前不久，中國(guó)載人航天工程辦公室宣布，天宮一號(hào)的功能已于近日失效，它的軌道將逐步降低，最終將再入大氣層燒毀。原來(lái)人們普遍預(yù)期，今年天宮二號(hào)發(fā)射后，將和天宮一號(hào)實(shí)現(xiàn)同時(shí)在軌飛行，并能利用這種機(jī)會(huì)開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。如果同時(shí)在軌飛行和相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)，那可能會(huì)是歷史上第二次兩個(gè)空間站協(xié)同工作。但從目前的情況看，這種可能性已經(jīng)不復(fù)存在。

回顧歷史，兩個(gè)或多個(gè)空間站同時(shí)飛行的情況有不少，如美國(guó)的天空實(shí)驗(yàn)室和前蘇聯(lián)的多個(gè)禮炮號(hào)，國(guó)際空間站和天宮一號(hào)，以及禮炮號(hào)空間站新老更替時(shí)的短期重疊。但這些空間站當(dāng)時(shí)都是相互獨(dú)立的，并未進(jìn)行任何協(xié)同工作。唯一的例外是在1986年，前蘇聯(lián)聯(lián)盟T-15號(hào)飛船發(fā)射后先后對(duì)接了剛剛發(fā)射的和平號(hào)和即將退役的禮炮七號(hào)空間站，并將部分設(shè)備從禮炮七號(hào)帶到了和平號(hào)。這是歷史上唯一一艘對(duì)接兩個(gè)空間站的飛船，也是歷史上第一次空間站之間的人員和設(shè)備轉(zhuǎn)移。

國(guó)際空間站，由奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)機(jī)組攝于2011年5月29日。這是航天飛機(jī)的倒數(shù)第二次飛行，將阿爾法磁譜儀（AMS）送上了國(guó)際空間站。該照片是在航天飛機(jī)脫離空間站后拍攝的。（圖片來(lái)源：NASA）

要完成這樣的任務(wù)需要兩個(gè)空間站位于同一軌道。實(shí)際上，共軌所帶來(lái)好處遠(yuǎn)不止1986年的飛行所演示的，它還能提供以下極為重要的功能：

·相互救援：當(dāng)一個(gè)空間站發(fā)生緊急情況且它的逃生飛船也損壞的情況下，只要任一空間站上還有一艘載人飛船，它就可以將人員轉(zhuǎn)移到另一個(gè)空間站，以等待后續(xù)飛船返回地球。兩個(gè)空間站都為對(duì)方提供避難所。人類航天飛行史上還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)過(guò)這種能力，它將給雙方的乘員帶來(lái)雙重的安全保證。

·相互支持：兩個(gè)空間站能提供很多基本能力的冗余和備份，能互相支援。這尤其在其中一個(gè)空間站缺乏某些功能時(shí)發(fā)揮作用。比如，可以共享軌道提升航天器、存儲(chǔ)空間和給養(yǎng)、天地通信數(shù)據(jù)鏈路、在軌醫(yī)學(xué)支持，以及備用對(duì)接/泊接口，等等。如果沒(méi)有這樣的相互支持能力，如目前國(guó)際空間站，相同的工作將需要更多的花費(fèi)，甚至需要額外進(jìn)行一次發(fā)射才能完成。

·聯(lián)合實(shí)驗(yàn)：它使得某些需要雙空間站才能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)成為可能。例如，激光通信、長(zhǎng)基線天文觀測(cè)，等等。此外，雙空間站也使科學(xué)家可以在兩個(gè)空間站上同步進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)以便比較結(jié)果。事實(shí)上，它為很多我們從來(lái)都沒(méi)有想象過(guò)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)打開(kāi)了一扇門(mén)。

·艙段延壽：兩個(gè)空間站共軌還帶來(lái)了一個(gè)可能性，就是它們的艙段可以互換。一個(gè)空間站退役，它上面未到使用年限的艙段可以轉(zhuǎn)移到另一個(gè)空間站繼續(xù)使用，直到它的使用年限，使投資能得到充分利用。

·載人編隊(duì)飛行：在太空時(shí)代早期，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)兩艘載人飛船近距離編隊(duì)飛行。但那都是短時(shí)間的飛行。載人編隊(duì)飛行對(duì)未來(lái)載人深空任務(wù)可能是很有價(jià)值的。它為長(zhǎng)期載人航天任務(wù)提供了更多的冗余和靈活性。共軌空間站提供了這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，可以實(shí)驗(yàn)這一概念。

我們可以將這樣的共軌空間站稱為“空間站編隊(duì)”。它們飛行在同軌不同位置，能獨(dú)立工作，但又相互協(xié)同。所以，這樣的編隊(duì)可以被看作為一個(gè)整合的“虛擬空間站”，既能起到單一空間站所起到的許多作用，更能提供更大的安全性和單一空間站所不能提供的功能。編隊(duì)中還能不斷加入新的空間站，比如Bigelow公司的商業(yè)空間站，來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。

