作者：鸑鷟鹓鶵
编辑：Yuki
18年前的今天（2001年3月23日），一颗人造“巨星”从太空中陨落，重新回到了地球的怀抱之中。
它就是当时最大的人造航天器—— “和平”号空间站 。这一天，它完成了自己最后的使命，坠入大气层中烧毁，未烧尽的部分坠入南太平洋的“航天器坟场”中。
而故事的开始，却要回到40多年前的1976年。
(“和平”号空间站。图片来源：Wikimedia Commons)
01 工欲善其事，必先利其器
早期的航天史上，人类在太空中的旅行都是短暂的，因此，只要一次性带上充足的补给就足够了。然而，当人类开始探索如何在太空中长期生存和居住时，历来的载人飞船都显得过于紧凑，补给的量也显得过于庞大。
为了实现在太空中长期居住的目标，人们需要打造一款前所未有的航天器—— 实现长时间的生命维持系统的良性循环，减少对地面补给的依赖 。在这一设想之下，空间站应运而生。
在1976年，苏联已经发射了四艘“礼炮”号空间站，美国也发射了“天空实验室”号空间站。
不过，这些空间站，几乎就相当于一个大号的载人飞船，稳定性不足，利用率很低。5艘空间站的总访问次数只有12次，总访问时间加起来不足一年（301天），只有在轨总时间的1/10不到，而最长的一次停留也只有84天。
(对接两艘飞船的“礼炮7号”模型。图片来源：Wikimedia Commons)
然而，由此积累的经验和教训都不会白费，“礼炮”系列空间站的设计越来越成熟，单次访问时间最长达到了236天，对接口也由一个变成了两侧，可以同时对接载人和货运飞船。
不过，这只是开始。
早在“和平”号设计伊始，设计的交会对接口就高达四个，最终的数量达到了六个，远超之前的两个。如此之多的对接口，不仅可用于对接客运和货运飞船，还将用于对接新的舱段，一段段拼接将会构造成一个庞大的空间站系统。
而核心舱部分的设计，则是历经7艘“礼炮”空间站探路后，精心打造的太空居所。
进入80年代，航天的重头戏是航天飞机，美国在这一时期没有空间站。苏联也忙于“暴风雪”航天飞机和“能源”重型火箭项目。
(搭载“暴风雪”号航天飞机的“能源”号火箭，这是两者的第一次也是最后一次进入太空，直到现在，“猎鹰重型”火箭还无法匹敌“能源”号，图片来源于bing搜索，免版权分享)
“和平”号的进展历经波折波折，曾经甚至短暂停摆过。但最终， “暴风雪”和“能源”因资金不足惋惜退场，“和平”号却大放光彩 。
02 九月九话重阳 扶摇直上九万里
1986年2月20日，“和平”号空间站核心舱发射升空，核心舱继承了“礼炮”系列的成熟技术，成为未来这艘空间站的中流砥柱。
(早期的“和平”号空间站，只有核心舱和“联盟”号飞船。图片来源：Wikimedia Commons)
一个月后，人类第一次入驻“和平”号，并将“礼炮7号”空间站中的一些实验设备转移了过来。
一年后的1987年3月， 人类的航天史上迎来了第一次空间站舱段对接 ——“量子1号”天体物理学舱段安装成功，“和平”号从此开始了漫长的“搭积木”过程。
在此后近10年间，“和平”号不断增长，先后对接了“量子2号”服务舱、“晶体”号实验舱、“频谱”号电力舱、航天飞机对接模块、“自然”号地球遥感舱以及其他各式附属设备，形成了一座长19米，宽31米，高27.5米，总重量129.7吨，内部载人空间350立方米的庞然大物。
(历经多次对接的“和平”号。图片来源：Wikimedia Commons)
“和平”号空间站的平均轨道高度为364km，尽管身处太空，但这里仍然有极其稀薄的空气。空间站以7.7km/s的高速飞行，在空气阻力和的作用下，高度会不断降低。为此，“和平”号需要偶尔提升自己的轨道高度。在大多数情况下，整个空间站的轨道提升依靠“进步号”货运飞船或航天飞机，不过，“和平”号的“量子1号”也有发动机，可以自己调整。
(“和平”号空间站的高度变化。图片来源：Wikimedia Commons)
在空间站所处的低地球轨道上，“和平”号并非处于完全失重状态，其重力大约相当于海平面的88%，通常被称为“微重力”。空间站上的失重体验还会受到舱内空气阻力、潮汐等多方面因素影响。
在通信上，由于航天测量船的服役（比如我国的“远望”系列），以及中继卫星的成功发射（比如我国的“天链一号”和“鹊桥号”），“和平”号不再有对地通信的黑区。它飞行到地球任意位置的上空时，都可以通过航天测量船或中继卫星将通信信号转发给指挥中心，与地面沟通。
03 起舞弄清影，何似在人间
“和平”号内部提供的巨大空间，使得太空飞机的舒适度大幅提升。这里有固定的床位、浴室、坐便器、健身设施，在空间站的核心舱的中心，还有一张餐桌。
