第五章
“空間實驗室”的未來
美國宇航局曾製訂了一個使用“空間實驗室?的十年規劃。原規劃中曾擬定了1980至1991年間的飛行計劃。按照這個計劃，“空間實驗室”將進行226次飛行。不過，由於航天飛機軌道飛行時間的一再推遲，整個計劃的安排做了相應的改變。
宇航局製定的“空間實驗室”應用計劃中，除了美國的許多實驗項目外，還包括由其他用戶提出的實驗任務。這些任務均由宇航局統一規劃和協調。“空間實驗室”的美國應用計劃中，第一批飛行實驗項目裏占有最重要地位的是攜帶大氣物理實驗設備，進行雲物理的實驗。
今天的氣象學家雖然取得了很大的進展，但是還遠不能準確無誤地預報天氣。準確的氣象預報，必須深入地了解水滴和冰晶的生成過程以及電荷在其過程中的作用。也就是說，我們仍不能得到準確的天氣預報，是因為我們看不到雲在形成過程中的內部狀況。
科學家們於很早以前，就一直力圖研究分子、原子和初始煙霧狀微粒的運動，以及這些微粒如何結合起來開始形成凝結狀的。當這些微粒的集合體發展成為雲滴時，至少要有100萬個這樣的雲滴結合起來才能形成一個雨點，而是否會成為一個雨點取決於雲滴表麵的電、化學和空氣動力的特性，以及其數量和密度。要準確地進行天氣預報或者要改變天氣，必須首先了解這些微物理過程。這些過程有許多已在地麵宰驗室中做過研究並取得了不少的成果。但遇到的最大問題是如何克服重力效應的技術困難。在地麵實驗雲室中，由於重力的影響，雨點和雪花大小的粒子很快就掉進雲室底部，而且由於雲室四壁的幹擾，產生了不必要的氣流，以致用地麵實驗室的觀，察結果與真正雲的變化做比較時，影響了結論的正確性。為此，宇航局建議建立一座重力影響最小的新型研究係統，由馬歇爾空間中心負責研製一個失重條件下的大氣雲物理實驗室。這是一個長106米、高273米、寬076米、重量約470千克的設備。它能裝載在“空間實驗室”上進行多次使用，並能在各種情況下與其他設備連接。
科學家們對於將來能在新的實驗室裏，首次在無重力幹擾的情況下研究雲物理過程非常感興趣。新的實驗室裏有一台無支撐的懸浮顯微設備，雲物理科學家們將能用顯微鏡確定雲滴的特性及其他一些要素。如溫度、冰晶的生成及電荷的形成等。有關凍結、溶化、碰撞、充電以及溫度變化等過程，都可根據需要，反複多次地長時間地進行觀察和照相。由於沒有重力的影響，科研人員能比地麵人員更真實地研究雲形成的過程。這將有助於解釋現在仍是未知數的有關雲形成的機製。當人類掌握了這些知識，就能知道外部物質進入雲層後，是如何改變雲形成的自然過程。如果這些實驗能夠成功的話，預計在21世紀內狂風暴雨將得到控製。因為人們通過遙感技術，能確定出什麼樣的雲適合播種，而不讓那種可能產生暴風雨的雲形成，甚至人們可以根據需要降雨，或把雨降到能控製水量的區域。雲物理實驗室的實驗放在“空間實驗室”的第三次飛行以及以後的多次飛行中。馬歇爾空間中心將負責準備、發射以及發射後的全部有關活動。
美國為了廣泛地應用“空間實驗室”，已決定單獨購買第二個“空間實驗室”，並已由宇航局向歐洲空間局正式定貨。1980年1月30日歐洲空間局與原聯邦德國艾諾宇航技術公司簽定合同，把這項價值3億多原聯邦德國馬克的定貨交由主承包商艾諾公司。
經過五年半的研製，在1980年底，第一個“空間實驗室”的工程模型，運抵卡納維拉爾角的肯尼迪空間中心，以進行各種模擬試驗。
原聯邦德國的艾諾公司有400多名工程技術人員參加了第一代“空間實驗室”的研製工作，並取得了一些研究經驗。在製定第二代“空間實驗室”研製計劃中，增加了“空間實驗室”飛行任務的能力，以便適應90年代空間站發展的需要並保持歐洲空間工業的競爭能力。第二代“空間實驗室”主要增加了動力裝置和防熱設備，使7～14天的飛行能力延長到30天以上，甚至到印天。在實驗室裏增添各種有效載荷的輔助裝置，以進一步提高執行飛行任務的靈活性。
歐洲空間局關於“空間實驗室”的80年代中期計劃，包括實驗選擇、任務計劃、有效載荷專家的選拔和訓練以及把實驗設備總裝到“空間實驗室”上等內容。可是，由於歐洲各國的經濟狀況的不景氣以及“空間實驗室”研製費用增長40％等因素的影響，致使歐洲空間局不得不修改“空間實驗室”原來的使用計劃。原計劃是在首次與美宇航局聯合飛行之後，歐洲再進行兩次單獨飛行，然後原聯邦德國自己進行兩次飛行。修改後的計劃是在第一次聯合飛行之後，原聯邦德國隻進行一次單獨飛行，以便在250～400千米高的圓形軌道上完成微重力加速度條件下的試驗。而歐洲空間局的兩次單獨飛行擬改用在美國“空間實驗室”上進行。不過，“空間實驗室”仍將是一個很有發展前途的空間實驗係統。對“空間實驗室”的遠景規劃，做了這樣的設想：在80年代末期發展出載人的或自動化的自由飛行“空間實驗室”。自由飛行“空間實驗室”仍由航天飛機運送到地球軌道上，脫離開航天飛機能在軌道上停留30天以上。它可以最大限度地使用現有的設備和技術，在設計上滿足用戶的要求，既能延長飛行時間和增加實驗的機會，又能增加航天飛機的飛行次數，不影響航天飛機的返回時間，這是一種很經濟的途徑。它的操作方式可以分為載人的和自動的兩種。它具有能在軌道上活動，研製周期短，保養維護時間少等特點。但其體積要受到航天飛機貨艙的限製，長不超過長18米長，直徑不超過45米，重量不超過29噸。自由飛行的“空間實驗室”可用於對地觀測、材料研究、空間生產、通信和導航。在對地觀測方麵，這種自由飛行的“空間實驗室”要比無人自動化衛星經濟和優越得多。它可以觀察野生生物、研究移棲習性，觀察農作物的生長，及時發現農作物的病蟲害，估計山上的積雪和雪水流量。測量水的貯藏量。在冬季監視北大西洋的航線；在颶風季節，對颶風可以進行連續印天的觀察。對於一些天災，如洪水、森林火災、地震和暴風雨，可以做短期連續的嚴密監視。
“哥倫布”空間站
歐洲人並不滿足於已試製出來的“空間實驗室”，決心要擁有自己的真正空間站。1985年1月歐洲空間局在意大利首都羅馬舉行成員國部長級會議，討論並決定了2000年前歐洲要研製出三種航天係統，即“競技神”號小型航天飛機、“阿麗亞娜-5”型運載火箭和“哥倫布”(Columbus)空間站。