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第77章 空间站的过去 现在和未来

第七章第十节空间站的过去、现在和未来

 空间站介绍

开展载人航天事业的最终目的不是创造辉煌和谱写光彩夺目的史诗,而是全面、深刻地

开发和利用宇宙资源。为实现这一目的,一方面必须发展一种通向太空的经济高效的常规运

输手段,另一方面就是要建立永久性航天基地。“空间站”就是向这种永久性的航天基地发

展的过渡形式。

空间站,又称“航天站”、“轨道站”、“太空站”,是一种可供多名宇航员巡访、长期

作和居住的大型载人航天器。这种环绕地球长期运行的大型载人航天器,能与宇宙飞船或航

天飞机对接,以便补充给养,更换仪器设备和让宇航员轮班换乘。

空间站的优越性主要表现在它的经济性上,由于发射时不载人,这样就省去了为载人而增加

的保障系统,降低了设计和制造难度,降低了发射成本。同时,由于长期有宇航员维护,可

及时进行维修和更换零件,从而延长了它的寿命。空间站分为有人和无人两种工作模式,这

样许多试验只须宇航员调试好仪器设备便可离站,以后定期检查即可,这样也减少了使用费

用。

空间站通常由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、后勤服务舱、专用设备舱和太阳能电

池等几部分组成。因为空间站的开放性较强,可以根据任务的不同搭接不同的功能模块,这

种灵活性和适应性也是其他航空器所不能比拟的。

在空间站上,宇航员可以长期从事各种科研活动,包括天文观测,地球资源勘测,调查环

境污染,研究太空环境对生命的影响,进行特殊加工,以及制取在地面环境中无法获得的优

质新材料、新药。

空间站与其他的航天器相比,它的结构体积庞大,在轨时间长,功能多,研究规模和范

围广,但最大的特征就是:长期载人。 

迄今为止,美国已经发展并完成了一个“天空实验室”计划,而前苏联和独联体则研制和发

展了“礼炮”系列空间站与“和平”号空间站,这就是第一代空间站。

 第一代空间站——从“礼炮”到“和平”

1“礼炮”系列空间站

前苏联在同美国竞争登月失败后,为了在下一轮的竞赛中获得主动,决定全力以赴发展空间

站计划,并希望成为20世纪惊天动地的壮举。到1969年,前苏联认为建立空间站的基本技术

——航天器的会合与对接问题已经解决,1970年起开始了“礼炮

”号的建造工作。与此同时,他们对“联盟”号飞船进行了改装,以便使之成为空间站的辅

助运输工具。

1971年4月19日,巨大的“质子”号运载火箭将第一个空间站“礼炮-1”号发射上天,

运行轨道为近地点200公里,远地点222公里,倾角516度,运行周期885分。 它是世界

上第一个试验空间站。

“礼炮-1”号空间站在发射时不载人。1971年4月23日,前苏联宇航员弗拉基米尔·沙塔

诺夫、阿力克塞·叶利谢耶夫和尼古拉·鲁卡维什尼克夫乘坐“联盟-10”号飞船与“礼炮-

1”号对接成功,但由于机械故障,未能进入空间站。

同年6月6日,多勃罗沃里斯基、沃尔科夫和巴扎耶夫乘坐“联盟-11”号飞船,利用改进

设计的对接装置与“礼炮-1”号对接,并成功进入空间站内,进行了一系列的开创性实验,

如长期处于失重状态下的植物生长研究等。6月30日,三位宇航员在返回地球时因密封舱破

坏而死亡。事故发生后,此类3艘飞船全部停止飞行,留在轨道上的“礼炮-1”号也于10月1

1日结束飞行,坠入大气层。 

前苏联的第一个实用型空间站是,1977年9月29日发射的“礼炮-6”号,它有两个对接口

,可同时与两艘飞船对接,组成轨道联合体。1982至1991年间在轨道上运行的“礼炮-7”