“和平”号的饮食主要由俄国提供，这也成为后续国际空间站的饮食基调。这些太空食品多达数百种，虽然主要是冷冻、冷藏和罐头食品，但涵盖了俄国常见的蔬菜、水果、坚果、主食和饮料。
(地面上的俄罗斯太空食品贩卖机，图片来源：https://astrofoods.ru/en/ )
在这些太空食品中，最特别的，当属包括伏特加在内的酒精饮料了。众所周知，绝大多数宇航机构，包括NASA在内，是严格禁止携带酒类上天的。不过，俄罗斯（及苏联）的宇航员总能想到各种措施夹带酒类，俄罗斯卫生部门最终妥协，允许限量携带酒类。 饮酒过节，成为了“和平”号空间站专享的特权 。
(1997年“和平”号上的圣诞节。图片来源：Wikimedia Commons)
众多技术的积累和居住舒适度的提升，使得“和平”号成为世界上第一艘长期有人居住的载人航天器 。在其15年的生涯中，有12.5年有宇航员居住，12个国家共104人造访过这一明星空间站。
在此基础上，“和平”号空间站还拉开了太空旅行的序幕。
1989年，日本东京广播公司TBS在163名员工中海选出了一位名叫秋山豊宽的记者，他被派往苏联的加加林宇航员训练中心，并于1990年前往“和平”号空间站。48岁的秋山豊宽成为世界上第一次商业搭载宇航员，TBS电视塔声称最终花费了740万美元。
1991年，英国也发起了一场前往“和平”号空间站的海选，共13000人参与，一位名叫海伦·沙曼的化学博士最终荣幸的登上了“和平”号。
在“和平”号成熟运作之后，美国对长期太空居住颇感兴趣。于是， “航天飞机-和平号”项目应运而生 。“和平”号空间站、“联盟”号飞船和美国的航天飞机上都留下了双方宇航员的欢声笑语。
04 老骥伏枥，志在千里
“和平”号的最初设计寿命只有5年，但伴随着冷战的结束，航天进入了短暂的低谷期，这艘当时唯一可用的空间站，成为了航天界眼中的香饽饽。1992年，美国就和俄罗斯达成协议，共同使用“和平”号。在多国的努力下，“和平”号焕发新生，在超期服役一倍之后，不仅迎来了航天飞机，还拼装了新的舱段。
(遭到撞击后的“频谱”号电力舱。图片来源：Wikimedia Commons)
超期服役的“和平”号空间站也并非一帆风顺，1997年就是“和平”号的多事之秋 。2月23日，氧气发生器故障导致起火，浓烟灌满了空间站；6月24日，“进步-24”货运飞船与“频谱”号电力舱发生碰撞，一度导致空间站内电力短缺。
“和平”号确实不得不服老了。
1998年7月2日，俄罗斯宇航局宣布，由于缺乏维护资金，“和平”号将于1999年6月坠入大气层中。
5个月后，国际空间站的第一个舱段“曙光”号发射升空，“和平”号似乎可以告老还乡了。
不过，国际空间站的进展有些缓慢，“星辰”号舱段推迟到了2000年才发射升空，“和平”号继续肩负起了这段青黄不接的时期。
(太空中的“和平”号。图片来源：Wikimedia Commons)
1999年8月28日，“和平”号依依不舍地送走了全部的乘客，在不经意间，这个本该1989年就要退役的空间站，却创造了一项纪录——3644天的不间断载人飞行。 这一连续时间跨度长达10年，是预期寿命的两倍 ！
然而，有了国际空间站，“和平”号再也没有官方资金来源了，是时候功成身退了。
“和平”号的身退，仍然是个不小的问题， 如何让一艘130吨的庞然大物安全返回地球？
航天工程师们设计了三步：
首先，由空气阻力促使空间站的高度降低到220km处，并对接一艘搭载燃料和发动机的“进步”货运飞船；
然后，货运飞船促使整个空间站变轨，将轨道调整为近地点165km的轨道；
2001年的3月23日，“和平”号迎来了自己生命中的最后一刻，它被“进步”货运飞船推向地球的怀抱。
(“和平”号坠入大气层。图片来源：Wikimedia Commons)
在高速坠入大气层的过程中，空气摩擦会产生一千多摄氏度的高温，使得“和平”号绝大多数设施都焚毁殆尽，只有极少量的残骸坠入南太平洋的航天器坟场中。
在太空垃圾越来越多，危害越来越显著的今天，叶落归根，也许是“和平”号最好的归宿。
不过“和平”号的回归并非终点，而是一个新的开始，由15个国家合作的国际空间站继承了“和平”号的意志，继续担当人类探索太空的前哨。而在未来几年内，我们还将见证中国的新一代空间站飞向太空。
(2018年珠海航展展示的我国新一代空间站核心舱的样机（非模型），作者拍摄 )
扫码下载APP
科普中国APP
科普中国
科普中国
京公网安备11010202008423号