近年來，在國際空間站老化的背景下，許多老牌或者新興的航天公司看準(zhǔn)時機，主動向早有為國際空間站退役后做打算的美國宇航局給出了自己的方案，希望獲得青睞。美國宇航局也順?biāo)浦弁瞥隽私剀壍郎虡I(yè)開發(fā)計劃，推動的方式有兩種，一種是推進目前國際空間站的商業(yè)化利用，讓更多的民營企業(yè)可以參與到國際空間站的運營中；而另一種則是與這些愿意合作的航天公司一起共同搭建商業(yè)空間站。美國宇航局稱這些空間站為“商業(yè)近地軌道目的地”。

2021年12月3日，美國宇航局在其官網(wǎng)上發(fā)布公告，對外公布了3個受到美國宇航局資金資助的商業(yè)空間站方案。

這3個方案由3個不同的團隊進行設(shè)計：由藍色起源公司和山脈空間公司團隊設(shè)計的軌道礁空間站獲得1.3億美元資助；由納米支架公司團隊設(shè)計的星空實驗室空間站獲得1.6億美元資助；由諾格創(chuàng)新公司設(shè)計的一個尚未命名的大型空間站獲得1.25億美元資助。除了這3個空間站，在2020年就與美國宇航局達成合作的公理航天公司和新興的浩瀚公司也正在緊鑼密鼓地籌劃著自己的空間站，這兩家公司正在試圖爭奪“世界上第一個商業(yè)空間站”的名號。

軌道礁空間站

軌道礁空間站僅從渲染圖中就可以看出，這是一個巨大的空間站。從目前官方給出的最新渲染圖上，能看見超過10個大型艙段，其中還有3個巨大的充氣式艙段。

軌道礁空間站渲染圖

根據(jù)山脈空間公司合作方的數(shù)據(jù)，僅一個充氣式艙段內(nèi)部將能夠有300立方米的空間，在充氣后其外殼直徑將達到8米左右。在其渲染視頻中，某一個充氣式艙段會成為一個培育植物的大型溫室。

在空間站外部，有4對巨大的太陽電池帆板來支持空間站的用電需求。根據(jù)演示視頻，空間站的艙段上還特地開了許多窗戶，窗戶面積之大和之多在空間站設(shè)計中前所未見。很明顯，設(shè)計團隊想要將其打造成一個近地軌道旅游目的地。他們認(rèn)為其最終將會成為一個類似村莊的地方，每一個人都可以在空間站中遵循他們喜歡的生活方式生活，無論是科研工作者還是普通游客，都可以在這個“不受束縛”的近地軌道棲息地里居住。

軌道礁空間站窗戶

在其第一階段建造中，空間站將能維持6人規(guī)模的乘員組，在第二階段完成后將能滿足10人的居住需求。首個艙段的發(fā)射時間預(yù)計為2027年，但是之后十余個艙段的預(yù)計發(fā)射時間仍然未知。這也是目前所有商業(yè)空間站中唯一內(nèi)部空間將有可能大于國際空間站的空間站。

軌道礁空間站的設(shè)計團隊由藍色起源公司和山脈空間公司兩家主要公司和若干其他業(yè)務(wù)合作伙伴組成。其中藍色起源公司將提供發(fā)射空間站艙段的火箭——新格倫火箭。這是一型由藍色起源自研的重型火箭，該火箭目前仍未首飛，首飛時間未知，進展也不明。而另一家名為山脈空間公司，主要從事航天器的生產(chǎn)制造。該公司于2021年4月成立，是由內(nèi)華達山脈公司——一家長期參與美國航空航天業(yè)的公司，為了未來商業(yè)航天市場而單獨成立的一家公司。如今其仍在為內(nèi)華達山脈公司從事各種硬件制造業(yè)務(wù)，正在進行美國宇航局商業(yè)補給服務(wù)的追夢者號航天飛機的制造，還有軌道礁空間站的艙段設(shè)計與制造。

