人类探索深空的前沿阵地,科学技术的结晶,三大空间站的最全解析

时间:2019-11-08 08:00:01 来源:西游汽车 当前位置:永鑫说网络 > 置物架 > 手机阅读

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空间站是全人类科技进步的结晶,同时空间站也起到了人类探索深空的前沿阵地,对于未来移民月球和火星有很大的辅助作用。空间站还可以为世界各国的在轨卫星提供维护服务,确保卫星的正常运行。

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空间站的构造十分复杂,可以说是人类建造的最复杂的设施之一,那么接下来我这篇文章将带领大家一起走近空间站的世界,本文将会为大家列举三个典型空间站,它们分别是国际空间站,和平号空间站,我国天宫空间站,其他单模块空间站本文就不做介绍啦。

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国际空间站项目的历史

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1982年5月,美国宇航局在其总部设立了一个专门的国际空间站工作团队,当时就已经开始了对国际空间站的概念设计。该计划刚开始是作为载人航天项目计划实施的,目的是遵循航天飞机计划,利用未来的空间环境进行科学实验。国际空间站刚开始也是用作探索月球和其他行星的中间基地。

此外,当时美国宇航局决定通过和国际合作来实施这一项目。同年,美国宇航局与加空局和其他欧洲国家进行了合作接触,并邀请他们从调查和研究阶段就开始参与该项目。1982年6月,当时美国宇航局局长贝斯也邀请了当时的日本科技厅部长参加了这个项目。

当时日本认为有必要参与这一方案。因此,日本政府决定在航空发展委员会之下设立一个空间站方案工作团队, 该委员会是日本首相的一个科学组织。

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而加拿大航天局计划在国际空间站上开发了一个远程机械臂系统,在航天飞机的货舱也安装一个机械臂,这样的话可以对航天飞机进行内部控制和执行进出货舱等等操作。加拿大认为国际空间站计划是航天飞机项目经验的延伸。

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欧空局是一个由欧洲国家组成的空间探索机构,其实欧空局在之前就有一个长期的项目,他们希望可以开发一个能够进行空间实验和空间观测的太空空间系统。在与美国航天局合作之前,欧空局已经利用当时的Spacelab进行了空间实验,Spacelab是一个载人空间实验室,安装在航天飞机上,当时实验时间很短,没有充足的时间做更多实验。欧空局当时正在开发欧洲可回收载体设施EURECA,这是一个由航天飞机发射和回收的无人平台, 由航天飞机自行发射和回收。欧空局认为国际空间站方案是EURECA方案的延伸。

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1984年,美国总统里根宣布支持国际空间站计划,并呼吁与国外太空探索机构合作。美国总统里根在1984年1月的国情咨文中说:“我们的下一个目标是发展一个新的前沿技术。我命令以美国宇航局为首的科技部门在十年内建造一个太空载人空间站。”这其实标志着国家空间站建设的正式开始。此外,在1984年6月举行的伦敦首脑会议上,里根总统也邀请了各国参加国际空间站计划。

首脑会议中各国认识到,基础设施服务项目将带来技术发展,这将加强经济和提高百姓们的生活质量,并且提高国家综合国力。

1985年,日本、欧洲和加拿大决定参加国际空间站计划。

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1985年1月,在欧空局主任会议上,欧空局接受了国际空间站计划并列入欧洲科技长期计划。1985年6月,欧空局和美航局签署了涵盖国际空间站初步设计的合作意向书。

此外,1985年4月,加拿大也和美航局签署了合作意向书。与此同时,在日本,空间发展委员会的空间站工作团队研究了美航局初步设计活动的想法。之后便建立了“参与空间站方案的基本框架”。

1985年5月,日本科技局(STA)与美航局签署了空间站初步设计合作意向书,日本在那时开始进行初步设计。1985年8月,日本航天发展委员会成立了空间站任务组,并开始研究国际空间站初步设计阶段的主要项目,评价结果,以及后发展阶段的基本政策。

