导读：随着国际空间站于2030年接近其使用寿命终点，美国国家航空航天局(NASA)计划过渡到新的近地轨道(LEO)商业空间站，以继续利用其独特的微重力环境和研究优势。NASA正在采用分阶段的方式来支持商业拥有和运营的近地轨道空间站的设计、开发和演示，NASA和其他客户可以从这些空间站购买服务，并刺激微重力市场商业活动的增长。
一、NASA商业空间站分阶段计划
美国国家航空航天局(NASA)计划通过其商业近地轨道开发计划(CLD)，用商业建造的空间站取代国际空间站。
1、第一阶段
在第一阶段，美国国家航空航天局(NASA)正通过资助协议和非资助协议，支持多个商业空间站及其他商业能力的研发工作。
2020年，NASA授予Axiom Space一份合同，要求其提供至少一个可居住的商业舱段，该舱段将连接到国际空间站。
已完工的Axiom Space空间站的渲染图，其中包括有效载荷动力热控舱、1号居住舱、气闸舱、2号居住舱以及科研制造设施
2021年，NASA与蓝色起源、诺斯罗普·格鲁曼公司及Starlab公司签署《太空法案协议》，共同推进商业空间站设计方案。诺斯罗普·格鲁曼公司随后退出该协议，转而加入支持Starlab Space的项目。蓝色起源与Starlab Space正致力于开发可直接进入近地轨道的商业空间站。《太空法案协议》旨在通过NASA提供技术专长、评估、经验教训、技术和数据，推动商业航天相关事业的发展。NASA为商业实体提供技术和资金援助，支持其开发并完善执行任务的解决方案。
2023年，NASA通过第二轮“商业航天能力合作计划”选定蓝色起源、诺斯罗普·格鲁曼、Sierra Space、SpaceX、Special Aerospace Services、ThinkOrbital及Vast七家企业建立合作关系，共同推动商业航天事业发展。这种结构化的NASA专业知识共享模式，在消耗极少政府资源的同时，有效培育了对构建强大低轨经济至关重要的能力发展。
2、第二阶段
在第二阶段，NASA计划通过多项资助的《太空法案协议》，支持行业对商业空间站的设计与验证。NASA计划于2026年初授予多份第二阶段资助的《太空法案协议》。
通过全面公开竞争选定的第二阶段资助协议将包含三年基础期，可选里程碑最长可达五年，并按完成里程碑支付款项。里程碑至少包括关键设计审查准备就绪及进行至少30天、四人乘员的在轨演示。
3、第三阶段
NASA针对商业空间站的战略将第三阶段达到顶峰，该阶段将采用基于《联邦采购条例》的合同，通过充分公开的竞争采购空间站服务。此最终阶段还将提供正式的设计验收与认证，确保满足NASA的安全要求。第三阶段的更多细节仍在制定中。
商业近地轨道(LEO)开发(CLD)项目各阶段时间线
二、Vast公司Haven-1单模块空间站
总部位于加利福尼亚州的Vast公司计划于2026年5月发射世界上第一个商业空间站——Haven-1。Haven-1采用单模块设计，作为简单的概念验证，旨在轨道上运行三年，以支持由四名宇航员组成的乘组执行四次为期两周的任务。Haven-1配备科学实验室，能够支持微重力研究和半导体等技术的制造。Haven-1可供私人和政府任务使用。
Haven-1渲染图
Haven-1的直径为4.4米，居住空间为45立方米，约为国际空间站(ISS)的八分之一。它将由SpaceX的猎鹰9号火箭发射入轨，首批宇航员将在空间站入轨几个月后乘坐SpaceX的载人龙飞船前往。Haven-1内部设计包括一个1.2米的穹顶窗、一张可展开的公共餐桌、每个船员的私人睡眠空间以及由星链提供的高速互联网连接。
Haven-1内部空间
Vast公司投资建设了自己的设施，不仅能够生产Haven-1模块，还能每年生产两个更大的Haven-2模块——Haven-2是国际空间站的潜在继任者，Vast目前正处于规划的早期阶段。2025年Vast公司完成了Haven-1验证版的建造——该版本并非用于飞行，仅用于地面测试——并对其结构进行了加压和发射受力等方面的测试。Haven-2的规模将远大于Haven-1，采用模块化组装。如果Haven-2计划在2026年NASA商业近地轨道开发计划第二阶段获得批准，其首个模块预计将于2028年由SpaceX星舰发射升空。
