
太空乌托邦:苏联宇航建筑中“未建成”方案的空间范式与技术转译 李爽 李萱 时代建筑2026年第1期
来源:华体会网页版hth登录入口 发布时间:2026-06-03 09:01:16
1957年,人类进入太空时代后,苏联推出了具有时代特征的宇航建筑方案,形成建成与未建成方案并存的发展格局。现有研究有限且多聚焦建成方案,缺乏对未建成方案的脉络梳理与建筑学视角分析。文章聚焦苏联未建成宇航建筑,采用历史分析、文献研究与案例分析法,梳理发展脉络,提炼不同建筑类型的空间范式,揭示从“任务适配”向“长期居住体验”的演变规律;阐释当代转译与设计启示,探讨建筑学在宇航事业中的价值实现,为当代宇航建筑与极端环境人居设计提供借鉴
引文格式:李爽,李萱.太空乌托邦:苏联宇航建筑中“未建成”方案的空间范式与技术转译[J]. 时代建筑,2026(1):48-53.
宇航建筑的起源最早可追溯至19世纪末的科幻文学与哲学思想。1865年,儒勒·凡尔纳(Jules Verne)在《从地球到月球》(De la Terre à la Lune)中,以文学叙事的方式初步勾勒了星际旅行的雏形。1883年,康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Константин Циолковский)在《自由空间》(
Свободное пространство)手稿中首次绘制了早期宇宙飞船的草图,并在科幻作品《在月球上》(На Луне)中描绘了月面活动场景和体验,提出了“人类必将征服宇宙”的理论,奠定了苏联宇宙主义的思想基石。哲学家尼古拉·费德多罗夫(Николай Фёдоров)认为,人类移居太空是对宇宙无生命论的超越,这一思想催生了一批前卫建筑师与设计师,展开宇航建筑相关的“纸上乌托邦”[1]探索。如格奥尔基·克鲁季科夫(Георгий Крутиков)的“漂浮城市”(Летающий город)与维克托·卡尔梅科夫(Виктор Калмыков)的“土星环”(Город-кольцо Сатурний)项目,都试图打破重力束缚,将宇宙主义1中太空栖居的愿景转化为悬浮居住单元与轨道结构的建筑蓝图,成为宇航建筑在形式与理念上的前卫先声(图1)。[2]1. 1950年代以前宇航建筑的乌托邦幻想
[3]现有研究多聚焦建成方案,对于仅停留于概念设计与蓝图阶段,或因技术、资金、战略调整等原因完成部分研制却未发射部署的未建成方案,尚缺乏脉络梳理与建筑学视角的系统分析。
基于此,本文聚焦苏联未建成宇航建筑方案,采用历史分析、文献研究与案例分析方法,围绕方案演进脉络、空间范式及当代参考价值展开研究,主要内容有以下三个方面:一是结合苏联航天事业及宇航建筑的发展阶段,分析典型未建成方案的设计特征,揭示方案从“任务适配”向“长期居住体验”的演变逻辑;二是提炼未建成方案的空间范式,从载人飞行器、轨道空间站、地外基地三类展开剖析,形成可借鉴的设计原型和范式经验;三是厘清技术转译路径,总结对后续航天实践和地面建筑的多重启示,为当代宇航建筑及极端环境人居设计提供借鉴,助力宇航建筑学科发展。
[4]这一时期,苏联先后实施了“东方计划”“上升计划”“登月计划”“联盟计划”,在太空竞赛
