【美国国家航空航天局低地球轨道空间站过渡计划面临关键抉择与重大风险】美国国家航空航天局(NASA)正计划在2030年底前将政府所有的国际空间站(ISS)退役并引导其脱轨,逐步过渡到由商业公司拥有和运营的低地球轨道(LEO)空间站。根据美国政府问责局(GAO)于2026年6月17日发布的报告,NASA的最终目标是作为众多客户之一,向商业空间站供应商购买低地球轨道服务。为了刺激商业空间经济并与商业公司展开合作,NASA于2019年设立了商业近地轨道开发计划(CLDP)。目前的美国政策要求保持人类在低地球轨道持续驻留和行动的无间断能力,以确保美国在太空中的参与度和领导地位。目前,NASA正与六家商业公司合作推进其商业空间站的初步设计。维护和运营国际空间站目前面临巨大的财政负担。NASA每年需花费约30亿美元来维持空间站的运转,其中人员和货物运输费用占总成本的约60%,且未来几年这一成本可能会继续增加。尽管最新的结构健康分析表明,国际空间站的主要结构在2028年前运行具有较高的置信度,NASA官员也表示若有需要其寿命有信心延长至2030年代后期或2040年,但随着空间站不断老化,维护和修理将面临更大挑战。目前国际空间站的运行时间已远超最初设计的15年,NASA监察长办公室在2024年的报告中指出,随着行业转入空间站退役准备阶段,供应商正在减少或停止关键部件的生产,未来继续获取空间站所需的备件将变得更加困难。在过渡时间表与技术执行方面,截至2026年3月,NASA计划在2027年评估是否在2029年发射美国脱轨航天器(U.S. Deorbit Vehicle)以启动国际空间站的脱轨程序,或者进一步延长其运营时间。该脱轨航天器由SpaceX的龙飞船(Dragon)演变而来,具备对接和交会能力,并配有具备推进能力的舱体,用以引导国际空间站受控下降并通过大气层。预计在2028年初至中期,国际空间站将在地球自然大气阻力与俄罗斯舱段执行的再入机动共同作用下开始降低轨道。2029年中期发射并对接脱轨航天器后,最终在2030年底或2031年初由该航天器执行再入点火,推动国际空间站进入地球大气层并坠入偏远海域,以最大程度降低对人口稠密地区的风险。部分国际空间站和脱轨航天器的碎片预计将在再入过程中解体并落入远洋。然而,NASA的采购策略在近期发生了多次变动,导致过渡计划尚处于调整之中。2025年8月,NASA代理局长签署了一项指示,旨在既定预算框架内加速向商业空间站的过渡。随后在2026年3月,出于对经济承受能力的担忧,NASA提出了一项替代采购方案并向工业界征求信息。该方案提议开发一个由政府所有的核心舱(Core Module),该核心舱包含推进、初始电力、通信、数据处理、导航、软件、基本人员居住以及热控功能。核心舱将首先发射并与国际空间站对接,之后发射两个商业舱段并与其连接。商业舱段将提供研究、居住和储藏空间,并可存储从国际空间站转移的硬件。在连接期间,核心舱和商业舱段可共享国际空间站的电力等资源。在与国际空间站分离后,核心舱将独立升级为核心空间站(Core Space Station),成为一个新的由NASA所有、自主运行的自由飞行平台,并计划后续增加电力与冷却舱(Power and Cooling Module)。NASA官员表示将在2026年夏季对这两种过渡方案进行评估,以决定最终走向。目前,共有六家商业公司正在与NASA商业近地轨道开发计划合作开展空间站设计,且各具不同的设计特色。其中,公理太空(Axiom Space)于2020年获得了一项目前价值1.4亿美元的合同,允许其在国际空间站上加挂商业元件,并在后续分离以建造自由飞行空间站。蓝色起源(Blue Origin)于2021年获得了价值1.72亿美元的有资助空间法协议(SAA),用于开发名为轨道礁(Orbital Reef)的混合用途商业园区低地球轨道架构。