天的任務(wù)，留下了空無(wú)一人的“和平號(hào)”。

1987年2月5日“聯(lián)盟號(hào)”發(fā)射升空，“和平號(hào)”迎來(lái)新住客：尤里·羅曼年科和亞歷山大·拉維金。雖然拉維金因身體不適在6個(gè)月后返回地球，但羅曼年科仍留在船上，并創(chuàng)造了326天的新航天時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄。由于新科研艙的開(kāi)發(fā)落后于計(jì)劃，管理人員選擇從1989年4月開(kāi)始在無(wú)人情況下運(yùn)行和平號(hào)。

1989年9月5日，聯(lián)盟TM-8號(hào)飛船升空，標(biāo)志著空間站長(zhǎng)期駐留任務(wù)的開(kāi)始，“和平號(hào)”準(zhǔn)備接收新的實(shí)驗(yàn)艙段。亞歷山大·維克托連科和亞歷山大·謝列布羅夫于9月8日到達(dá)“和平號(hào)”，結(jié)束了“和平號(hào)”長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月的無(wú)人值守狀態(tài)，恢復(fù)了“和平號(hào)”的載人任務(wù)，開(kāi)始了和平號(hào)空間站長(zhǎng)達(dá)10年的不間斷居住并一直持續(xù)到1999年8月。直到2010年10月，國(guó)際空間站上的乘員們才超越了這一記錄。

化身第一個(gè)“國(guó)際”空間站

隨著蘇聯(lián)于1991年年底的解體，由于資金的緊張，以及國(guó)際政治因素的改變，美俄兩國(guó)從競(jìng)爭(zhēng)走向合作。1992年6月份，時(shí)任俄羅斯總統(tǒng)葉利欽同美國(guó)總統(tǒng)老布什敲定了允許俄羅斯航天員搭乘美國(guó)航天飛機(jī)的協(xié)議細(xì)節(jié)，并達(dá)成了一項(xiàng)讓航天飛機(jī)與和平號(hào)空間站進(jìn)行對(duì)接的計(jì)劃。另外，協(xié)議還計(jì)劃讓美國(guó)航天員可以在和平號(hào)上生活工作至少一個(gè)月。這便是“航天飛機(jī)-和平號(hào)”對(duì)接項(xiàng)目的由來(lái)。

從1994年到1998年，航天飛機(jī)總共執(zhí)行了11次與“和平號(hào)”有關(guān)的任務(wù)，其中9次交會(huì)對(duì)接。從1995年3月開(kāi)始，美國(guó)的航天員在“和平號(hào)”上總計(jì)駐留28個(gè)月，在“和平號(hào)”上駐留期間，協(xié)同俄羅斯航天員處理了很多緊急突發(fā)事件，包括1997年2月23日的一場(chǎng)小火災(zāi)。當(dāng)時(shí)，空間站上的兩臺(tái)基本電解生氧裝置連續(xù)出現(xiàn)故障，站上的3名航天員只好使用高氯酸鋰裝置來(lái)生產(chǎn)氧。航天員拉佐特金在量子1號(hào)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)用高氯酸鋰制氧時(shí)，制氧設(shè)備突然破裂，引起火災(zāi)，明火燃燒了90秒，煙霧蔓延到整個(gè)空間站，航天員們都帶上了防毒面具，濃煙持續(xù)了5～7分鐘。幸好站上的空氣過(guò)濾系統(tǒng)性能很好，沒(méi)有給航天員帶來(lái)更大危害。

空間站老化導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)頻發(fā)

1997年6月24日，裝有新型遙操作手動(dòng)對(duì)接裝置（Toru）的進(jìn)步M-34貨運(yùn)飛船脫離和平號(hào)空間站的對(duì)接口。二次對(duì)接時(shí)，進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船靠近空間站，恰巧處于地面站和地面控制中心的控制范圍之外，由于制動(dòng)控制部件失靈，飛船沒(méi)有及時(shí)對(duì)航天員的指令做出響應(yīng)，因此在飛到和平號(hào)空間站的核心艙時(shí)，直接撞到光譜號(hào)艙段的太陽(yáng)能電池帆板上，碰撞使光譜號(hào)艙段翻轉(zhuǎn)，并使覆蓋在太陽(yáng)能電池帆板散熱器上的保護(hù)蓋被拉動(dòng)出現(xiàn)移位。最終，地面控制中心控制住了進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船，并挽救了空間站，但光譜號(hào)艙段本身和太陽(yáng)能電池帆板都受到損壞，封閉艙門(mén)后放棄使用，僅保留電力系統(tǒng)為空間站供電。