的背景下,苏联宇航事业蒸蒸日上。[5]1961年4月,尤里·加加林(Юрий Гагарин)乘东方1号飞船绕地108分钟,实现了人类首次进入太空的壮举。“东方计划”采用以全自动飞行模式为主的单座飞船,完成了6次载人飞行,验证了人类在失重环境下的生存能力。“上升计划”在“东方计划”的基础上进行了过渡性改造提升,实现了多名乘员(3人)和太空行走的技术突破。“登月计划”核心目标是实现载人登月和月面活动,包括L1、L3及星辰等多个递进的登月项目,[6]但受限于N1火箭3的连续试射失败,该计划未能实现。“联盟计划”作为“登月计划”的配套飞船研发项目,定位为标准化可重复使用的载人运输系统;随着“登月计划”的失败,联盟飞船转向服务于后续的空间站项目。在这一阶段中,苏联航天完成了从“东方号”到“联盟号”载人飞船的技术迭代升级。在联盟飞船的研制过程中,谢尔盖·科罗廖夫(Сергей Королёв)4邀请建筑师加琳娜·巴拉绍娃(Галина Балашова)
参与飞船生活区的设计工作。设计过程最大限度地考虑了航天员的心理舒适度与长期在轨适应性,标志着建筑学与宇航工程在实践层面的首次结合(图3)。[7]3. 东方号、上升号、联盟号飞船设计示意图
[8]“星辰”长期月球基地是苏联最早系统性探索地外永久居所的构想,它首次将宇航建筑规划设计重心从单一任务实现,延伸至地外长期驻留的功能、拓展与宜居性融合。该基地由弗拉基米尔·巴尔明(Владимир Бармин)领导的特种机械制造设计局(GSKB Spetsmash)于1962年开始研发设计。
“星辰”基地由9个模块化圆柱形舱体组成,包括中央指挥室、科学实验室、医疗中心与锻炼区、生物实验室与信息储存区、技术设备、公共休息室以及3个居住模块,模块分三阶段进行建造,最多可容纳12人长期居住。[9]每个舱体直径3.3 m,长度8.6 m,各模块通过自动化底盘实现月面精准移动与对接,构成了功能分区明确的网格化建筑群(图4)。在宜居性设计中,舱内设置了假窗口以展示可随季节变化的莫斯科乡间景色,舱内锻炼自行车配备同步电影放映机,模拟了在苏联乡村骑行的场景。这些设计旨在通过营造熟悉的地球环境,为长期密闭驻留提供必要的心理代偿。
1.2 太空长驻梦(1971—1991年):轨道空间站的常态化与体系运行
在此战略背景下,苏联在联盟飞船由登月专用船转为“太空班车”的基础上,相继推进了“礼炮计划”“金刚石计划”,以及和平号空间站的研制建设。1971年4月19日,苏联质子K型运载火箭成功将人类首座空间站“礼炮1号”送入预定轨道,这标志着苏联空间站战略的巨大成功。其后的轨道空间站“礼炮6号”和“礼炮7号”实现了双对接口,可支持3人轮换,实现数年的长期太空驻留。1986年2月19日,人类首个多模块组合式空间站——和平号核心舱发射成功,其后又陆续完成了6个舱段的组装。和平号空间站(图5)全重超过120 t,最大可容纳6人同时驻留。[11]在轨期间,其依托飞船保障运营,运送物资近150 t,最长单人驻留超过437天。和平号空间站构建起了首个规模化多模块在轨人居空间,彰显了宇航建筑的建筑学演进。
与和平号相比,和平2号在建筑规划设计上实现了系统性突破(表1)。空间组织上,和平2号突破了和平号的组合式积木结构及形式,构想了一个以巨型桁架为结构脊梁、以核心舱为功能枢纽的轨道基础设施集群。和平2号由以下模块组成:核心舱、90 t轨道对接舱、桁架和太阳能电池板、服务舱、生物技术舱、第一研究舱、第二研究舱和技术舱。
从宇航建筑规划设计来看,其在空间组织与结构优化两个维度实现了革命性突破:一是通过外部桁架结构,将作为生活区的服务舱与发电、散热设备有效分离,既优化了整体质量分布,又保障了微重力环境的纯净度;二是核心舱预设多个标准化对接端口,允许专业实验舱作为功能模块灵活接入,形成可拓展的模数化集群,兼顾了空间利用的通用性与拓展性。和平2号空间站的桁架结构设计、空间分区策略与模块化适配理念,构成了苏联宇航建筑技术巅峰时期的重要建筑学遗产。
