天宮升空:中國獨立太空站啟動及全球太空秩序影響

近地軌道上的權力爭奪,地緣政治的新疆域

· 權力結構-中國,科技與AI,太空競賽-航太科技,外交戰略-非國家影響力量,重工業復辟-

撰稿人:Lia / 責任編輯:Zaphyra

2021年4月29日,隨著長征五號B遙二運載火箭自海南文昌發射場升空,中國太空站「天宮」的核心艙「天和」成功進入預定軌道。這不僅標誌著中國航太「三步走」戰略進入最後的關鍵階段,更是一個具有深遠地緣政治意義的歷史性時刻。天宮太空站的建設,是中國歷時近三十年自主發展的成果,其背後最主要的驅動力,源於美國自2011年起實施的《沃爾夫條款》(Wolf Amendment)。該法律以國家安全為由,嚴格禁止美國國家航空暨太空總署(NASA)與任何中國官方航太機構進行雙邊合作,實質上將中國完全排除在國際太空站(ISS)計畫之外。這種長期的技術與政治隔絕,反而堅定了北京獨立發展載人航太能力的決心,最終催生了天宮計畫。

天宮太空站的出現,將從根本上改變近地軌道的政治格局。服役超過二十年的國際太空站正步入暮年,其合作夥伴國已同意將其運作至2024年,但此後的未來充滿不確定性。一旦國際太空站退役,在新的替代方案(如美國主導的月球軌道前哨站)建成之前,天宮可能在一段時間內成為人類在近地軌道上唯一的永久性空間設施。這將賦予中國在全球太空事務中前所未有的地位與影響力。屆時,那些希望在太空進行科學實驗的國家,將面臨一個新的選擇:是繼續尋求與NASA及其傳統夥伴合作,還是轉向由北京主導的新平台。

從技術層面看,天宮雖然在規模上(初期由三艙組成,約為國際太空站的四分之一)小於擁有16個艙組的國際太空站,但它具備「後發優勢」,整合了更先進的技術。例如,其電力系統不僅透過巨大的太陽能翼板為太空站供電,還能驅動更高效的電力推進系統(霍爾推進器),大幅減少了維持軌道所需的化學燃料消耗。相較之下,國際太空站每年需消耗近九噸昂貴的燃料來對抗軌道衰減。此外,天宮計畫還包含一個獨特的「巡天」光學艙,這是一架與哈伯望遠鏡同等級別,但視場寬三百倍的太空望遠鏡。它將與天宮共軌飛行,並能隨時與太空站對接,進行在軌維護、燃料補給與儀器升級,這解決了哈伯望遠鏡維修任務複雜且成本高昂的難題。

天宮的運營模式也與國際太空站截然不同。國際太空站由五個主要航太機構合作共管,任何重大決策都需要夥伴國之間達成共識,過程相對繁瑣。而天宮由中國獨立運營,在接納國際合作項目時擁有完全的自主決定權,決策鏈路更短、效率更高。中國已明確表示歡迎各國參與天宮的科學實驗,這不僅能提升其航太計畫的國際合法性,更是其建立全球影響力的重要工具。因此,「天和」核心艙的成功入軌,不僅僅是將一塊金屬送上太空,它更像是在地球上空放置了一枚關鍵的棋子,預示著太空探索將從過往以美俄合作為主的單一模式,轉向一個更加多元、充滿競爭與合縱連橫的新時代。

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Lia. Independent Media 台北報導

自古以來,星空便是人類共同仰望的穹頂,是神話、哲學與科學探索的永恆歸宿。然而,在當代,這片共享的詩意空間,也正成為地緣政治力量延伸的無聲疆域。2021年4月29日,當巨大的長征火箭托舉著「天和」核心艙劃破南中國海的長空時,它所承載的不僅是中國幾代航太人的夢想,更是一個清晰的宣告:在人類對近地軌道的經營與探索中,一個全新的、獨立自主的參與者,已正式入場。這不僅是技術上的突破,更是對過去數十年由美國主導的國際太空合作秩序的一次結構性挑戰。

