7月21日22時58分，俄羅斯在拜科努爾航天發射場，使用質子-M運載火箭，成功將科學號多功能實驗艙送入預定軌道，並將於7月29日21時26分對接國際空間站，用於擴展國際空間站的俄羅斯艙段。本次發射是質子號運載火箭的第425次發射，也是該火箭最後一次承擔國際空間站的發射任務，還是自2011年國際空間站完全建成後，俄羅斯首次部署大型艙段，未來或將成為俄羅斯新型空間站的核心艙。
質子-M運載火箭點火升空
一再推遲的實驗艙
俄羅斯科學號實驗艙建造於1995年，是當時國際空間站第一個模塊艙曙光號的地面備份艙。2004年，俄羅斯決定將備份艙改造成真正意義上的飛行模塊，為國際空間站上的俄羅斯艙段擴充一個新艙室。
「科學號」任務徽章
按照原計劃，「科學號」將於2007年使用質子-M火箭發射升空，但受政策、資金、技術問題等原因一再推遲。
目前，國際空間站上共有5個俄羅斯艙段，分別是曙光號多功能艙、星辰號服務艙、碼頭號對接艙，以及「搜尋號」和「黎明號」兩個小型研究模塊。
「曙光號」是國際空間站的第一個組件，負責提供電源、推進、導航、通信、姿控、溫控、充壓等功能。「星辰號」也是國際空間站的核心艙，是航天員生活和工作的主要場所。「碼頭號」有兩個對接口，一個與「星辰號」對接，另一個用於俄羅斯聯盟號載人飛船和進步號貨運飛船的對接。「搜尋號」和「黎明號」主要為艙內艙外的應用實驗提供支持。
此次發射的「科學號」長13米，直徑4.11米，質量20.3噸，氣密空間70立方米。該艙內部安裝有多種新的補充設備，將為科學實驗開展提供有利條件，利用其發動機可以對國際空間站進行姿態控制。該艙段還將取代「碼頭號」成為新的節點艙，提供貨運飛船和實驗艙的對接泊位。
俄羅斯公布的「科學號」結構圖
另外，「科學號」提供了貨物存儲空間，配置了生命保障功能，包括俄羅斯艙段的第三名航天員的床位和第二間廁所（「星辰號」中已有兩個床位、一間廁所）、水中氧氣再生系統和尿液中的水再生系統，這些都將改善航天員的生活條件。
該實驗艙還裝有一個氣閘室和一個遙控機械臂，它可以在俄羅斯艙外部移動，用於將氣閘室移出艙外或挪回艙內。
研製歷程心酸坎坷
「科學號」作為「曙光號」的備份艙，從1995年開始建造，到2000年已完成65%的研製進度，但受俄羅斯財政狀況影響，一直到2006年年底，俄羅斯科羅廖夫能源火箭航天公司與俄羅斯航天局（現俄羅斯國家航天集團公司）才簽署了多用途實驗室模塊的研製合同，「科學號」的研製再次走上正軌，並計劃在2009年發射。
質子-M火箭結構圖與「科學號」
然而，發射計劃經歷兩次延遲後，又被推遲到2014年。到了2012年，「科學號」已經完成了遙控機械臂、電纜線路、太陽能電池板和有效載荷的組裝，並對熱控、液壓、電動氣動系統和所有機械接口進行了測試，基本完成建造工作。到了2013年年底，科羅廖夫能源火箭航天公司在測試「科學號」時，發現推進系統出現泄漏問題，結果被退回修理，發射繼續推遲。
其間，俄羅斯經歷烏克蘭危機和內部意見分歧等事件的沖擊，導致「科學號」的發射進程又出現多次停滯。2016年年底，當科研人員決定再次啟動實驗艙建設時，又面臨新的問題。
由於「科學號」的研製和停放時間過長，很多設備開始出現老化，幾乎所有運行在艙外的推進劑管線、閥門都必須更換，發動機已經超過了保修期。同時，由於推進系統泄漏，為更換被污染的部分，機械臂和其他一些設備都被拆除，並進行了重新調整。
從前端節點艙看「科學號」內部空間
為降低風險，「科學號」發射後，首先進行為期8天的自主飛行，並實施4次軌道修正，同時檢驗推進系統性能。如果沒有出現泄露問題，「科學號」有兩次機會與國際空間站完成對接。
能否成為核心艙有待觀察
俄羅斯對「科學號」抱有很高的期望，將它作為核心艙使用，並把它規劃為國際空間站退役後本國獨立建造空間站的核心艙段。
「科學號」上將安裝歐空局研製的ERA機械臂
如今，雖然美國等國家有計劃讓國際空間站繼續工作到2030年，但它的退役已經成為所有參與國家不得不面對的一個問題。美國宇航局打算將國際空間站逐漸過渡到商用，並開始帶領盟友推進門戶地月空間站建設。俄羅斯也認為，繼續維護國際空間站的費用過高，對航天發展回報甚微，打算籌劃建設本國的獨立空間站。
2018年，俄羅斯能源火箭航天集團公司宣布，計劃在2019年年底前向國際空間站發射科學能源艙、多功能實驗艙和節點艙，以在國際空間站停止運行後，俄羅斯以這幾個艙段為基礎，建造新的軌道空間站。
俄羅斯計劃中的OPSEK新型空間站想像圖
之後，能源火箭航天集團公司又在2020年年底提出建造新軌道空間站的構想，其建設計劃將分為兩個階段進行。第一階段在2025-2026年建成由核心艙、節點艙和氣閘艙組成的空間站，內部空間可容納2名航天員生活和工作。
第二階段在2026-2028年再為空間站補充4個艙，將內部空間擴展到464立方米，最多能容納4名航天員在里面生活和工作。
從目前進展來看，「科學號」將在俄羅斯空間站建設中起到承前啟後的作用。國際空間站繼續運行時，「科學號」可提供增強的太空實驗場所，改善俄羅斯航天員的工作和生活環境。一旦國際空間站退役，「科學號」將作為基礎艙段，用作俄羅斯本國空間站的建設。
總之，對俄羅斯來說，雖然有能力建造新的空間站，但一切都要取決於資金。至於俄羅斯能否按照計劃完成本國的空間站建造工作，有待觀察。
文/肖沐辰
本文轉自中國航天報
來源：cnBeta