1988年,参加国签署了“政府间协定”,并开始了发展阶段。

其实当时的设计是利用空间站进行材料和生命科学领域的实验,也就是利用太空环境的无重力和真空特性。此外,人们还认为,国际空间站将成为未来探索月球和行星的中间基地,也会成为修理故障卫星的近水楼台。各种配置都是在这样的假设下考虑的,这就是当时他们的想法。

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后来,美航局审查了国际空间站的设计,决定分两步开发国际空间站,即第一阶段和第二阶段,以减少发展国际空间站本身的预算,并且训练专业宇航员。

1993年,国际空间站重新设计,俄罗斯加入了国际空间站计划。即使在发展开始之后,参与国也难以维持必要的预算。它们重新设计和修订了时间表。

1993年2月, 美国克林顿政府指示NASA重新考虑国际空间站计划, 国际空间站的预算会重新起草至国家预算的一部分,这时候国际空间站预算已经成了国家预算了。

在冷战结束后,美俄两国政府就合作的主题进行了谈判。在谈判过程中,有不少人建议俄罗斯参加国际空间站计划 ,美国在新的形势下同意俄罗斯的意见。日本方面于1993年12月1日说到:俄罗斯参与国际空间站计划是非常合理的。

1993年12月6日,在华盛顿举行的IGA会议上,正式决定邀请俄罗斯作为国际空间站项目的合作伙伴之一,后来,俄罗斯接受了日本、欧洲和加拿大的联合邀请。

1994年3月,确定了国际空间站的总体结构和发展时间表,包括俄罗斯提供的一些方案。

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1998年1月30日,在美国首都华盛顿签署了一个新的国际空间站计划,新成员包括俄罗斯、瑞典和瑞士。根据国际空间站方案,参加国际空间站方案的国家总数达到15个。1998年2月24日,齐藤(日本)与美国宇航局局长戈尔登签署了一份新的合作意向书。

接下来我们从模块方面了解国际空间站的构造与精密程度吧。首先:

第一个模块:曙光号

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FGB Zarya(曙光号)是第一个与国际空间站遥感系统集成的模块。

曙光号模块在加压适配器一侧与美国端口元件对接,在锥形后端的对接单元一侧对接俄罗斯端口元件。曙光号功能舱还可以重复接收再补给航天器的推进剂。接下来还有很重要的一点,那就是控制国际空间站的姿态和稳定性。曙光号模块在国际空间站运行初期向空间站提供电力,并支持机组人员的进行短期停留。

曙光号模块的操作系统被细分为服务系统和基础系统。服务系统提供飞行中的模块操作及其与其他服务模块的会合和对接,而国际空间站的控制则由基础系统提供。

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曙光号模块由仪器货物舱(ICC)和压力适配器(PA)组成,目的就是为了容纳和支持与其他国际空间站模块和到达国际空间站的航天器进行机械对接的一系列操作。PA是由一个800毫米球形舱壁与ICC隔开的。货物舱内部分为两个区域:仪表区和生活区。仪表区其实是可容纳机载系统的特别单元。生活区大家都应该明白了,它是专为船员工作而设计的。除了支持宇航员生活之外,生活区还拥有监测和控制机载系统以及紧急警告的预警系统,还有一些简单的控制设备。仪表区与生活区之间由内部面板隔开。

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曙光号模块于北京时间1998年11月20日发射,它搭载的火箭是俄罗斯质子火箭,由拜科努尔航空基地发射。

第二个模块:团结号

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国际空间站的第二个模块Unity(团结号)模块于1998年12月4日发射。团结号模块由波音公司和马歇尔空间飞行中心的联合工厂制造,不过它是为了美航局制造的。模块由铝制成,形状为圆柱形,具有六个停泊位置,便于与其他模块的连接,怎样连接,哪里设置端口,这都是计划之中的。团结号模块直径有4.57米,长5.45米。

