日前,有媒体报道,国际空间站在最近几个月发生了多起故障。截至目前,国际空间站的一些基础设施已经在轨运行了16年,部分设备已经老化损伤,它能否延寿服役到2024年,着实令各国担忧。那么,在浩渺的太空中,空间站是怎么维修的?难度大吗?
建站时间漫长 新舱段未到旧舱段老化
任何航天器都会随着在轨时间的增加而老化。受空间辐射的影响,空间站上的电子元器件会出现各种故障,直至最终失效。
例如,空间站上以太阳能电池阵为主的能源系统,其光电转换效率会随着使用时间的增长而越来越低,就连用于存储这些电能的蓄电池,随着充放电次数的增加容量也会不断下降,最终将难以满足空间站的用电需求。
一般来说,空间站的设计寿命都很难满足其最初设定的使用要求。越是复杂的空间站,其建设时间超出预定计划的情况越严重。
以国际空间站为例,其第一个模块——曙光号功能货舱在1998年就发射入轨,它的设计寿命在15年以上。但直到今天,16年过去了,原规划中国际空间站的最后一个模块仍然没有发射入轨。

舱内维修 生活易耗品占大头
虽然有上述不尽人意的因素,但空间站仍然在科学研究和工程技术领域取得了辉煌的成就。这其中,空间站的维修功不可没。从工程技术原理来说,像空间站这样人类构建的最复杂航天器,保持其长期运行不出问题是不可能的,从可靠性的实现上来说也完全不现实。
空间站的各种易损耗的系统和部组件,一般情况下都尽量配置在加压舱内,方便航天员的更换与维修。
在加压舱段的各种需要更换的设备中,用于维持航天员正常生活工作条件的环控生保系统是其中很大的一部分。这是由于空间站的空气循环需要各种各样的风机、过滤器和气体管路,空间站的水循环,包括尿液和生活用水的收集、处理等,也需要各式各样的泵、阀门和管路。
这些都是需要常年连续工作的设备,其损耗也非常快,所以在货运飞船对空间站的补给中,除了航天员每天需要的食物、水、氧气和其他生活必需品外,这些易耗品也占一定的比例。

舱外维修 航天员仍不可或缺
除了舱内的设备维修外,空间站的舱外设备也会出现故障。由于现代空间站有不止一套机械臂,可以在很多任务中替代航天员的舱外活动。而国际空间站上的新成员——机器人航天员,也可以替代相当一部分航天员的舱外活动。
不过,机械臂和机器人航天员并不能完全替代航天员,特别是一些非常精细复杂的操作,还需要由人来完成。
有统计表明,随着空间站服役时间的延长,维修操作在驻站航天员每天工作的比重会逐渐增加。
到了空间站寿命末期,航天员的相当大一部分精力将花费在每天对空间站的日常维护上。这也是很多人认为延长空间站的寿命还不如发射一个新舱段的原因。
然而,下决心建造一座新的空间站是件非常困难的事情,谈何容易。通过维修不断延长超期服役空间站的寿命,也许是人类每一个空间站的宿命。



