自2001年俄罗斯的“和平”号空间站退役后,在很长的一段时间里,国际空间站成为全球唯一的太空实验室。2022年底,“天宫”号空间站正式宣告建成,我国有了自己的空间站。于此同时,服役了近20年的国际空间站也迎来了大限,它将于2026年10月开始返回地球,在2031年1月脱离轨道,坠入南太平洋无人居住海域。

如果到时没有新的空间站出现,太空上很可能只剩下天宫这一棵独苗。航天一向是烧钱的工程,国际空间站的建设集多国之力才建成,花费巨大,超过上千亿美元。我国的天宫是独自建设,花了多少钱呢?

国际空间站造价超1500亿美元

国际空间站的构想源于冷战时期的太空竞赛。上世纪80年代,美国提出“自由号”空间站计划,苏联则持续运营“和平号”空间站。随着1991年苏联解体,俄罗斯航天工业陷入困境,而美国也因航天飞机事故频发亟需降低成本。1993年,两国达成协议,将“自由号”与俄罗斯的“和平2号”计划合并,形成“阿尔法”国际空间站,后来随着加入的国家越来越多,最终命名为国际空间站。

项目初期由美俄主导,后逐步吸纳欧洲航天局、日本、加拿大和巴西等一共16个国家参与。这种合作模式突破了传统航天强国的技术壁垒,但也为后续建设埋下隐患——各国技术标准差异导致模块接口兼容性差,仅日本实验舱与俄罗斯舱段对接就需额外改造,显著增加了建设成本的支出。

国际空间站的建设历时13年,1998年12月,俄罗斯“曙光号”功能货舱和美国“团结号”节点舱相继升空并成功对接,标志着国际空间站首个模块组合体诞生。2000年11月,首批3名宇航员进驻,开启人类持续驻留太空的新纪元。此时空间站已具备基础生命支持系统,但活动空间仅76立方米,相当于一间小型公寓。

从2001年到2011年十年的时间,通过通过47次航天发射任务,逐步添加欧洲“哥伦布”实验舱、日本“希望号”实验舱等关键模块。至2011年航天飞机退役时,国际空间站的总重量达420吨,活动空间扩展至930立方米,相当于一架波音747客机的容积。空间站上的太阳能电池阵列展开后长达109米,发电功率达120千瓦,足以支撑6名宇航员长期驻留。

数据显示,在2011年全面投入运营时,国际空间站的造价就已经超过了1500亿美元,美国承担了8成多。加上后续的维护费用,国际空间站运行至今,其支出开支已经超过2000亿美元。

它的建造与运行成本之所以如此高昂关键是技术标准不统一导致部件兼容性差,返工和协调成本激增。此外,空间站内的仪器设备价格也是非常昂贵,一台阿尔法磁性光谱仪的造价高达20亿美元,一套厕所系统的价格高达1900万美元。可以说,空间站里的每一个部分,没有一件是便宜的。

现在,国际空间站的老化问题已经非常严重,每日漏气量达3.7磅,每年维护成本高达50亿美元,维护成本占年度预算的4成,按照计划,该空间站最初的服役期限为2015年,之后被延长两次。现在确实到了寿终正寝的时候了。

天宫建造成本不超560亿人民币

我国天宫空间站的建设可追溯至1992年,中国载人航天工程确立了“发射载人飞船-突破交会对接技术-建造长期驻留空间站”的“三步走”战略。2011年,天宫一号目标飞行器成功发射,标志着中国迈出空间站建设的第一步;2016年,天宫二号完成中期驻留验证,为后续任务奠定技术基础。

2021年4月,天和核心舱发射入轨,正式拉开天宫空间站主体建设序幕。2022年,问天实验舱与梦天实验舱相继对接,形成“T”字构型,宣告天宫空间站全面建成,可支持3名航天员长期驻留半年。

相较于国际空间站16国协作、耗时13年的建设周期,天宫空间站仅用18个月即完成在轨组装,其高效性得益于模块化设计与统一技术标准。例如,核心舱预留多个对接口,支持实验舱扩展和未来升级,避免了国际空间站因多国接口不兼容导致的返工与协调成本。

天宫空间站虽规模较小,总重96吨,活动空间110立方米,但通过技术迭代实现了多项超越,空间利用率超过85%。后续还可以扩展到2核心舱+4实验舱,总质量达到180吨以上,使用寿命20年,可以服役到2040年。

更为关键的一点是,跟国际空间站浩大的建设开支相比,我国的天宫号空间站预算没有超过80亿美元,意味着不到560亿人民币,可谓是花小钱大办大事了!