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1998年是STS-88奋进号航天飞机任务将团结号模块送上了太空,STS-88奋进号是首个专门用于组装空间站的航天飞机任务。当国际空间站将诸如流体、环境控制和生命支持系统、电气和数据系统等集成在在空间生活区域时,团结号是最佳选择的地点的。在团结号中安装了50000多个机械产品、216条输送流体和气体的管道、以及121条使用电线的内部和近万米的外部电缆。

第三个模块:星辰号

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它是轨道上运行时间时间最长的模块,支持载人航天飞行。俄罗斯的Zvezda(星辰号)是发射到国际空间站的第三个模块,现在,它仍然绕着地球运行,同时为多达6名船员提供生命和居住支持。2000年7月12日,星辰号模块乘坐俄罗斯质子号运载火箭,7月26日完成对接。

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当时,新闻媒体注意到这次发射居然在运载火箭上打了广告,发射星辰号的质子火箭在外面打上了必胜客的标志,这只是一个小插曲。星辰号模块与曙光号模块永久对接。星辰号模块拥有国际宇航员所需的长期生命支持,因而变得适合居住。直到现在星辰号模块仍然是国际空间站宜居部分的基础。

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星辰号模块由两个圆柱形舱室组成:一个工作舱,宇航员们在其中工作和生活。一个圆柱形转移室,它有一个对接口。一个围绕着转移室的无压力装配室和一个有三个对接口的球形转移室。星辰号模块重约18051公斤,长13.1米,它的太阳能电池板的有29.7米左右。

该模块提供生活区、生命支持系统、电力分配、数据处理系统、飞行控制系统和推进系统。它还提供了一个通信系统,如果你想要和地面联系就需要到星辰号模块了。同时,星辰号模块也是俄罗斯联盟号,进步号航天器和欧洲任务的主要对接端口。星辰号模块的历史比它轨道的时间还要长,为什么呢?

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因为俄罗斯当时命名的星辰号模块是“DOS-8”,这意味着这是苏联已经对DOS-8进行了长期的轨道空间实验。内部结构最初是在1985年代左右建造的,是和平号空间站2号的核心(这是当时的计划,没有实现)。和平号2号空间站是在1980年代末提出的,以取代之前苏联发射的和平号空间站。这就意味着星辰号模块与和平号空间站的核心模块(DOS-7)有类似的模式。

星辰号模块已经取代了和平号空间站2号空间站。苏联和平号是世界上第一个模块化空间站。苏联于1986年发射了其基地模块,和平号成为第一个有人居住的模块空间站。

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当空间站接近15周年时,俄罗斯发现自己正在与美国宇航局和其他国家竞争,和众多国家比钱多?这是不明智的。由于无法同时维护两个空间站,俄罗斯政府于2001年将和平号进行了偏离轨道的操作,后来便坠入了太平洋,这个我们会在后面具体介绍,和平号空间站的构造也非常精妙,也是一个不朽的传奇。

第四个模块:命运号

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命运号模块的设计其实是为了保持一套模块架,可以在添加,移除或在必要时进行更自由的更换操作。它可以支持包含流体和电连接器、视频设备、传感器、控制器和运动抑制器,以支持它们所包含的任何自由操作。

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当航天器到达国际空间站时,命运号模块里面有电气和生命支持系统。随后的航天飞机飞行任务提供了更多的机架和实验设备,包括微重力科学手套箱、其他人类研究设施来进行各种科学实验。最终,命运号将在人类生命科学、材料研究、地球观测和商业应用等领域进行实验,最多可容纳13个有效载荷架。

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除了作为一个科学设施的作用,命运号还包括控制中心,这可以控制国际空间站的机械臂进行操作。铝制命运号模块长8.5米,直径4.3米。该实验室由三个圆柱形部分和两个带有舱口的圆锥体组成,它们可以与其他的空间站部件相匹配。