因?yàn)樵O(shè)計(jì)缺陷，和平號(hào)空間站各艙段的太陽(yáng)能電池帆板存在互相遮擋的問(wèn)題，特別是90年代中期新的艙段加入后更加明顯，加之帆板老化帶來(lái)的供電效率降低導(dǎo)致其存在供電不足的問(wèn)題。還有，和平號(hào)空間站在運(yùn)營(yíng)后期貨物和廢物管理有很大問(wèn)題，大量的試驗(yàn)器材與垃圾沒(méi)有及時(shí)運(yùn)出空間站，導(dǎo)致艙段內(nèi)擁擠不堪，實(shí)驗(yàn)艙段因?yàn)橹挥?.8米直徑的加壓空間，堆積大量閑置包裹更是雪上加霜。后期的通信中斷等事故更是耗費(fèi)了航天員大量的工作時(shí)間進(jìn)行艙段的檢修，沒(méi)有太多的時(shí)間進(jìn)行空間科學(xué)試驗(yàn)。

▲ 美國(guó)航天員薩加德（（右）首次乘坐聯(lián)盟號(hào)飛船進(jìn)入和平號(hào)空間站，任務(wù)結(jié)束之后乘坐航天飛機(jī)返回美國(guó)

▲ 航天飛機(jī)進(jìn)駐和平號(hào)空間站后美俄航天員于核心艙內(nèi)4.2米直徑艙段生活區(qū)的大合影

▲ 進(jìn)步M-34貨運(yùn)飛船撞擊光譜號(hào)

▲地面人員拍攝到再入的和平號(hào)空間站殘骸

“和平號(hào)”在它長(zhǎng)達(dá)15年的服役期間，共發(fā)生了2000處故障，其中近1000處故障一直未能排除。空間站的中央計(jì)算機(jī)也已經(jīng)老化到了必須完全更換的地步。空間站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)也故障不斷，太空艙內(nèi)的局部溫度有時(shí)高達(dá)53℃?？臻g站上的蓄電池也曾有過(guò)兩次異常放電，導(dǎo)致“和平號(hào)”與地面短暫失去聯(lián)系并造成空間站局部停電。“和平號(hào)”用遍體鱗傷來(lái)形容毫不過(guò)分，它日漸顯露出工作壽命即將終結(jié)的跡象，再無(wú)回天之力。2001年1月5日，俄政府總理卡西亞諾夫簽署了結(jié)束和平號(hào)空間站工作的政府命令，準(zhǔn)備結(jié)束它輝煌的歷史使命。

2001年3月23日，“和平號(hào)”終于走完了15年的坎坷路程，帶著它創(chuàng)下的無(wú)數(shù)成就，帶著蘇聯(lián)時(shí)代的驕傲、全俄羅斯人民和全世界人民的惋惜從地球軌道上消失了。

事實(shí)上很多俄羅斯人為保留“和平號(hào)”做出過(guò)努力。如果要想保留“和平號(hào)”，必須在3個(gè)月內(nèi)，連續(xù)發(fā)射3到4艘進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船，才能把“和平號(hào)”的高度提高到500千米，使它繼續(xù)工作幾年。而造出一艘“進(jìn)步號(hào)”到安全發(fā)射它就需要22個(gè)月，所以，根本不可能再保留“和平號(hào)”。用新對(duì)接的“進(jìn)步號(hào)”只能提升60千米，是維持不了幾天的。俄羅斯航天局領(lǐng)導(dǎo)人在2001年2月4日的座談會(huì)上從“和平號(hào)”的技術(shù)現(xiàn)狀說(shuō)明必須在還能控制“和平號(hào)”的情況下銷(xiāo)毀它，以免給地面帶來(lái)威脅。