在合作伙伴中，“亞馬遜”“波音”“三菱重工”紅線公司等4家公司較為值得一提。貝索斯創(chuàng)立的亞馬遜公司作為世界知名的電子商務(wù)公司，其在供應(yīng)鏈管理上有著十分豐富的經(jīng)驗，這也是其在項目中的主要作用；波音公司將為空間站提供天地往返工具——星際線飛船，同時為空間站提供科學(xué)模塊和維護運營等服務(wù)；日本三菱重工公司在2022年3月宣布參與到軌道礁空間站項目中，并與山脈航天公司簽署技術(shù)合作協(xié)議，但是各方都沒有透露具體的合作內(nèi)容，據(jù)推測三菱重工公司將會為項目提供一些技術(shù)服務(wù)。

“三菱重工“是國際空間站上日本希望號實驗艙的制造商之一，其空間站艙段的制造經(jīng)驗應(yīng)該會讓參與各方獲益匪淺；紅線公司也是一家長期參與美國航空航天業(yè)的公司，雖然相對來說并不知名，但是其在美國航空航天業(yè)扎根頗深，最近在國際空間站上部署完成的6個iROSA柔性太陽能電池板，就是由紅線公司旗下的子公司之一制造的。在空間站項目中，紅線公司將進行有效載荷和空間站可部署結(jié)構(gòu)的制造，并為微重力研究、開發(fā)和制造提供支持。

星空實驗室空間站

相較于較為復(fù)雜的組裝式空間站，納米支架公司單體式的星空實驗室空間站看起來就要簡單得多，不需要在軌組裝的步驟。

星空實驗室空間站渲染圖

從目前的渲染圖來看，整個空間站由3個部分組成。最尾部為設(shè)備段，除了推進組件和一個對接口外，其上安裝還安裝有4個大型太陽能電池帆板，可提供最高60千瓦的電力，并整合有空間站的推進裝置。中間為節(jié)點艙，該艙段上有對接口，還有一個小型的貨物氣閘艙，在其外部還有一個可用于部署微小衛(wèi)星或?qū)嶒炤d荷安裝到空間站外部的機械臂。空間站的核心部分是一個大型充氣式艙段，最前端還有一個對接口。據(jù)透露，該艙段的內(nèi)部容積將達到340立方米，內(nèi)部將被劃分為多個不同的功能區(qū)間，在建成后可支持4人乘員組在空間站中生活。

根據(jù)計劃，該空間站將在2027年發(fā)射，2028年進入運營狀態(tài)，目前仍不清楚該空間站將會由哪一款火箭來執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，也未透露用于運營的載人飛船等更多相關(guān)信息。

為了完成這個空間站，納米支架公司還聘請了一位前美國宇航局官員馬歇爾·史密斯來作為監(jiān)督掌管工作，他在從美國宇航局退休前曾參與了阿爾忒彌斯計劃的載人任務(wù)規(guī)劃。

納米支架公司創(chuàng)始人為杰弗里·曼伯，是美國最早期的民營航天企業(yè)家之一。上世紀(jì)80年代末，他行走于政商兩界之間，受里根政府的邀請，在美國與蘇聯(lián)之間搭起了溝通的橋梁，為蘇聯(lián)航天事務(wù)的商業(yè)化做出了貢獻。蘇聯(lián)解體后，他參與到俄羅斯能源公司對于蘇聯(lián)太空遺產(chǎn)的私有化改造中，成為了目前唯一曾在能源公司中成為正式員工的美國人，他曾幫助協(xié)調(diào)俄羅斯的和平2號空間站和美國的自由號空間站的合并，為國際空間站的誕生做出了巨大貢獻。從俄羅斯離開后，杰弗里·曼伯在海外行商多年，最終在2009年回到美國創(chuàng)立納米支架公司，重新回歸到太空相關(guān)的事務(wù)中。納米支架公司在2021年5月被旅行者空間公司完全收購，成為其子公司之一。