第五个模块:探寻号

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Quest(探寻)号是一个加压模块,由两个圆柱室组成,探寻号模块连接的舱壁和舱口连接到端。一旦安装和启动,气闸就成为国际空间站宇航员太空行走进入和离开的主要通道,这其实也被称为“外部车辆机动单位”(也就是Emus)。此外,探寻号模块的设计是为了支持俄罗斯的EVA活动。

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探寻号模块长5.5米,直径4米,重量6064公斤,体积34立方米。

探寻号模块是动车组硬件的积载区,位于模块内的俄罗斯降压泵和压力均衡阀的组合可赋予气闸降压或者加压能力。最后为大家说一下时间吧,2001年7月12日,乘坐美航局的亚特兰蒂斯号航天飞机升空,7月15日与团结号模块进行对接。

一个特别的对接模块,第六个模块:Pirs号

Pirs号对接模块是俄罗斯制造的。是两个原本设计用于国际空间站上的俄罗斯密封过渡舱中的一个。这个舱的作用在于使飞船等航天器能停靠在空间站上。发射于2001年8月。

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Pirs号对接模块是由俄罗斯能源航空航天公司制造,这个模块的的设计类似于和平号空间站上的入站模块,它提供了一个可以与联盟号载人飞船和进步号运货飞船对接的接口。

第七个模块:和谐号

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和谐号模块(Harmony)是该空间站总共三个模块中的第二个。该模块在2007年10月23日STS-120发现号航天飞机任务中发射。在正式命名发射前,该模块一直被代称为“节点2”。2007年11月14日,该模块与命运号模块对接成功。

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和谐号模块由欧空局与意大利宇航局共同拥有的Terez Alenia航空公司制造,当然了,也是为美国国家航空航天局制造的,和谐号模块归属美国航空航天局所有。和谐号模块源于欧洲航天局与美国航空航天局之间的以物易物的合作协定,欧洲航天局保证出资建造和谐号节点舱,以换取使用美国航空航天局拥有的国际空间站上的组件权限。

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和谐号将提供空气、电能、水和其它系统支持国际空间站其他八个模块,并和哥伦布模块及希望号模块组对接。

第八个模块:哥伦布

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哥伦布模块其实是一个科学实验室,实验室是一个圆柱形模块,带有两端椎端结构,总长度为6.9米,直径有4.5米,重量是19.3吨,它的形状非常类似于多功能模块(MPLMS), 因为两者都被设计成适合航天飞机轨道飞行器的货舱。

第九个模块:希望

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接下来的一个模块来自日本,日本宇航局起的名字是きぼう Kibō(希望),我们可以叫他希望号模块,它是一个日本科学模块。同时希望号模块是国际空间站最大的单个模块,模块的前两部分是STS-123和STS-124运送上去的,第三个也是最后一个组件是在STS-127运送上去的。

Kibō希望号模块主要由六部分组成:1.压力模块(PM),2.一个暴露设施(EF),3.实验物流模块(ELM-PS),4.实验物流模块暴露模块(ELM-ES),5.日本实验模块远程机械臂系统(JEMRMS),6.轨道间通信系统(ICS)。

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增压模块(PM)是圆柱形的,一共有23个组件。其中10个专门用于科学实验,其余13个专门用于Kibo系统的存储和其他运作。Kibo也是在空间站上举行的许多新闻发布的地点。

EF设施位于PM设施的端口外。所有实验有效载荷都完全暴露在太空环境中。为了保证这些实验正常运行,有效载荷需要一个ORU(轨道替换单元),ORU由EPS(电力系统)、CT(通信和跟踪)和TCS组成。

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遥控机械臂系统(JEMRMS)是一个10米长的机械臂,安装在PM的端口锥上,目的是为EF服务。RMS控制台是在ELM-PS内部启动的。除了主臂之外,在主臂末端的执行器上还有另外一条辅助机械臂,长2米。日本HTV-1飞船在对接过程中,小巧的这个辅助机械手臂就会帮助宇航员执行下一步操作。