号空间站,接待过11批28名宇航员。

2“和平”号空间站

在“礼炮”系列空间站的成功经验基础上,前苏联于1986年2月

发射了“和平”号空间站核心舱,其后边使用,边扩展,直到1996年4月,“和平”号最后

一个舱段完成组装。此时的“和平”号是一个总重116吨(包括一艘“联盟TM”飞船),总

容积470立方米的庞然大物。

“和平”号由工作舱、过渡舱、非密封舱三个部分组成,共有6个对接口。“和平”号作

为一个基本舱,可与载人飞船、货运飞船、4个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体,从而

扩大了它的科学实验范围。四个专业舱都有生命保障系统和动力装置,可独立完成在太空机

动飞行。其中一个是工艺生产实验舱,一个是天体物理实验舱,一个是生物学科研究舱,一

个是医药试制舱。这几个实验舱可根据任务需要更换设备,成为另一种新的实验舱。

自“和平”号空间站上天以来,至1993年底,已经接待了一艘“联盟T”号和17艘“联盟T

M”号载人飞船,并先后与“进步”号、“进步M”号货运飞船和“量子”号、“晶体”号专

用工

艺舱对接组成轨道联合体。宇航员们进行了天体物理、生物医学、材料工艺试验和地球资源

勘测等科学考察活动。最大的轨道联合体总长达35米,总重70吨,俨然是一个太空列车,绕

地球轨道不停地飞驰。1987年12月29日,宇航员罗曼年科返回地面时,已经在“和平”号上

生活

了326个昼夜。1988年12月21日从“和平”号上归来的两名宇航员季托夫和马纳罗夫,创造

了在太空飞行整整一年的新纪录。

但由于资金缺乏,维护欠佳,“和平”号事故不断。世纪之交,俄罗斯让“和平”号空间

站的轨道逐步降低,一直降到402千米的高度,然后由地面控制中心向它发送最后的指令,

进入地球大气层自毁。没有烧毁的空间站部件将安全地坠入太平洋。

3“天空实验室”

1973年5月14日,美国发射了“天空实验室”空间站,它利用“阿波

罗登月计划”的剩余物资——“土星-5”号火箭第三级改造而成,是第一个实际投入长期

使用的空间站。

“天空实验室”在435千米高的近圆空间轨道上运行,先后接待了3批9名宇航员到站上

工作。这9名宇航员在站上分别居留28天、59天和84天。“天空实验室”全长36米,最大直

径67

米,总重775吨,由轨道舱、过渡舱和对接舱组成,可提供360立方米的工作场所。1973年

5月25日、7月28日和11月16日,先后由“阿波罗”号飞船把宇航员送上空间站工作。在载人

飞行期间,宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学、空间物理、天文观测、资源勘

探和工艺技术等试验,拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片,研究了人在空间活动的

各种现象。1974年2月第三批宇航员离开太空返回地面后,“天空实验室”便被封闭停用,

直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行了2249天,航程达14亿

多千米。

 太空城市——国际空间站

大家也许在科幻片里看到过“太空城市”,然而,在21世纪到来的时候,这个幻想已经开

始变为现实了。

2000年10月31日,“联盟TM-31”号宇宙飞船从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场发射升

空。乘坐飞船的有3名宇航员,他们是美国人谢泼德、俄罗斯人吉德津科和克里卡廖夫。他

们的目的地是正在建设中的“太空城市”——国际空间站。这3位宇航员成为“太空城市”

的第一批长住居民,他们将在那里逗留到第二年的2月,他们的主要任务是让空间站进入正

常的工作状态。

追根溯源,国际空间站实际上起源于美国著名的“星球大战计划”。里根执政期间,提出发

展“星球大战计划”,同前苏联相抗衡,作为配套设施,计划建设“自由”号空间站。苏联

解体后,俄罗斯已不再对美国构成昔日那种威胁。老布什执政期间,“星球大战计划”搁浅

,“自由”号空间站计划也被压缩,1993年克林顿上台后停止了“自由”号空间站的建设。

但是时任美国副总统戈尔却对建设空间站计划非常感兴趣。在戈尔的极力主张下,“自由”

号空间站的计划设想从一国建造改为多国合作项目——“阿尔法国际空间站”。目前参加该

项目的有美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧洲航天局的11个成员国——英国、法国、德国、

比利时、意大利、芬兰、丹麦、挪威、西班牙、瑞士、瑞典等16个国家。

这是人类航天史上首次多国合作建造的最大空间站,预计总投资1 000多亿美元。国际空间

站计划分3个阶段实施:

第一阶段是准备阶段,已于1994年~1997年完成。这一期间进行了多次载人航天活动,

美国航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站进行多次对接,将美、日、德、加等国的宇航员送

到“和平”号空间站上,训练他们在空间站生活和工作的能力。与此同时,宇航员在“和平

”号开展大量空间科学实验,获得微重力、生命科学、地球资源探测和轨道交汇与对接方面

的知识和经验。

第二阶段是初期装配阶段。在这一阶段将把国际空间站的主体舱“曙光”号,和连接舱发

射到太空进行组装;空间站的核心部分服务舱将发射升空,并同“曙光”号和“团结”号对

接。这期间空间站将初具规模并可运载3人飞行。

在第三阶段,将把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱送入太空,对接成功后标

志着国际空间站的最终建成,届时可以有7名宇航员同时在太空工作。

 走进国际空间站

建成后的国际空间站将是个“太空中的城市”,成为人类在太空中长期逗留的一个前哨站。

它包括6个实验舱和1个居住舱、3个节点舱以及平衡系统、供电系统、服务系统和运输系

统,总重量为454吨,空间站主结构长88米,首尾距离109米,高度44米,封闭容积相当于两

个波音747飞机的内部空间,平均运行高度为350公里,轨道倾斜角516度。

所有的国际伙伴的火箭都可以到达这个轨道,使空间站能够随时获得补给。同时,这个轨道

提供了良好的观测视野,包括85%的地表覆盖,并飞过95%的人口地带。地面上的人可以用肉

眼看到它。在夜空里,除月亮和金星外,第三颗最亮的“星星”就是国际空间站。

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