納米支架公司主要提供各種各樣的太空服務(wù)，比如幫助客戶在國際空間站中進行微重力實驗，使用該公司對接于國際空間站上的主教號氣閘艙進行微小衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)等等。值得一提的是，該公司還曾與我國有過接觸。2015年8月，納米支架公司與北理工鄧玉林教授團隊進行了合作，2017年6月4日，團隊所研制的DNA相關(guān)研究載荷由獵鷹9火箭托舉升空，搭乘龍飛船成功到達國際空間站，完成了中美國際空間站合作“零”的突破。2017年8月27日，杰弗里·曼伯代表公司來到北京理工大學(xué)與學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)會晤，并表達了進一步深化合作的意圖。

在合作伙伴中，除了母公司旅行者空間公司外，還有3個重要的合作方。首先是洛·馬公司，該公司將作為星空實驗室空間站的技術(shù)集成方，領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)空間站上最重要的大型充氣式艙段。在空間站進入軌道并開始運營后，洛·馬公司將繼續(xù)運營其負責(zé)的部分并持續(xù)提供維護等服務(wù)。歐洲空中客車防務(wù)與航天公司將提供技術(shù)設(shè)計支持和專業(yè)知識，幫助擴展空間站的使用場景，幫助歐空局等合作伙伴開展微重力實驗。第三個合作方在一眾合作方中則顯得格外特別，希爾頓國際酒店集團將會為星空實驗室空間站進行內(nèi)飾設(shè)計，為進駐空間站的人們打造一個宛如五星級酒店的居住環(huán)境。

諾格創(chuàng)新公司空間站

諾格創(chuàng)新公司目前還未公布合作公司和空間站名稱，也未透露發(fā)射空間站用的火箭。不過該公司已經(jīng)在多個渠道上放出了這一型空間站的各種技術(shù)參數(shù)和發(fā)射時間表。該空間站將由兩個大型艙段組成：“元素一”艙段和“元素二”艙段。

諾格創(chuàng)新航天公司空間站的渲染圖

“諾格”空間站

“元素一”艙段可以被分為3個部分，從頭到尾為居住艙A、居住艙B和服務(wù)艙。居住艙A將包含有3個對接口，在尾部的服務(wù)艙安裝有兩個大型太陽能電池帆板。居住艙B上安裝有兩個大型散熱板，在艙段的外部將有多個載荷安裝點，可用于安裝各種實驗載荷。

“元素一”艙段將能支持4名航天員在空間站中生活。艙段的外部尺寸和內(nèi)部空間大小目前都未知，從其官網(wǎng)上的內(nèi)部渲染圖看，其內(nèi)部空間可能會類似于一個八面體。根據(jù)“諾格”業(yè)務(wù)發(fā)展主管，前航天員理查德·馬斯特拉奇奧的描述，“元素一”艙段將會在很大程度上借用天鵝座飛船的結(jié)構(gòu)，因此其直徑也應(yīng)該會與天鵝座飛船接近，天鵝座飛船也將用于空間站的貨運補給任務(wù)。根據(jù)諾格創(chuàng)新公司放出的消息，該艙段的設(shè)計還處于初期階段。該艙段計劃將于2028年發(fā)射并在軌道上單獨運營兩年，直到“元素二”艙段的到來。

“元素二”艙段在渲染圖上看要比“元素一”艙段大很多，但二者區(qū)別很大。除了同樣擁有兩個大型太陽能電池帆板和兩個大型散熱板，可以被分為3個部分外，在觀景設(shè)施上，“元素二”艙段在靠近接口的位置處有6個大窗戶。在接口方面，“元素二”艙段艙體上有5個對接口，比“元素一”艙段多兩個，大大增加了擴展性。并且艙體上的對接口不僅可以對接飛船，還可以用來對接一些擴展艙段。在人員的支持能力上，“元素二”艙段能支持4名航天員的生活，因此在“諾格”空間站建成之后，整個空間站將能夠最多支持8名航天員在上面生活。該艙段計劃于2030年發(fā)射，在對接上“元素一”艙段后，“諾格”空間站就將進入運營狀態(tài)。

公理航天空間站

公理航天空間站是幾個空間站中進度最快的一個。2020年1月27日，美國宇航局宣布，公理航天公司成功贏得了美國宇航局為國際空間站建造第一個商業(yè)艙段的招標(biāo)，這家成立于2016年的年輕公司成為第一個被允許為國際空間站建造商業(yè)艙段的公司。