第十个模块:穹顶

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国际空间站宇航员在穹顶模块拍摄了超过50000幅图像。穹顶模块的顶部有有史以来太空建筑最大的天窗,直径有9.5米左右,宇航员可以从模块内观察到外面的世界,包括我们可爱的地球。国际空间站宇航员有时候也会在穹顶模块观看外面正在执行太空行走任务的同事们。

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穹顶模块虽然天窗很大,但是整个舱高只有1.5米左右,直径不到3米。所以,一次只能容纳一到两个宇航员。这里可以说是宇航员拍摄最佳图片的地方了。

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第十五个模块:黎明号

黎明号模块(Рассве́т),模块的设计类似于和平号的对接模块,黎明号模块是1995年STS-74航天飞机任务搭载升空的,黎明号模块主要用于货物储存和作为停靠港访问航天器。2010年6月28日,联盟TMA-19航天器与该舱进行了第一次对接。黎明号模块质量有5 070公斤左右,最大的船体直径2.35米,对接装配面之间的船体长度有6米,加压容积17.4立方米,宜居体积为5.85立方米

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其他设备科普(部分设备,桁架部分大幅度省略了)

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阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,又被称作反物质太空磁谱仪,简称AMS)是一个安装在国际空间站上的粒子物理试验设备,最初由麻省理工大学的物理学家,诺贝尔物理学奖得主丁肇中于1995年提议开始,并主持其相关的国际合作计划。这计划是一个国际合作项目,动员了二百多人,来自31所大学院校和15个国家都参与了这项计划。目的在于探测宇宙中的特别的物质,包括暗物质暗能量及反物质。阿尔法磁谱仪将依靠一个巨大的磁铁及六个超高精确度的探测器来完成它搜索的使命。

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接下来为大家介绍的设备是加拿大2号机械臂,加拿大2号机械臂,也被称为空间站远程机械臂系统(SSRMS),于2001年4月19日搭载奋进号航天飞机执行的STS-100任务到达轨道。五天和两次太空行走后,CANADARM2的安装终于完成。CARADARM2是国际空间站外的机械手臂,其安装过程于2001年4月24日完成。

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接着我们在看另一个航天飞机任务,STS-100期间,加拿大宇航员克里斯·哈德菲尔德和美国宇航局宇航员斯科特·帕拉辛斯基花了将近15个小时在舱外工作,加拿大2号机械臂可帮了不少忙。从那时起,该机械臂一直在空间站外部移动,处理沉重的有效载荷任务,偶尔协助宇航员进行太空行走,协助了有多少次呢?大概有100次。加拿大2号机械臂的所有这些都是以空间站组装和维护的目标进行的。

空间站的宇航员现在使用Canadarm2来抓取和停靠即将到来的航天器,如轨道ATK的货船SS John Glenn。有时,休斯敦地面也会利用飞行控制器远程操作Canadarm2机械臂,18米长的手臂是现在组成空间站移动服务系统的三个机械臂部件之一,还有一个机械臂称为Dextre,还有一个被称为移动远程服务基础系统(MBS)的基础平台。加拿大航天局在一份描述中写道,MBS允许Canadarm2和Dextre绕着空间站主桁架结构进行外部移动。

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星辰号模块就位之后,美航局开始了一系列航天飞机发射,以进一步丰富年轻又稚嫩的国际空间站。

美国宇航局其实有自己的目标和规划。那就是发射许多国际空间站组件,或者可与轨道飞行器有效载荷舱相匹配的附加模块,还有许多补给品尚未进行部署。所以接下来,美国宇航局和俄罗斯航天局必须确保每一次任务都能顺利完成。

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说到这里,我们不得不说的就是STS-92发现号航天飞机任务,STS-92是发现号航天飞机任务,也是针对国际空间站的特殊任务。STS-92发现号航天飞机任务为国际空间站运送了Z1桁架,加压适配器(PMA-3),还有两个DDCU(热管)。在这里由于桁架不分比较多,所以我只为大家介绍Z1桁架,其实还有很多桁架。