三、Nanoracks公司Starlab空间站
2025年夏，Nanoracks公司的商业空间站“星际实验室”(Starlab)完成了其空间站架构和系统的初步设计及安全审查，接下来将启动详细设计和硬件开发，以及关键设计评审。
Starlab概念图
Starlab空间站由一个直径和高度均约为8米的大型钢制外壳模块组成，包括一个服务舱和一个居住舱。该空间站设计可容纳4人，也可临时容纳8人，容积为340立方米。空间站还配备60千瓦的动力推进装置、用于货物和外部有效载荷服务的大型机械臂。Starlab的核心是空客LOOP多用途轨道舱。该设计采用多层结构，通过中央隧道连接，隧道周围环绕着温室，为宇航员提供充足的空间进行科学研究、锻炼和休闲活动。Starlab也已开始建造一个全尺寸、高保真度的空间站模型。该模型将安置在NASA约翰逊航天中心的航天器模型设施内，用于人机交互测试。
LOOP多用途轨道舱
Starlab的一个关键设计特点是它能够通过超重型运载火箭的一次飞行，以完全体形式进入轨道：SpaceX星舰已被选中执行其发射任务。这样一来，Starlab空间站就可以在地面完成所有设备安装，一旦进入轨道，将在几周内投入运行。
此外，Starlab还完成了对系统设计架构、采购计划以及诺斯罗普·格鲁曼公司天鹅座飞船对接系统设计的审查。2023年，诺斯罗普·格鲁曼公司与Starlab合作，为商业空间站提供货物物流服务和工程咨询。
四、Axiom Space公司Axiom Station模块化空间站
Axiom Space公司设计的Axiom Station模块化空间站计划用于商业航天活动和太空旅游。
Axiom Station效果图
2020年，NASA授予Axiom公司一份价值1.4亿美元的合同，负责在2026年前将一个居住舱模块(Hab-1)安装到国际空间站上。该公司将Hab-1的结构建造外包给了意大利的泰雷兹阿莱尼亚宇航公司。在建造接近尾声、准备运往休斯顿进行内部装配之际，2024年底，Axiom Spac调整了其空间站部署计划，计划首先安装有效载荷、电力和热模块(PPTM)。NASA提出变更要求是基于国际空间站的离轨时间安排、空间站需为SpaceX脱轨飞行器提供支持，以及希望最大限度挽救空间站设备和科研成果的考量。原计划将Axiom的Hab-1舱段与SpaceX的脱轨飞行器同时对接至同一端口(前端口)，这将导致需要耗费大量时间和成本更换适配器以兼容两艘航天器。PPTM将使用ISS的其他对接端口(节点1或节点2的底部端口)，使该模块能与脱轨飞行器共存，并简化运行路线。NASA及其他ISS合作伙伴将利用PPTM在脱轨前转移昂贵的研究设备。相比Hab-1，PPTM将为ISS设备提供更大的存储容量,这将有助于保护硬件，并允许继续在国际空间站上进行研究和实验。PPTM预计最早于2027年完成集成并发射，它将成为国际空间站退役前唯一获准对接的商业模块。
Axiom Station部署路线图
Axiom空间站的下一模块Hab-1最早于2028年发射。Hab-1发射升空并与PPTM对接后将形成一个商业空间站，可以独立于国际空间站进行作业。最终，其他模块将连接到Axiom Station：一个气闸模块(AL)、另一个居住模块(Hab-2)和一个研究与制造模块(RMF)。
五、蓝色起源公司和Sierra Space公司Orbital Reef空间站
2021年10月25日，蓝色起源公司宣布将与Sierra Space公司合作，建造一个名为“轨道礁”(Orbital Reef)的“多功能太空商业园区”，旨在开拓多个太空新市场，为科研、工业、国际和商业客户提供具有成本竞争力的端到端服务，包括太空运输和物流、太空居住、设备安置以及包括宇航员在内的各项运营。