我們?cè)谶@里提出的建議，就是將研制中的中國(guó)空間站發(fā)射到國(guó)際空間站同一軌道，但相隔一定距離，比如100公里。兩個(gè)空間站都是獨(dú)立運(yùn)行的，但它們共同工作，相互支持。來(lái)訪的載人飛船或貨運(yùn)飛船能很快地從一個(gè)空間站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。這個(gè)設(shè)想將世界上所有國(guó)家的載人航天計(jì)劃納入統(tǒng)一框架。它不僅能從技術(shù)上大大提高飛行的安全性、獲得更多的科學(xué)回報(bào)，而且在政治上，也能進(jìn)一步延續(xù)國(guó)際空間站的合作精神，并使中國(guó)對(duì)人類做出更大的貢獻(xiàn)。

中國(guó)的得與失

前面已經(jīng)羅列了空間站編隊(duì)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)中國(guó)而言，編隊(duì)飛行提供的安全性尤為重要，因?yàn)楹投砻老啾?，中?guó)缺乏空間站長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。一旦發(fā)生類似和平號(hào)曾經(jīng)發(fā)生的意外碰撞（導(dǎo)致一個(gè)艙段失壓）、火災(zāi)和控制電腦故障等問(wèn)題，附近國(guó)際空間站能提供的救援能力就顯得尤其重要。

由于通信和對(duì)接口兼容，地面上美、俄等國(guó)的載人飛船和貨運(yùn)飛船也能提供緊急救援發(fā)射。位于國(guó)際空間站軌道后，從拜科努爾和東方港發(fā)射場(chǎng)發(fā)射的救援飛船也可以到達(dá)中國(guó)空間站，安全性進(jìn)一步得到加強(qiáng)。另一方面，在神舟飛船或貨運(yùn)飛船因故停飛的情況下，也能依賴他國(guó)飛船（包括商業(yè)飛船）繼續(xù)空間站的運(yùn)行，就如航天飛機(jī)停飛期間美國(guó)可繼續(xù)國(guó)際空間站的工作一樣。

中國(guó)空間站想象圖。（圖片來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)/中國(guó)載人航天工程辦公室）

此外，提高軌道傾角與國(guó)際空間站共軌，還能帶來(lái)一些額外的好處。例如，擴(kuò)大了對(duì)地觀測(cè)的范圍，能覆蓋中國(guó)、美國(guó)、日本的全部，以及歐洲大部分。如果需要的話，中國(guó)空間站的共軌自由飛行天文望遠(yuǎn)鏡也可以在國(guó)際空間站進(jìn)行在軌維護(hù)。

政治方面，前面已經(jīng)提到對(duì)弘揚(yáng)合作和擴(kuò)大中國(guó)影響力的意義。從具體實(shí)施層面上來(lái)說(shuō)，中國(guó)空間站的擴(kuò)展計(jì)劃從技術(shù)上已經(jīng)考慮了國(guó)際合作和對(duì)接其他國(guó)家的艙段，未來(lái)完全有可能成為第二國(guó)際空間站。中國(guó)正在通過(guò)聯(lián)合國(guó)外空委積極推進(jìn)空間站的國(guó)際合作。但到目前為止并未看到實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。吸引主要航天國(guó)家（如歐洲和俄羅斯）參加中國(guó)空間站存在很多具體困難，其中預(yù)算和資金是主要問(wèn)題之一。與國(guó)際空間站共軌使得這個(gè)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的可能大為增加。

國(guó)際空間站部分艙段（如歐洲的哥倫布艙和俄羅斯的多功能實(shí)驗(yàn)艙）發(fā)射時(shí)間較晚，有較長(zhǎng)的剩余壽命。如果共軌，在國(guó)際空間站退役后，它就可以很容易地轉(zhuǎn)移到中國(guó)空間站，繼續(xù)發(fā)揮作用。對(duì)歐洲和俄羅斯來(lái)說(shuō)，由于無(wú)需巨額投入，實(shí)施可能性很大。如果主要航天國(guó)家轉(zhuǎn)而和中國(guó)共建第二國(guó)際空間站，那么中國(guó)在國(guó)際空間站退役后將成為載人航天領(lǐng)域（至少在近地軌道）的主導(dǎo)者，國(guó)際影響力和話語(yǔ)權(quán)必然大大增加，就如美國(guó)目前通過(guò)國(guó)際空間站實(shí)現(xiàn)的地位一樣。

但如果中國(guó)空間站未能實(shí)現(xiàn)和國(guó)際空間站共軌，那么這種可能性將大大降低。也許有一些發(fā)展中國(guó)家會(huì)與中國(guó)合作，但無(wú)論是資金還是技術(shù)，他們的貢獻(xiàn)以及因此產(chǎn)生的科學(xué)成果都將非常有限，到最后還是中國(guó)自己玩的游戲。這和主要航天國(guó)家參與的合作不可同日而語(yǔ)。