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Z1桁架是整体桁架结构的脊梁。通过额外的任务,桁架将扩大右舷容量,以容纳更多更大的基础设施服务部门,如太阳能阵列和冷却板等等。Z1桁架包括四个控制力矩陀螺仪,这些装置将有助于使空间站与地球和太阳保持在稳定的位置,最大限度地减少使用推进燃料,这些燃料都是有限的,所以能不用就不用。

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Z1桁架还包括通讯设备和等离子传感器,这种装置可以将安装在国际空间站外部的所有电荷分流出去,以避免这些多余电流对部件或宇航员们造成危险的后果。Z-1桁架还提供了冷却空间站所需的第一个元件。

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接下来为大家介绍的是加压适配器(PMA-3),它被安装到了一个备用的公共停泊(也就是CBM)端口上。统一作为未来轨道飞行器的后备对接端口。在以后的组装任务中,加压适配器(PMA-3)将在空间站周围移动,通常是在轨道飞行器需要沿桁架安装组件时使用,同时使轨道飞行器的外壳远离障碍物,停靠在节点最低点的PMU上。

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这些装置是即将安装的四个太阳能阵列中第一个关键部件。就像城市中的变压器一样,而DDCU可以将太阳能阵列31千瓦一次电子系统的电能降至160伏特二次电源子系统,这其实是一种配电系统,它最终将在二次动力系统上充电,供国际空间站在地球阴影中运行和使用,其次,二次电源还可以为所有模块系统提供直接电源。

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我还要为大家介绍另一组科研设备,也就是Window of Destiny,它占用了占据一个机架的空间,这是一种光学仪器,它使拍摄非常高质量的照片和视频成为可能。从这扇窗户拍摄到的图像可以让地球上的地质学家和气象学家有机会以他们从未见过的方式研究洪水、雨林气候、火灾和浮游生物泛滥等事件。其他还有部件很多就不一一介绍了。

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国际空间站在轨这些年来为我们提供了很多科学馆测数据,进行了数万次微生物,植物科学,天文观测等多领域科学活动,可以说是战功赫赫,接下来为大家介绍的是另一个不朽的传奇——和平号空间站

和平号空间站

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和平号空间在1976年至1999年之间完全是一个神话与传奇,直到现在还有科学家在吸取和平号空间站的建造经验,还有研究和平号空间站的内部结构,其实这就反映了苏联过去的太空辉煌时代和无与伦比的太空探索地位。

和平号空间站在轨运行了15年,是计划寿命的三倍。这是一次命运的飞跃,科技的腾飞,但是在这过程中也有意外与惊险。和平号空间站曾遭遇最危险的火灾,一次灾难性的碰撞,以及一段失控的黑暗时期。

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和平号是俄罗斯过去太空时代的象征,也是世界太空领袖的未来的象征。在半个世纪的相互对抗之后,国际空间站成为了俄罗斯和美国之间一次大规模的技术合作的舞台。

对俄罗斯人来说,“Мир”这个名字有很大的意义,这个名字可以翻译成“世界”、“和平”、从历史上看,1861年解放法令之后,“Мир”一词指的是拥有自己土地的俄罗斯农民社区。1917年俄国革命后,国有集体农场取代了农民社区。

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到达过和平号空间站的宇航员,都表示自己很有幸来到和平号,对和平号空间站的所有设备都印象深刻。在建设期间,俄罗斯方面一直在增加新的模块, 然后对设计图模块进行重新布局,建造了当时外层空间有史以来最奇特、最大的建筑。空间站以平均每小时28783千米的速度运行,在地球上空约400公里处运行。

在外观上,和平号空间站也被比作一只蜻蜓,NASA前宇航员JerryLinenger觉得和平号空间站的外观就像四辆公共汽车同时驶入了一个四通八达的十字路口。 它们碰撞并连接在一起。这四辆公共汽车彼此成直角,组成了四个和平号科学模块。