Orbital Reef效果图
Orbital Reef空间站在初期阶段可同时容纳十人，居住空间为830立方米。Orbital Reef最重要的组成部分是由Sierra Space公司提供的大型集成柔性环境(LIFE)充气模块，实验室、厨房、花园和睡眠区都将设于其中。Orbital Reef距离完工还很遥远，最乐观的估计也认为它要到2027年才能发射。2025年4月，NASA使用由蓝色起源公司组装的每一层的独立模型，进行了人机交互测试。Orbital Reef空间站的进度落后于其他竞争项目并不令人意外，因为其两家母公司都忙于其他项目。Sierra Space一直在忙于其首架追梦者(Dream Chaser)航天飞机“坚韧号”(Tenacity)的研发。与此同时，蓝色起源终于在2025年1月将其首枚新格伦(New Glenn)火箭送入轨道，并在推进后续几枚运载火箭发射计划的同时，也在为其首艘“蓝月号”(Blue Moon)月球着陆器做准备。新格伦火箭将用于发射Orbital Reef的大型核心舱段。
Orbital Reef模块介绍
六、现状总结及预期
尽管Vast的迅猛发展势头可能使其Haven-1成为美国首个商业空间站，但该公司在第二阶段的竞争中仍有长路要走。不过，抢占先机或能帮助Vast在这个尚未定型的研究市场中确立立足点，甚至连空间站有限的实验舱位都可能因国际空间站过度饱和的需求溢出而供不应求。若Haven-2在2028年的部署计划切实可行，Vast在NASA眼中或将获得与Axiom平分秋色的地位。
从技术层面看，Axiom目前显然处于领先地位，其用于接替国际空间站的飞行硬件已进入集成阶段。凭借多次私人航天任务积累的载人航天运营经验，该公司在第二阶段竞争中占据优势，乍看似乎是稳妥的选择。但《福布斯》等媒体过去一年的报道揭示了其财务困境——该公司曾数次为任务资金筹措而挣扎。Axiom空间站或许技术最成熟，但其显然不稳定的财务状况，让人质疑其独立运营整座空间站的能力。
相比之下，Starlab已获得国际供应商的飞行预订，成功争取这些用户可能成为第二阶段评审的关键优势，且Starlab的技术成熟度正快速追赶同行。若能持续达成设计里程碑，它将为NASA提供坚实可靠的选择——更重要的是，这个选择无需经历长达数年的在轨组装过程。
Orbital Reef项目因进展迟缓已明显落后。虽然没有证据表明其技术层面存在困难，但相较于竞争对手表现出的紧迫感缺失，可能在NASA进行第二阶段资金分配时使其陷入重大劣势。
在国际空间站退役之前，美国将无法准备好具备完整能力的直接“继任者”。与此同时，我国的天宫空间站已全面运行并积极寻求国际合作，影响力日益增强。
随着马斯克和此前被提名的NASA局长人选艾萨克曼均已失宠于特朗普，在持续的不确定性困扰NASA的情况下，国际空间站的退役计划将如何推进实难预料。若没有NASA稳定的投资与支持，这些商业公司中恐怕没有一家能独立维持其空间站的运营。可以明确的是，NASA下一代轨道实验室的选拔，不仅取决于设计者的技术水平，同样受制于政治环境。
主要参考资料
[1] Commercial Space Stations——NASA
[2] Where are America’s Commercial Space Stations in 2025?
[3] The world’s first commercial space station is getting closer to launch
[4] NASA Sees Key Progress on Starlab Commercial Space Station
[5] Axiom Space gets ready for its commercial space station
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