2026年8月25日
科技

国际空间站通信天线更换收尾,二次出舱完成关键安装

铁丝捆天线,真的会翻车?拉杆天线断了坚决不换!

舱外第二次作业:从“超时未竟”到“接力收尾”

机械臂末端灯光扫过桁架,舱外手套在金属扶手上缓慢交替。法国宇航员索菲·阿德诺与美国宇航员阿尼尔·梅农的身影再次出现在国际空间站舱外。这是两人一周内第二次执行太空行走,目标仍是那套未能一次性完成安装的地空通信天线。

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据公开信息,此次出舱任务计划持续约6个半小时。与此前8月18日首次作业不同,本次任务重点不再是拆卸旧天线或重新布放线缆,而是将替换天线完成最终固定与电气连接。一周前的那次行走中,两名宇航员在拆卸旧设备和清理安装接口上消耗了过多时间,导致新天线未能按计划就位。

为什么一套天线需要两次出舱

国际空间站的地空通信系统承担着科学数据下行、语音通信、遥测遥控等多重任务。位于桁架外部的天线长期暴露在近地轨道环境中,紫外辐照、原子氧侵蚀和微流星体撞击会加速部件老化。此次更换的通信天线属于Ku波段链路的关键节点之一,直接关系到空间站与中继卫星之间的高速数据传输能力。

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舱外作业的难点不在于“拧螺丝”,而在于穿着加压舱外服时每个动作都要对抗服装内部气压带来的阻力。手套指尖的灵敏度远低于裸手操作,拆卸老旧紧固件时若遇到冷焊或螺纹损伤,耗时会成倍增加。8月18日的作业中,旧天线部分固定点拆卸耗时明显超出预期,地面飞控团队最终决定将新天线安装延后,优先确保宇航员安全返回气闸舱。

技术逻辑:分阶段安装是标准预案

将一次大型舱外任务拆分为多次执行,是国际空间站运营中的常见策略。美国国家航空航天局在舱外活动策划中通常预留约20%至30%的机动时间,用于应对非预期状况。一旦首次作业中某项步骤超时,后续步骤可以顺延至下一次出舱,而非冒险压缩安全流程。

据业内人士分析,此次天线更换采用“拆卸—清理—安装”的三段式流程,每一步都需要独立确认。第一次出舱完成了旧天线拆卸和安装面检查,第二次出舱则集中在机械固定、线缆连接和密封确认。这种拆解方式牺牲了效率,但显著降低了单次出舱的风险积累。

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通信升级背后的空间站运营压力

国际空间站已运行超过25年,多个关键系统正在经历一轮集中更换周期。除了Ku波段天线,站外太阳能电池阵、散热器、氨循环管路等也在分批升级。空间站运营方需要在有限的出舱次数中排布大量维护任务,每一次太空行走的时间都弥足珍贵。

据美国国家航空航天局2025年发布的国际空间站运营计划摘要,舱外维护任务在2025至2027年间预计占全部出舱活动的六成以上。随着站体老化,通信、供电、热控三大系统的在轨维修频率将逐步上升。天线更换只是这轮维护浪潮中的一个切片。

商业航天时代的对照:成本与频次

若将国际空间站的维护模式与商业航天公司的舱外活动方案对照,差异十分显著。SpaceX的“北极星”计划曾展示商业团队执行舱外任务的能力,但其任务目标以验证为主,尚未涉及长期轨道设施的大规模在轨维修。蓝色起源和Axiom Space也在推进各自的舱外服务能力,但距离承接国际空间站级别的系统维护仍有距离。

据欧洲空间局2025年发布的载人探索路线图,国际空间站退役前的过渡期内,官方主导的舱外维护仍将是主力。商业公司更多承担货物补给、人员运输和部分实验载荷部署,在核心系统维修领域尚未形成替代能力。这意味着未来几年内,NASA和合作方仍需依赖现有宇航员队伍完成高复杂度出舱任务。

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风险与不确定性:每一分钟都在账本上

舱外服是太空行走中最关键的“微型航天器”。每次出舱前,地面团队需要检查生命支持系统、电池容量、二氧化碳清除能力等数十项指标。出舱时间越长,舱外服内部累积的湿度和热量管理压力越大,宇航员体能消耗也越高。两次出舱间隔一周,也为设备检查和宇航员身体恢复留出了窗口。

从任务管理角度看,天线安装延期意味着地面通信链路中有一条冗余通道迟迟未能恢复。空间站目前仍可通过其他天线和TDRS中继卫星维持基本通信,但Ku波段高带宽通道的缺席会限制部分科学实验数据的实时下传速率。地面测控团队需要在任务排期中做出相应调整。

后续看点:验证与恢复

新天线完成物理安装后,地面团队将进行一系列在轨测试,包括驻波比测量、信号链路闭环验证和指向精度校准。只有确认电气性能达标,该天线才会重新纳入日常通信调度。整个过程通常需要数天到数周不等。

对于公众而言,两次太空行走的新闻标题差别不大,但在任务控制中心的大屏上,每一个紧固件的扭矩值、每一根电缆的插接状态都有明确记录。舱外作业没有“差不多”,只有“确认到位”或“下次再来”。

天线安装收尾之后,国际空间站后续还有多轮舱外维护排在日程上。老化的轨道实验室正在用一次次精确而克制的太空行走,争取继续运行的时间窗口。

本文由AI辅助生成

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