「天宮」的由來:一場因排斥而生的自主征途

欲理解天宮太空站的誕生,我們必須將目光拉回到十年前的華盛頓。2011年,美國國會通過了一項由時任眾議員弗蘭克·沃爾夫(Frank Wolf)提出的法律修正案,後被稱為《沃爾夫條款》。這條款以模糊的國家安全與技術轉移風險為由,立法禁止NASA、白宮科技政策辦公室等機構與任何中國官方實體進行雙邊合作。這扇被美國單方面關上的大門,將中國徹底擋在了國際太空站(ISS)的門外。自此,中國的太空人(Yuhangyuan)再也無緣踏上這個被譽為人類合作典範的軌道實驗室。

當時,中國外交部對此評價為「以小人之心,度君子之腹」。然而,從長遠的歷史視角來看,這次排斥或許正如香港大學太空研究實驗室主任昆汀·帕克(Quentin Parker)所言,在某種程度上「對中國極其有利」。它消除了中國航太界任何尋求外部合作捷徑的幻想,反而賦予了北京推動自身宏大太空計畫所需的內部動力與政治決心。被拒絕加入既有的俱樂部後,中國的唯一選擇,便是建造一個屬於自己的俱樂部。

這條自主之路鋪展了將近三十年。從1992年啟動「921工程」載人航太計畫,到2003年楊利偉乘坐神舟五號飛船進入太空,使中國成為繼美、俄之後第三個能獨立將人類送入太空的國家,再到後來「天宮一號」與「天宮二號」兩個試驗性空間實驗室的成功發射與對接,每一步都為今日天宮太空站的建設奠定了堅實的基礎。因此,「天和」核心艙的順利入軌,並非一次孤立的成功,而是一場長期國家戰略堅持下的必然結果。

設計與規模:積木式的太空家園

天宮太空站的設計理念,遵循了當代太空站建設的主流模式—模組化設計。如同在太空中搭建樂高積木,太空站的各個部件將在地面製造完成後,由多次發射任務送入軌道,再由太空人進行組裝與調試。這種設計不僅化整為零,解決了單次發射運載能力有限的難題,更為太空站未來的升級與擴展預留了可能性。

根據計畫,天宮太空站最終將由一個「天和」核心艙、以及「問天」和「夢天」兩個實驗艙組成一個T字形的基本構型。與龐大的國際太空站相比,天宮的規模相對精巧。國際太空站由16個主要加壓艙體組成,總質量超過420噸,相當於一架波音747客機,通常可容納6至7名太空人長期駐留。而初期的三艙天宮,總質量約在70噸左右,僅為國際太空站的四分之一,設計乘員為3人。

然而,規模上的差異並不完全等同於能力的差距。模組化設計意味著天宮在未來完全有潛力透過增加新的艙段來擴大其規模與容量。更重要的是,作為後來者,天宮在內部設計與技術應用上,得以吸取國際太空站數十年來的運營經驗,並整合最新的科技成果。

後發者的優勢:尖端技術的應用

俗話說「後來者居上」,天宮太空站在某些關鍵技術領域,清晰地體現了這一點。當國際太空站的許多核心系統仍基於1990年代的技術時,天宮得以在設計之初就採用21世紀的最新科技。

其中最引人注目的,是其先進的能源與推進系統。與國際太空站一樣,天宮也依靠巨大的柔性太陽能翼板來獲取電力。但其獨特之處在於,部分電力被用來驅動高效的霍爾效應推進器(Hall-effect thruster)。這種電力推進技術透過電磁場加速離子來產生推力,其燃料效率遠高於傳統的化學推進劑。這意味著天宮在維持軌道高度、對抗大氣阻力時,所需的燃料消耗量將遠低於國際太空站。後者像一頭耗油的巨獸,每年需要從地面補給近九噸昂貴的化學燃料來進行軌道提升操作。更少的燃料需求,意味著更低的運營成本與更高效的貨運飛船裝載空間,這在成本極為敏感的航太領域是一個巨大的優勢。