▲ 航天員在“和平號(hào)”艙外進(jìn)行太空行走

▲ 奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)STS-89任務(wù)拍攝的和平號(hào)空間站

▲ 和平號(hào)空間站艙內(nèi)

2000年6月最后一個(gè)機(jī)組返回地球前還指望有下一個(gè)機(jī)組接替，按俄羅斯風(fēng)俗，留下了歡迎他們的鹽和面包。14噸來(lái)自27個(gè)國(guó)家的科學(xué)儀器和設(shè)備也未如“禮炮7號(hào)”墜落前那樣卸走，全都成了“和平號(hào)”的陪葬品，化為了灰燼。2001年1月24日，“進(jìn)步M1-5號(hào)”油船發(fā)射升空，并于1月27日從尾端與“和平號(hào)”空間站對(duì)接，為和平號(hào)空間站送去了制動(dòng)燃料，“和平號(hào)”墜毀也進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。

莫斯科時(shí)間2001年3月23日凌晨3點(diǎn)33分，俄羅斯科羅爾耶夫飛行控制中心下達(dá)點(diǎn)火指令，和平號(hào)空間站發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，進(jìn)入墜落軌道。6個(gè)小時(shí)后，熊熊燃燒的“和平號(hào)”帶著幾代人的努力葬身天際，零星的的碎片墜落在南太平洋預(yù)定海域，成為一代傳奇。

輝煌的成就

“和平號(hào)”自誕生之日起，共在軌道上運(yùn)行了15載，大大超過(guò)了5年的設(shè)計(jì)壽命。15年中，和平號(hào)空間站總共繞地球飛行了8萬(wàn)多圈，行程35億千米，共有31艘聯(lián)盟號(hào)載人飛船、62艘進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，航天員在空間站上進(jìn)行了78次太空行走，在艙外空間逗留的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)359小時(shí)12分鐘。

先后有28個(gè)長(zhǎng)期考察組和16個(gè)短期考察組在空間站從事考察活動(dòng)，共有俄羅斯、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、敘利亞、保加利亞、阿富汗、奧地利、加拿大、斯洛伐克12個(gè)國(guó)家的135名航天員曾在空間站上工作。這些航天員共進(jìn)行了1.65萬(wàn)次科學(xué)實(shí)驗(yàn)，完成了23項(xiàng)國(guó)際科學(xué)考察計(jì)劃。航天員在空間站上進(jìn)行了大量生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間材料學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，取得極為寶貴的成果和數(shù)據(jù)；拍攝了許多恒星、行星的照片，進(jìn)行了基本粒子和宇宙射線(xiàn)的探測(cè)，大大擴(kuò)展了人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)；還探索了從太空預(yù)報(bào)地震、火山爆發(fā)、水災(zāi)及其他自然災(zāi)害的可能性。

和平號(hào)空間站創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)的多個(gè)世界第一：太空行走任務(wù)時(shí)間最長(zhǎng)，超期服役時(shí)間最長(zhǎng)，工作效率最高，接待各國(guó)航天員最多，俄羅斯航天員波利亞科夫還創(chuàng)造了單人連續(xù)在太空飛行438天的最高紀(jì)錄。

此外，和平號(hào)空間站還在試驗(yàn)人造月亮、空間商業(yè)化等方面進(jìn)行了許多有益的探索，獲得了大量數(shù)據(jù)及具有重大實(shí)用價(jià)值的成果，為開(kāi)發(fā)利用太空和人類(lèi)在太空長(zhǎng)期生活積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

和平號(hào)空間站在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究了在太空使用的藥物處方、航天員飛行后的體力恢復(fù)方法。在生物學(xué)領(lǐng)域，研究了蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)、高效蛋白質(zhì)精制、特殊細(xì)胞分離、特種藥品制備等。在材料和空間加工領(lǐng)域，進(jìn)行了600多種材料實(shí)驗(yàn)，制造了半導(dǎo)體、玻璃等35種材料。在對(duì)地觀測(cè)方面，發(fā)現(xiàn)了10個(gè)地點(diǎn)可能有稀有金屬礦藏，117個(gè)地點(diǎn)可能有油脈存在。在天文觀測(cè)方面也有許多重大發(fā)現(xiàn)。