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艺术家直到现在还在用自己的艺术情感赞颂和平号空间站,国际空间站和我们的天宫,各有优点,都是壮举,除了这些外观,构造之外……

和平号空间站在长期太空飞行中还创造了很多记录。宇航员医生Valeri Polyakov在和平号上停留了437天17小时38分。宇航员波利亚科夫在太空一直在对生物医学问题进行研究,他进行的长期载人航天生物医学研究作出了很大贡献。

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除此之外,这位俄罗斯宇航员在和平号空间站待了678天16小时33分钟。然而,在1999年,谢尔盖·阿夫代耶夫在空间总时间方面的成就超过了前者波利亚科夫,他在三次空间飞行任务中总共经历了747天14小时12分钟。在和平号空间站期间,卢西德在1996年为女宇航员创造了太空耐力纪录,当时她在轨道上停留了188天4小时整。

没有重复的助推,低地球轨道上的所有东西最终都会坠落。由于新的国际空间站需要俄罗斯空间计划的大部分精力和资金,和平号空间站注定了要脱离轨道。2000年12月30日,俄罗斯总理米哈伊尔·卡西亚诺夫签署了一项决议,要求和平号在2001年初坠毁。

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其实当时人们都有些害怕和平号空间站坠落造成的影响。对于和平号坠毁,俄罗斯方面在可能坠毁点进行了提前知会。而当时最可笑的是某个国家一直保持密切监视,因为他们认为这是美国的的武器,这是一招浑水摸鱼的办法……美国政府向俄罗斯提供了跟踪和轨道数据,大气状况,甚至太阳活动,帮助预测了和平号空间站的坠毁情况。我们现在知道和平号空间站坠落在太平洋预定海域,但是即使这样当时RSC Energia 主席Yuri Semenov说:“我们没有百分之百的安全保证。”

安纳托利·索洛维耶夫在和平号上空间站生活了651天,当时媒体采访的时候他说:“这些天我特别难过,我们苏联太空计划的黄金时代即将结束,我们不仅投资了钱,更重要的是,我们的精力。”其实当时人们都很惋惜。

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和平号的建造始于1986年2月20日质子-K火箭将和平号的核心模块送入轨道。这可以说是和平号空间站的第一个模块。和平号空间站的第一批船员于1986年3月中旬抵达,莱昂尼德·基辛和弗拉基米尔·索洛维耶夫的一直在和平号空间站上,直到1986年5月5日。

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1987年,苏联增加了和平号的第一个扩展舱Kvent-1模块, 俄罗斯方面意识到需要一种更加多样化的方式来运送船员和设备往返于和平号,比如说像美国航天飞机之类的东西。1988年,苏联发射了一架带翼的可重复使用的太空飞行器,也就是苏联Buran飞行器,它的第一次飞行近乎完美。

然而,在这个时候, 苏联正在崩溃……没有进一步对Buran进行飞行尝试,计划中的轨道飞行器仍未完成。Kvant-1模块由一个无重力实验室和两个工作室组成,其中还配备了6个陀螺仪,在太空中保持平衡是必要的,除此之外还有几个科学仪器。和平号空间站Kvant-1模块还配备了一个对接端口,可以容纳航天器到达之后的对接需求。

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在之后几年里,和平号继续扩大,增加了研究实验室和居住单元。Kvant-2模块于1989年11月抵达,这个时候Kvant-2模块已经可以让宇航员进行舱外活动了。除了陀螺仪之外Kvant-2模块还携带了大家非常感兴趣的将尿液转化成水的特别装置,1989年就有如此科技,确实令人佩服。

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第三个模块Kristall(晶体模块)于1990年5月底发射,装有地球观测仪器,用于电子硬件和生物实验。哦对了,这三个模块都是由质子-K火箭发射的,Kristall模块由实验室和一个停靠舱组成。1995年6月29日,美国的航天飞机开始与和平号空间站对接。在第一次对接之前,和平号宇航员使用Lyappa 机械手臂重新定位了Kristall模块,从而允许亚特兰蒂斯号航天飞机可以成功对接。1995年11月,一个新的对接模块通过STS-74到达 ,这是最后一个对接模块了,今后的对接就方便了很多。