另一項令全球天文學界矚目的創新,是與天宮共軌飛行的「巡天」空間望遠鏡。這座望遠鏡的口徑與著名的哈伯太空望遠鏡相當,但其配備的相機視場卻是哈伯的300倍以上,能夠在同樣時間內對更廣闊的天區進行巡視。其最大的革命性在於,巡天望遠鏡並非一個孤立的觀測平台,它可以定期與天宮太空站進行對接。這使得太空人能夠對其進行在軌的維護、修復、燃料加注甚至儀器升級。這徹底解決了哈伯望遠鏡面臨的最大困境—一旦出現故障,必須依賴複雜且昂貴的專門載人太空梭任務才能進行維修。這種可維護性,將大大延長巡天望遠鏡的服役壽命與科學產出潛力。

軌道上的地緣政治:從合作到競爭的新格局

「天和」核心艙的升空,標誌著人類近地軌道活動的地緣政治版圖,開始發生根本性的變化。長久以來,國際太空站不僅是科研平台,更是冷戰後美俄和解、國際合作的象徵。然而,隨著其設備老化、運營成本高昂以及主要參與國將目光轉向月球與火星,國際太空站的未來正變得日益模糊。

天宮的出現,恰好填補了這個潛在的權力真空。獨立太空政策研究員娜姆拉塔·戈斯瓦米(Namrata Goswami)指出,到2022年天宮建成之時,它將為世界各國提供一個具有競爭力的替代選項。對於那些沒有能力獨立發展載人航太,又或者因政治原因難以與NASA合作的國家而言,天宮將是一個極具吸引力的平台。中國已經明確表示,其太空站是為國際合作而設計的,並且已經初步批准了來自17個國家的9個科學實驗項目登上天宮。

這種「太空外交」策略,一方面可以為中國的航太計畫贏得國際社會的合法性與認可,另一方面也能夠實質性地擴大其全球影響力。更重要的是,天宮的決策機制與國際太空站截然不同。國際太空站的任何重大決策,都需要美、俄、歐、日、加五大合作夥伴協商一致,過程複雜且時有掣肘。而天宮由中國一家主導,在合作夥伴的選擇與實驗項目的審批上,擁有絕對的話語權,決策過程無疑將更為高效。

因此,「天和」的意義,遠超過一個太空艙本身。它是中國將其經濟與科技實力轉化為全球影響力的一步重要舉措。當國際太空站光榮退役,而美國的「月球門戶」(Gateway)等後續計畫尚在藍圖階段時,天宮很可能成為天空中唯一的載人前哨站。屆時,地球上空的這座「天宮」,將真正成為一座名副其實的、具有強大引力的「權力殿堂」。軌道之上,一個由競爭、合作與國家利益交織而成的新時代,已經拉開序幕。

資料來源

SpaceNews: China launches Tianhe space station core module into orbit
https://spacenews.com/china-launches-tianhe-space-station-core-module-into-orbit/

Reuters: China launches key module of space station planned for 2022
https://www.reuters.com/lifestyle/science/china-launches-key-module-space-station-planned-2022-xinhua-2021-04-29/

BBC News: China launches first module of new space station
https://www.bbc.com/news/science-environment-56915220

The Guardian: China launches first section of its new space station
https://www.theguardian.com/science/2021/apr/29/china-launches-first-section-of-its-new-space-station-tianhe

The Associated Press: China launches main module of its first permanent space station
https://apnews.com/article/china-beijing-science-9907534443213076198f5a65a25031b2

Ars Technica: China has launched the core module of its own space station
https://arstechnica.com/science/2021/04/china-has-launched-the-core-module-of-its-own-space-station/

Nature: China has launched the first module of its space station — what’s next?
https://www.nature.com/articles/d41586-021-01153-z