综合来看,1971—1991年的苏联宇航建筑在空间尺度、结构组织与使用方式上均发生了显著变化,发展出以模块化空间站为核心的建筑范式,模块化设计从初步探索走向标准化、集成化,宇航建筑的建筑学属性进一步强化,形成了兼具实用性与拓展性的多模块在轨人居空间设计体系。该阶段的未建成方案相较于上一阶段,呈现出以下两点显著的差异:(1)相较于仅满足基础生存需求的“技术容器”式宇航建筑,该阶段方案在空间尺度、功能组织与人居适配性上均有显著提升,其建筑属性得到实质性强化;(2)相较于第一阶段未建成方案技术与现实的巨大差异,该阶段方案更看重技术可行性,最终方案的停滞源于社会经济困境与科研体系瓦解,与技术层面的可行性无本质关联,其成熟的设计理念与技术积累,成为苏联宇航建筑发展的重要收官印记。
[13]本文从规模层级出发,结合任务功能和建造方式,归纳载人飞行器、轨道空间站与地外基地形成的不同空间范式(图6)。
载人飞行器是苏联宇航建筑体系中的最小功能空间,以单舱集成为核心特征,实现任务执行与生存保障的极致整合,满足航天员短期在轨生存与基础任务操作需求。该类建筑对空间利用率与系统集成度提出了极高要求,空间加压容积通常小于50 m³,以单一舱体为主,重量不超过20 t,主要服务1~7天的短期在轨驻留任务。其一般都会采用集成式的建造方式,舱体结构、功能设备及内部装修均在地面完成一体化集成,形成刚性舱体;经全面测试合格后,由运载火箭一次性发射至目标轨道或地外天体,无需在太空开展装配操作。
载人飞行器内部空间组织简单紧凑,无明确功能分区,将操作、生命保障、储物与成员活动高度整合,呈现容器式空间特征。典型案例包括“登月计划”框架下的LOK月球轨道飞船和LK登月舱等。其中,LK登月舱的设计采用了非对称式钟形加压舱体,垂直总高度为5.2 m,整个结构支撑于最大跨度为5.4 m的四足式起落架上,舱室内部容积约5 m³,仅能搭载1名宇航员,实现月面1天短期驻留(图7)。该舱以应急返回为核心功能,仅配备基础生命保障与推进系统,实现空间与技术系统的高度耦合,为其后短期宇航任务提供了小容积、高集成的设计范例。
空间站内部功能多元,设计兼顾任务执行与人居适配,具备基础的任务功能分区,是宇航建筑价值的具象化体现。通过科学的空间布局、合理的结构设计与完善的设施配置,系统性满足航天员驻留、航天任务执行及系统长效运营的综合需求。
从建筑学视角与航天实践特征看,空间站的功能区可归纳为五大类:任务操作区、人员驻留区、科研实验区、设备保障区、对接拓展区(图8)。
五大功能区协同支撑中长期在轨运行。任务操作区承担指令下达、姿态控制、目标监测与数据传输等核心任务,以操作效率为原则布局于建筑核心位置,保障航天任务高效执行。人员驻留区聚焦航天员在轨生存、生活保障与心理调适,配备休息、卫生、餐饮等基础生活设施,并设置休闲空间与模拟景观等心理调节装置,兼顾实用性与宜居舒适度,推动宇航建筑从任务载体向人居空间转型。
[16]科研实验区为空间科学、地外探测与生命保障等专项研究提供独立环境,通过明确分区避免外界干扰,保障实验精度与数据可靠性。
设备保障区集中布置生命保障、能源供给、通信与废物回收处理等配套设备,采用独立模块布局以降低运行噪声、热量对人居与实验空间的影响,保障系统稳定运行。对接拓展区设置标准化对接接口,承担航天员轮换、物资补给与燃料加注功能,同时预留扩展端口,支撑建筑功能持续迭代与模块化拓展。该空间范式以模块化建造、功能清晰分区、宜居性适配、弹性化拓展为核心特征,为后续在轨人居空间设计提供了可借鉴的建筑学模板。2.3 地外基地:原位资源利用的宇航建筑集群
