巡航在太空的空间站

巡航在太空的空间站

人类并不满足于在太空作短暂的旅游。人类希望可以在太空建立供长期生活和考察的基地,那么这就需要建立空间站。空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成,较大型的可分批发射组件,在太空中组装成为整体。

随着航天技术的不断进步,在太空建立新居所的技术日趋成熟。到目前为止,在太空建成的空间站共有10个,包括前苏联(俄罗斯)的7个“礼炮号”空间站、1个“和平号”空间站、美国的1个“天空实验室”和1个国际空间站。

前苏联的前6个空间站于1973年至1982年间发射,最后一个即“礼炮7号”在1991年坠落到地球。

“礼炮”号空间站

前苏联一共发射了7个“礼炮”号空间站。1971年4月19日,苏联发射了世界上第一个空间站——“礼炮1号”,太空飞行进入了一个新阶段。

“礼炮1号”空间站由轨道舱、服务舱和对接舱组成,总长约12.5米,最大直径4米,总重约18.5吨,可居住6名航天员。站上装有各种试验设备、照相摄影设备和科学实验设备。“礼炮1号”空间站在太空运行6个月,相继与“联盟10号”“联盟11号”两艘飞船对接组成轨道联合体,完成任务后于同年10月11日在太平洋上空坠毁。航天员在它上面连续停留的时间最长为63天。

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“礼炮2号”至“礼炮5号”属于第一代空间站,它们每个重量约19吨,长16米,只有一个对接口,可与“联盟号”载人飞船对接。第二代“礼炮6号”和“礼炮7号”空间站对接口增加到两个,可分别与载人和载货用的飞船进行对接。

前苏联的前6个空间站于1973年至1982年间发射,最后一个即“礼炮7号”在1991年坠落到地球。

“天空实验室”空间站

1973年5月14日,美国在肯尼迪宇宙中心发射的第一个轨道空间实验室,是人类迄今向近地轨道发射的人造天体中重量和容量最大而又最复杂的一个。“天空实验室”全长36米,最大直径6.7米,总重约80吨。

“天空实验室”通过两次发射对接而成,由轨道工作舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”飞船五部分组成。运载火箭先是将在地面装配好的工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜送入轨道,随后再把乘有航天员的“阿波罗”飞船送入轨道,使飞船和对接船对接,组成完整的实验室。

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自1973年5月到1974年2月,空间站先后接纳过3批航天员,每批3人,在空间站分别工作了28天、59天和84天,进行了270多项研究实验,包括观察太阳和科胡特克彗星、从熔化的金和锗的混合物中制造超导体,拍摄了18万张太阳活动的照片,4万多张地面照片。

1979年7月11日,地面操作人员向天空实验室发出最后一次指令,使它安全地飞过北美大陆上空人口稠密地区,然后返回地球。天空实验室接到指令后,穿过大气层,最后化成无数碎片,坠落在澳大利亚西部地区和南印度洋。至此,它在宇宙空间运行了2246天,绕地球3.4981万圈,航程达14亿多千米。

“和平号”空间站

最著名的也是功勋卓著的空间站当属前苏联于1986年2月20日发射的“和平号”空间站。

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“和平号”空间站是当时世界上重量最大、载人最多、寿命最长、技术最先进、在轨工作时间最长的空间站,也是世界上第一座采用多舱段组合方式的空间站。它使过去的“一居室”变成所需的“多居室”,扩展了航天员的活动空间。“和平号”全长13.13米,最大直径4.2米,重21吨,由工作舱、过渡舱、非密封舱3个部分组成,共有6个对接口。

从1986年第一个舱段进入轨道后到2001年的15年中,它绕地球飞行了近8万圈,行程35.2亿千米,先后102次与“联盟TM号”“进步号”和美国航天飞机等运载工具对接过,接待过12个国家的135名航天员。航天员们在“和平号”上开展了天文观测、空间生命科学、空间加工工艺、新材料和生物产品的制备等多个领域的16500次科学实验和研究。

“和平号”的原设计寿命为5年,但它在太空运行了15年,超期服役了10年,于2001年3月23日在人工控制下葬身南太平洋。全世界的航天界人士都为之惋惜,人们将会记住它为载人航天事业所作出的巨大贡献。

国际空间站

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1984年,美国提出建立国际空间站,欧空局及日本、加拿大等国纷纷响应,并于1988年正式加盟这个计划,把它命名为“自由号”空间站。由于这一计划在当时受到政治、经济、技术等方面的制约,反对“自由号”空间站的呼声日益高涨,甚至险些被取消。后来,以美国为首的“自由号”空间站合作伙伴邀请俄罗斯加盟,在原“自由号”空间站和“和平2号”空间站的基础上,联合建造“阿尔法”国际空间站,也就是现在的“国际空间站”。

就这样,由美国和俄罗斯牵头,联合欧空局11个成员国(即德国、法国、意大利、英国、比利时、荷兰、西班牙、丹麦、挪威、瑞典和瑞士)、日本、加拿大和巴西(1997年加入)等16个国家共同建造和运行的国际空间站诞生了。国际空间站成为迄今最大的航天合作计划。

国际空间站主要结构是:基础桁架(用来安装各舱段、太阳能电池板、移动服务系统及站外暴露试验设施等)、居住舱、服务舱、功能货舱、多个实验舱、3个节点舱、能源系统和太阳能电池帆板、移动服务系统。

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国际空间站计划分三阶段进行:

1994年至1998年为第一阶段——准备阶段。目前已顺利完成第一阶段的任务,主要进行了9次美国航天飞机与俄罗斯“和平号”空间站的交会对接,取得了宝贵的经验。

1998年11月20日,国际空间站的第一个组件——“曙光号”功能货舱(美国出资,俄罗斯制造)发射成功,标志着国际空间站正式进入第二阶段——初期装配阶段(1998-2001年),主要内容是建立国际空间站的核心部分,使空间站拥有初始的载人能力(3人)。

第三阶段(2000-2005年)为最终装配和应用阶段。国际空间站建成后,可载6人,工作寿命为15~20年。

国际空间站作为科学研究和开发太空资源的手段,为人类提供了一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。

国际空间站项目于1998年正式开始建设,如今空间站已经运转11年,按其设计寿命可服役至2018年。