空间站的结构构成
目前,在外层空间运行的空间站有两种,一种为舱段式结构空间站,一种为桁架式结构空间站。从第一代空间站到第三代空间站,都是舱段式结构,第四代空间站采用了桁架式结构。
舱段式结构空间站采用多模块组合,有点像家庭用的组合柜一样。建设空间站的方法是先在地面上制造好各个舱段,再用飞船运送到近地轨道上,像孩子们堆积木一样对接而成。比如,1986年2月20日,苏联把和平号空间站的核心舱送入近地轨道。核心舱由过渡舱、生活工作舱和推进服务舱3个舱段组成。核心舱有6个接口,前后轴向各有1个,四周有4个,用于对接飞船和对接各类功能舱。在功能舱与核心舱对接时,可以先与轴向的前对接口临时对接,再用安装在核心舱上的机械臂将功能舱转移到一个预定的周向对接口上。核心舱轴向的后对接口上,则直接对接一个功能舱,即量子舱。量子舱的后对接口对接货运飞船。
舱段式结构的空间站具有功能强、使用范围广等优点。但是,由于这种结构的空间站各舱段之间过于紧凑,因此将给空间站各个部分之间带来影响,特别是给安装太阳能电池板带来了困难,电池板之间还容易相互遮挡,影响为空间站输送足够的电能。
桁架式结构的空间站就是用长达几十米或上百米的巨大桁架做骨架,就像挂衣服的架子一样,而把各种舱段、设备和太阳能电池板等像挂衣服似的挂在上面。桁架式结构的空间站克服了舱段式空间站结构过于紧凑、相互影响等不足,灵活性更强,还可以方便维修和更换设备,并大大提高了空间站的工作效率。由于这种结构不像舱段式结构那样拥挤,因此安装设备非常方便,太阳能电池板也不相互遮挡了,并且控制起来也比较简单。航天专家们普遍认为,这种结构是未来大型空间站建造的发展方向。
太空“居室”的组成和用途。
空间站的“居室”有一居室(单模块)和多居室(多模块)的形式。
单模块空间站一般由轨道舱、工作舱和推进舱三部分组成。
中国未来大型空间站结构意图
轨道舱。苏联礼炮6号空间站就是一个单模块空间站,前后各有一个过渡舱。前面的过渡舱上有一个对接口,内有科学探测、实验设备;后边的过渡舱上有一个对接口和一个对接通道,航天员可以通过过渡舱转移到飞船或出舱活动。两个对接口增加了对接的可靠性和航天员的安全性。
工作舱。工作舱是一个密封的结构,是航天员工作、运动和休息的地方,分为两段:前段直径较小,内装有中央控制台,航天员可以通过中央控制台监视和监控空间站的工作状态,外部装有3块太阳能电池阵;后段装有科学仪器、对地观测用的照相机、航天员洗澡用的淋浴装置和锻炼身体的跑步器等。工作舱内的小气候保持与地面相同。
推进舱。与工作舱末端相连,是不密封的,装有推进剂贮箱、变轨发动机、微调发动机等。