[18]该类宇航建筑空间一般不低于200 m³,由多个功能模块集群组成,重量超过200 t。人员驻留时长可达90天以上,部分方案更规划长期驻留,设计兼顾人居舒适度、系统功能性与天体环境适应性。其一般会用网络化或阵列式布局,并结合月壤覆盖、防护结构及地面机动系统,形成完整的地外居住与作业空间体系;利用月球、火星等天体的本地资源为原料,实现结构构件和防护设施的就地制造。
地外基地的内部空间在空间站功能分区基础上逐步优化,重点强化长期宜居性与原位资源利用能力,形成集居住、实验、运维、生产于一体的综合空间体系,典型方案包括“星辰”月球长期基地。该基地提出了具备开拓性的月面原位资源利用工厂思路,通过在月球表面直接开采、加工、利用月球本地资源(月壤、水冰、太阳辐射等),生产氧气、水、燃料、建材、金属等物资,是实现月球长期驻留与深空探测、自给自足的核心基础设施(图9)。为缓解长期密闭与孤立环境带来的心理负荷,设计中融入地球景观模拟等心理舒缓措施,并在外表覆盖3 m厚的月壤以提供物理屏蔽(图10)。[19]以“星辰”月球基地为代表的方案,通过模块化集群布置、厚月壤屏蔽、原位工厂与宜居化设计,为人类地外长期驻留提供了可复制的建筑范式。
1991年12月26日,苏联最高苏维埃通过决议,宣布苏联解体,这个曾经在太空竞赛中与美国分庭抗礼的航天大国正式退出历史舞台,一批处于规划、设计或研制阶段的宇航建筑方案,成为航天史上重要的学术遗产。苏联未建成宇航建筑方案所蕴含的设计理念、技术探索与实践经验,为后世宇航事业的发展提供了宝贵的启示。本文通过一系列分析梳理苏联未建成宇航建筑的典型案例及其技术逻辑,将转译路径总结为以下三种:技术原型的直接继承、设计理念的滞后激活、文化意象的跨界迁移。
未建成方案的核心技术构型被后续航天工程直接吸纳,空间站的模块化与在轨对接技术成为当代空间站建造的基本准则。国际空间站的核心模块“星辰号”(Zvezda),设计原型为苏联未实施的和平2号空间站核心模块DOS-8,在设计上延续了和平号空间站核心结构体系,保留了模块化构型、标准化对接等核心技术特征,为国际空间站的顺利构建提供了坚实的技术支撑。同时,和平2号的桁架式构型也在国际空间站中得到了完整实践和应用(图11)。
[20]此外,苏联时期研制的联盟号飞船系统经持续迭代优化,成为国际空间站的“太空班车”,实现了航天技术遗产的长期传承与高效利用。
2017年,美国真正开始启动“阿尔忒弥斯”登月项目(Artemis program),标志着人类重返月球、迈向长期地外驻留的深空探索正式重启(图12、图13)。该载人任务方案与苏联LEK月球远征综合体的设计逻辑相似,均采用着陆器与居住舱一体化设计(图14)。在早期短期月表任务中,航天员依托着陆器系统实现基础生存保障;待技术成熟后,再逐步转移至可容纳更多乘员的大型居住舱。这一渐进式扩展设计理念,亦与苏联未建成的宇航建筑方案高度契合。此外,“星辰”月球基地提出的原位资源利用理念,已成为当代航天领域的研究热点并逐步走向工程实践。
在设计理念辐射层面,未建成宇航建筑构建的功能复合、人居适配等空间范式,为地面极端环境的建筑实践提供了核心参照。俄罗斯东方科考站(Станция Восток)坐落于南极内陆,面临极端低温、高海拔缺氧、封闭孤寂等极端工况,环境特质与太空驻留场景高度契合。该站封闭运行,内部按居住、科研、设备运维进行功能分区,其整体组织逻辑借鉴宇航建筑的人居营造思想,体现太空人居设计理念向极地科考建筑的跨地域、跨场景辐射。
