中国|中国空间站迎来首批“常驻民”!( 四 )
2021-2035中国大型深空探测和载人航天工程项目规划:
2022年建成长期有人照料的载人空间站
2023年前后实施嫦娥七号极区环境与资源勘查;
2024年前后实施嫦娥六号月球极区采样返回 2024年发射巡天CSST空间望远镜;
2025年实施近地小行星取样返回和主带彗星的环绕探测;
2025年前后载人空间站二期工程 2026年实施载人绕月飞行任务(技术关深);
2027年前后实施嫦娥八号月球极区资源开发利用验证;
2028年前后实施火星取样返回任务(技术关深);
2028年实施金星绕飞着陆探测任务(项目未立项 方案处于预研状态);
2029年实施木星系及行星际穿越探测任务(技术关深);
2030年前后实施载人登月任务 (技术关深);
2031年前后实施海王星探测及飞出太阳系(项目未立项,方案论证状态);
2033年前后实施天王星探测(项目未立项,方案论证状态);
2035年前后建成有人/无人月球科研基地 。
另外,我国空间站其实还有后发优势,随着ISS在2024年之后逐渐退役,“天宫号”将会是全球唯一的空间站,ISS的一些商业运营经验,也有很多可借鉴之处 。
“最贵”的实验室
空间站最主要作用是做实验,也是很多科学家梦寐以求的理想实验室 。去年《自然》杂志统计,宇航员在ISS上进行了大约3000次科学实验,主要集中在生物及生物技术、技术开发、教育活动、人类研究、物理科学、地球和空间科学这六大领域 。
空间站上的大多数科学实验旨在研究物体在微重力下的不同运作方式,如火焰燃烧的方式或小鼠细胞的发育方式,以了解这些经验是否可以应用于地球上的新技术或药物研发 。其他实验则利用空间站在低地轨道上的位置,观测地球或太空 。
NASA 也统计过从1999年到2020年10月份,与ISS相关的期刊论文等共有2850篇,涉及到5000多位科学家,而且这些发表期刊论文平均年增长率为17% 。
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ISS自成立至2020年的学术出版文献和引用情况
ISS的实验能力从2010年建造完工之后才有实质性的进展,其实主要还是受制于运载火箭的成本,以及太空环境对人体质的严苛要求 。
ISS 第一个十年(2000-2010 年)以及第二个十年(2011-2020年)相关出版文献的主题关键词分析也可以看出,第二个十年相关出版物才大幅增长,话题也更为广泛,最核心的关键词还是微重力、基因表达相关 。
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“天宫号”构建完成后,相信也会在相应的科研领域取得更多技术突破 。作为太空科研的基础设施,空间站可以说是世界上“最昂贵”的实验室,不仅建造起来动辄上百亿美元,每年的运营成本也居高不下,ISS为了降低运营成本,在构造上选择了多国合作,在运营上也尽量商业化 。
公开数据显示,ISS第一个10年的建造阶段,各国累积投入高达1551亿美元,其中美国1311亿美元(直接投入724亿美元,航天飞机费用587亿美元),俄罗斯120亿美元,欧空局50亿美元,日本50亿美元,加拿大20亿美元 。“天宫号”空间站的投入大约为600亿人民币,也是一笔不小的投入 。
但从投资回报来看,目前还没有看到太多明确的效益,不管是科研用途还是商业用途,都无法短期证明其前景 。空间站的构建和正常运转,本身就是一件了不起的成就,甚至一定程度上,远超在里面做科研所取得的成绩 。
NASA为了降低运输成本,直接扶持了SpaceX,让其能在洛克希德·马丁、波音等巨头,甚至是俄罗斯、欧空局等国家队面前分食 。这种方式为NASA能实现一次性送4-6名宇航员去往ISS(此前都是3名左右),而且每位宇航员能至少停留6个月,科研时间也能翻倍 。
NASA每年在ISS上的费用高达40亿美元,约占总经费的五分之一,于是在2018年直接宣布将于2025年终止对国际空间站的直接支持,并将其交给商业公司运营 。为了充分利用ISS的美国舱段,NASA很早就委托空间科学促进中心(CASIS)面向全美的征集各类空间科学项目和商业项目 。
比如Teledyne Brown Engineering公司就在2017年在ISS上安装了遥感平台MUSES,该平台预计将具备430亿美元的市场规模,同年ISS美国舱段新增了76个载荷,其中一半以上都是由商业合作公司制造,一定程度下降低了NASA的运营成本 。
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