公理航天空間站渲染圖

公理航天公司分別在2021年4月和2023年5月，與太空探索技術(shù)公司合作，使用其龍2載人飛船執(zhí)行了兩次前往國際空間站的商業(yè)載人任務(wù)，一點一點地為最終建成屬于自己的空間站做鋪墊。在未來的空間站建設(shè)中，公理航天公司也將會使用太空探索技術(shù)公司的獵鷹9火箭和龍2載人飛船來建設(shè)和運營空間站，波音公司的星際線飛船也可以與公理航天空間站對接。

公理航天空間站與其他商業(yè)空間站不同，由于公理公司有將商業(yè)艙段對接到國際空間站的許可，因此其建造過程也將全程發(fā)生在國際空間站上，在建造的條件上比其余的競爭者們要好了不少。根據(jù)公理航天公司目前的計劃，建造將分為以下4個階段：在2026年左右，首個艙段“公理居住地一號”對接到國際空間站和諧號節(jié)點艙的前向端口，開始第一階段運作，這一階段該艙段可以進駐乘員。一年后，在2027年左右，第二個艙段“公理居住地二號”將會對接于“公理居住地一號”的前向?qū)涌?，增加可支持的乘員數(shù)量并增加空間站的科研能力，開始第二階段運作。在2028年左右，第三個艙段“公理研究與生產(chǎn)設(shè)施”將會對接于“公理居住地二號”的右側(cè)對接口，大幅增加空間站的研究能力，并進行太空微重力生產(chǎn)研究，開始第三階段運作。與此同時，在“公理居住地二號”的底部對接口上還會安裝上一個類似于國際空間站穹頂艙的艙段，但是會比穹頂艙更大。在2030年之前，一個巨大的散熱和能源模塊就會對接在“公理居住地二號”的頂部對接口，其中間部位為散熱板，頂部有4對巨大的柔性太陽能電池帆板，為空間站提供散熱并大幅增加空間站的電力供應(yīng)。此時空間站就已經(jīng)擁有了完全獨立運營的能力，隨時可以脫離國際空間站獨立運作。

公理航天空間站內(nèi)飾

公理航天空間站在乘員舒適性上下了不少功夫。空間站乘員臥室的內(nèi)部由法國建筑師兼設(shè)計師菲利普·斯塔克設(shè)計，根據(jù)渲染圖效果，乘員臥室的墻壁上覆蓋著簇絨填充物，墻壁上鑲嵌著變色LED燈，將為乘員們提供一流的居住體驗。

近地軌道多空間站的未來

曾經(jīng)，空間站作為人類進入太空的前哨站，由于其建造和運營成本昂貴，自費進入太空游玩的太空游客和商業(yè)飛行可以說是少之又少，而隨著可回收火箭等航天技術(shù)的突破帶來的航天發(fā)射和飛行成本的大幅降低，越來越多的個人和公司愿意將錢投入到近地軌道經(jīng)濟中。同時隨著國際空間站的日漸老化，美國宇航局等各國的航天機構(gòu)也需要在國際空間站退役之前的時間里找到替代品。這些來自民間和官方的需求就是這些商業(yè)空間站項目能夠啟動的大環(huán)境。未來，以這些大大小小的空間站為平臺而發(fā)展起來的近地軌道經(jīng)濟將會成為現(xiàn)實。

目前的近地軌道上只有兩個空間站：國際空間站和中國空間站。2023年5月30日，神舟十六號乘員組進入軌道之后，在軌道上的總?cè)藬?shù)創(chuàng)下了17人的紀(jì)錄。而隨著商業(yè)空間站在將來進入軌道投入運營，這一記錄將很快被打破。

我們還可以簡單算一算，假設(shè)這些商業(yè)空間站都能按時進入軌道，那么在2030年之前人類會有多少個空間站？已有的國際空間站、中國空間站，加上未來在美國阿爾忒彌斯計劃中使用的月球門戶空間站，再加上這些商業(yè)空間站，多空間站并存的情景或許將在不遠的未來成為現(xiàn)實。

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