【全球報資訊】空間站：從幻想到現實

圖1：畫家弗蘭克·R.保羅在1929年所繪制的赫爾曼·波托奇尼克的空間站，是第一幅發表在英文雜志上的有關空間站的彩色插圖。

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圖2：1930年，弗蘭克·R.保羅描繪了奧托·威利·蓋爾的小說《月中石》中設想的空間站“Astropol”。

圖3：許多早期空間站的設計師都建議，將空間站制成一個巨大的環狀旋轉結構，通過離心作用提供人造重力。1961年，固特異公司提出了一個可充氣的空間站思路。按照以往的設想，大圓盤可以聚集太陽能來產生電能。（圖片由作者提供）

9月30日，中國空間站問天實驗艙轉位完成，空間站組合體由兩艙“一”字構型轉變為兩艙“L”構型。10月25日，夢天實驗艙與長征五號B遙四運載火箭組合體已轉運至發射區，計劃于近日擇機實施發射。年底，我國還將發射天舟五號貨運飛船和神舟十五號載人飛船，實現6名航天員同時在我們自己的空間站工作。

空間站，一個充滿想象力和科技應用之所在。

科學史家通常認為，太空旅行這一概念的開創性飛躍出現在1783年。這一年，法國的約瑟夫-米歇爾·蒙戈爾費和雅克-艾蒂安·蒙戈爾費兄弟發明了熱氣球。這是人類第一次通過技術手段，借助一種科技裝置離開地球表面。盡管第一個載有乘客的熱氣球只飛到大約91米的高度，航行了8千米左右，但是對于極富想象力的人來說，飛往地球以外的空間和其他星球的可能性，不過是程度大小的問題罷了。

空中留置的載人飛行物的最早構想，也許可以追溯到英國作家喬納森·斯威夫特的著名諷刺小說《格列佛游記》（1726）所描寫的勒皮他島。這個“飛島”，是一個直徑為7.2千米的圓形島嶼，它依靠一種名為“磁力懸浮”的力量，能永久地懸浮在地球的上空。

然而，真正跟空間站沾邊的設想，直到斯威夫特之后大約150年才出現。1870-1871年間，美國作家愛德華·埃弗雷特·黑爾在《大西洋月刊》上發表的科幻小說《磚月亮》，描述了一個人造的空間導航臺，即人造衛星磚月亮。

小說主人公稱：一個容易看得見的物體在一個閉合的軌道上繞地球而旋轉，對于航海者將具有很大的價值。為此他設想用磚砌成一個直徑為61米的磚月亮，利用一個巨大的飛輪旋轉時產生的慣性力將其送入近地軌道。這被看作是人造地球衛星的首次構想。黑爾不僅預見到了空間站的存在，還預見到它將在多個領域起到輔助作用，如導航、大地測量、測繪、偵察勘測、通信、海洋監測、生物科學、氣象學、人類居住和軌道交會等。

其實，人造衛星的原理并不深奧。早在1687年，牛頓就在其經典名著《自然哲學的數學原理》中論證過，有可能以極大的初速度拋出一顆不再落回地球的物體。這種探討實際上就已表達了人造地球衛星的原理及其實現的可能性（雖然牛頓沒有這樣用詞）。

19世紀末20世紀初，俄羅斯的“業余科學家”齊奧爾科夫斯基也已萌生了人造地球衛星的思想。他大約從1896年開始撰寫的一部科學幻想小說《在地球之外》，于1916年曾在一家雜志上連載。它講述的是20名不同國籍的科學家和工匠乘坐火箭飛船到太空旅行的故事。

小說頗有預見性地敘述了飛船里種種有趣的生活情景，還描繪了太空城移民社會的畫面，其中不少場景簡直就是后來所發生真實情節的翻版。齊奧爾科夫斯基實際上也提出了空間站概念，即設想宇航員可以在太空開展大量有用的活動。他還建議在太空旅行中采用密閉的生態系統，設想制造出輪胎形空間住宅，以自旋產生人造動力。

第一個認真嘗試“設計”空間站的人，則是奧地利軍人赫爾曼·波托奇尼克（筆名赫爾曼·諾丁）。1928年，他描述了一個繞軌道運行的“天空實驗室”，幾乎預言了今天空間站的所有細節。1929年他的設想首次用英文發表時，由傳奇畫家弗蘭克·R.保羅配了一幅插圖，這是以空間站為主題的第一幅彩色作品。

1952年，美國作家弗萊徹·普拉特和畫家杰克·柯金斯提出了第一個非旋轉的空間站設計方案。通常認為，沒有旋轉提供的人造重力，空間站中的乘員在其中會處于失重狀態。大多數早期的空間站設計者都認識到，為了防止出現長期的健康問題，重力是必不可少的。

德國著名的火箭專家沃納·馮·布勞恩也意識到了這一點。他在20世紀50年代構想的空間站是一個直徑76米的巨大轉輪，可以容納幾百人，以每分鐘旋轉3次來為空間站中的工作人員提供人造重力。

在1977年發表的《開拓空間》一書中，美國普林斯頓大學的物理學家杰勒德·奧尼爾提出了在空間殖民的主張。他建議就近建造空間站，以之作為宇航中轉站，也可以作為建造和發射宇宙飛船的基地，或作為太空中的科學實驗站，當然也可以作為人在太空中的居所。

而今，伴隨著太空之旅可以想見的商業化，已有人預測，空間站的下一個輝煌的時代，很有可能會是與旅游一起開創的。

標簽： 人造重力 人造地球衛星 齊奧爾科夫斯基