在形态语汇转译层面,则表现为宇航美学向地面语境的延伸(图15)。受苏联未建成宇航建筑影响,飞碟式、圆盘状成为当时流行的建筑符号:友谊疗养院(Санаторий Дружба)以飞碟式呈现悬浮形态;保加利亚冰峰纪念碑(Монумент Бузлуджа)以放射状巨型结构彰显宇宙主义先锋感;俄罗斯中央机器人与技术研究所(ЦНИИ РТК)作为曾研发联盟号飞船与暴风雪号航天飞机的核心机构,其建筑以硬朗几何形制与流线化体量呼应专属的航天工业美学;扎哈·哈迪德(Zaha Hadid)的“首都山住宅”(Capital Hill Residence)则以流体曲面与悬挑体量,塑造出酷似宇宙飞船的未来形态。这些作品共同构成了宇航美学在建筑中的系统性延续,成为太空乌托邦的物质化表达。
综上,苏联未建成宇航建筑通过技术、理念、文化三重转译路径实现价值,为航天工程、极端环境人居设计与建筑学科发展提供历史启示。同时,也需客观审视其局限性:探索依附于“冷战”时期国家战略,设计难免存在功利性,部分方案因过度追求技术突破而落地性不足,人因适配性亦滞后于当代标准。以批判性视角展开审视,可为当代宇航建筑厘清务实发展趋势,进而推动技术、人居与可持续性协同发展。
苏联未建成宇航建筑不仅是特定历史时期的技术与设计印记,更承载着人类探索地外空间的实践智慧,在当代仍具有极强的现实价值。在苏联宇航建筑发展过程中,技术水平和战略制度是影响其发展的两大决定性因素。技术条件是空间形态形成的基础保障,重型运载技术与模块化的突破,决定了建筑规模的上限和建造方式的灵活性,推动建筑类型的拓展。战略制度演变是宇航建筑空间形态演变的深层驱动,决定了科研资源的分配方向,影响了建筑规模的拓展与功能类型的升级。两者的协同作用,共同塑造了苏联未建成宇航建筑的独特形态。其中,建筑师作为宇航建筑规划设计理念的践行者与空间逻辑的构建者,在方案探索中发挥了不可或缺的作用。
本文通过总结苏联未建成宇航建筑的历史经验与设计思想,揭示其蕴含的模块化构型、人居化适配、原位资源利用等核心理念,阐明技术进步和制度变革的深层影响,梳理宇航建筑发展的历史脉络,明确其空间范式,厘清其转译路径,为宇航建筑学科发展、空间设施规划、极端环境人居设计及理论研究提供了科学参考与历史启示。
(图片来源:图1来源于参考文献[1,2];图2来源于;图3、图5来源于参考文献[7];图4由作者改绘自参考文献[9];图6由作者自绘;图7来源于;图8来源于;图9、图10来源于参考文献[9];图11来源于参考文献[20]、NASA美国航天局;图12、图13来源于;图14由作者改绘;图15来源于、、;表1由作者自绘。)
1 苏联宇宙主义,以齐奥尔科夫斯基、费德多罗夫为核心代表,主张人类应突破地球束缚、征服宇宙,将太空栖居视为人类文明延续与超越生命局限的重要路径,是苏联宇航建筑探索的核心思想内核。
2 太空竞赛(The Space Race)是指“冷战”期间美国和苏联在航天技术领域的竞争。期间,美国和苏联航天科技与太空探索快速发展。
3 N1重型火箭,用于登月计划,采用多级液体推进系统。共进行过4次试射(1969—1972年),因发动机并联协同技术缺陷,均以失败告终。1974年,苏联正式终止了N1火箭项目,直接引发“LEK”和“星辰”月球基地等登月计划停滞。
4 谢尔盖·科罗廖夫(1907—1969年),苏联火箭与航天总设计师,被誉为“苏联航天之父”。他主导研发了R-7洲际导弹及首颗人造卫星“斯普特尼克1号”,奠定了苏联载人航天的基础。
5 加琳娜·巴拉绍娃(1931年—),苏联航天建筑师与设计师,负责空间站及飞船内部布局和生活环境设计,作品兼具功能性与宇航美学,对宇航建筑发展影响深远。