内华达山脉空间(Sierra Space)于2023年获得了一项无资助空间法协议,用于开发名为开拓者(Pathfinder)的空间站,该空间站采用可膨胀织物材料,充气后可形成刚性结构,计划通过单次发射实现完整功能。SpaceX于2023年签署了无资助空间法协议,与NASA合作推进其集成了星舰(Starship)作为运输和商业空间站元件的低地球轨道架构。星际实验室(Starlab Space)于2021年获得了2.18亿美元的有资助空间法协议,计划通过单次发射将包含大直径金属居住舱、对接节点、动力与推进元件及外部机械臂的空间站送入轨道。广袤太空(Vast Space)于2023年签署了无资助空间法协议,为其微重力和人造重力空间站(包括避风港1号(Haven-1)和避风港2号(Haven-2)商业空间站)开发所需的技术与运营能力。过渡进程目前面临多重严峻风险,可能导致低地球轨道出现人类驻留空白。首先是紧迫的时间表,NASA期望商业公司在2030年前完成空间站的建造、发射并完成载人轨道演示。然而,历史数据表明NASA自2010年以来发射的大型项目从立项开发到发射平均耗时超过5年,按此规律商业空间站更可能在2031年才能具备初始能力。此外,由于2025年联邦政府停摆及新局长确认等因素,NASA延迟了第二阶段采购的最终提案公告发布。其次是预算与人力资源限制,在2026财年至2031财年期间,NASA预计可提供约10亿至15亿美元的资金,这在2026年3月被官员证实可能仅够支持一家商业空间站的开发,而非此前预期的两家或更多。程序上,商业近地轨道开发计划曾因预算限制和机构级招聘冻结而在2025财年暂停了团队扩充,并因延迟辞职计划流失了部分人员,直到2026年2月才填补了部分高级管理职位。在运行与维护方面,国际空间站本身的健康问题与交通工具可用性同样存在风险。国际空间站俄罗斯舱段的过渡通道存在裂纹并导致漏气,尽管截至2026年2月已使用密封剂进行了缓解,但引发裂纹的根本结构问题依然存在。同时,保持至少三名机组人员在轨进行出舱活动和日常维护,以及每年稳定进行四到五次货物运输飞船发射,对于维持空间站运行及后续受控脱轨至关重要,否则空间站可能因失去关键功能而面临失控坠落的风险。在运输载具方面,目前SpaceX的载人龙飞船(Crew Dragon)是唯一通过NASA认证的载人航天器,波音公司的星际客机(Starliner)仍在认证过程中;货运载具则依赖货运龙飞船(Cargo Dragon)和诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座(Cygnus)飞船,未来还可能在内华达山脉空间的追梦者(Dream Chaser)货运飞船成功发射后向其订购补给服务。过渡到商业空间站期间,最初的研究能力预计会比国际空间站当前的规模有所下降,现阶段国际空间站每六个月的常规任务期内可开展约两百项科学调查。美国政府问责局警告,若低地球轨道出现人类驻留中断,将带来严重的潜在后果。这不仅会削弱商业低地球轨道经济的生命力,导致相关运输、研究和制造企业的商业模式难以为继甚至倒闭,还会导致基于微重力环境的科学与技术研究中断,从而拖延向月球和火星派遣宇航员的风险降低活动。此外,这也将威胁美国在低地球轨道的领导地位,因为中国已经通过其天宫空间站实现了人类在低地球轨道的持续驻留。鉴于NASA需要在2027年做出是否按计划在2030年让国际空间站脱轨的决策,且任何延迟决策都意味着NASA及其国际伙伴需要时间来争取额外资金、订购更多飞船以及采购备件,美国政府问责局最终提出两项建议:NASA应评估低地球轨道出现持续驻留中断的可能性和潜在持续时间并制定缓解计划;同时,NASA应将用于评估在2030年按计划退役空间站还是延长运营的决策流程和相关考量因素进行正式文件化记录,以提高决策的透明度与科学性。