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1996年4月26日,最后一个模块,自然号模块加入了和平号,自然号模块重近20吨。自然号模块没有太阳能阵列,所以必须依靠其空间站的电能。除此之外,自然号模块还搭载了一些遥感监测设备,比如说监控大型工业区的运行情况并对其环境影响能力进行综合评估,其他还有比如监测臭氧层,大气,云层微分子浓度等等。

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在俄罗斯空间站进入第二个十年后,和平号空间站非常容易发生事故,1997年2月,Elektron电解供氧装置(一个氧气发生装置)燃烧了整整15分钟,这其实已经危及到了空间站的安全。Elektron电解供氧装置的故障和中央计算机的故障和经常断电有关。1997年6月进步M-34飞船碰撞破坏了Spektr(光学模块)船体的完整性,之后该舱就无法居住了。

虽然伤痕累累,满目疮痍,但是宇航员和科学家还是坚持了很长时间。在空间站在轨期间,共接待了来自12个不同国家的125名宇航员和宇航员,它为17次太空探险提供了支持,其中包括28名长期服役宇航员。和平号空间站与31艘飞船进行过对接,其中9艘是航天飞机。此外,64艘无人货船还会定期向和平号运送用品和设备。和平号还是一个漂浮的实验室,在轨期间一共进行了23000个科学和医学实验。

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虽然和平号已于2001年初消失,现在国际空间站(ISS)在轨道上发展迅速,但美国和俄罗斯仍在使用和平号的宝贵经验作为“治站之道”。3月23日,也就是和平号离开轨道的同一天,俄罗斯驱逐了四名美国外交官,并表示将再驱逐46名外交官,以报复美国以间谍活动为由驱逐50名俄罗斯外交官的行动。这不是冷战,国际局势在次紧张起来,所以,国际空间站,也算是一个缓和计,这是一个有价值的合作计划。其实和平号在某些程度上已经不仅是科学的堡垒了,更是美国和苏联(俄罗斯)其他政治活动的壁垒。国际空间站本身是从和平号的教训中成长的,国际空间站计划中部分都是从航天飞机事故,发射事故和和平号计划中的经验中吸取到的教训。

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关于和平号空间站模块的更多细节,请继续阅读吧……

和平号核心模块(具体讲解部分)

和平号核心模块从苏联早期科研计划演变而来,成为空间站的核心。它于1986年2月发射,长13.1米,重20.4吨,包括主要的生活区和工作区,以及生命维持系统和电源,还有主计算机, 通讯,和控制设备。有90立方米的居住体积 。和平号的环境一般保持在温度为17摄氏度~27摄氏度,湿度为20%~70%之间。核心有四个主要的隔间。

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工作舱实际上是由一个锥形截面连接的两个圆柱体,提供了行动区和生活区。生活区提供了长期任务所需的必需品,包括带桌子的厨房、烹饪的东西、垃圾储存的东西、锻炼器和跑步机以及医疗监测设备;录像设备;以及船员单独的空间,每个区域都有一个门廊、铰链椅和睡袋。个人卫生区设有厕所和水槽,位于工作舱的一端。和平号有几个舷窗,外面有百叶窗保护模块以保护免受轨道碎片的撞击。两个电视屏幕允许与地面进行面对面的通信。另外四个电视屏幕监视着其他的和平号模块。

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转移舱是和平号前端的一个球形结构,为参观航天器提供了一个末端对接端口,外加4个90度布置的径向靠泊端口,供进入空间站增加的模块。一个接近模块使用KURS (航向)自动对接系统与前方港口对接。然后,机组人员可以使用模块的机械手手臂系统将其移动到一个径向端口,从而为以后的使用腾出前一个端口。

Kvant-1模块

1987年4月,Kvant-1模块停靠在和平号空间站,它增加了和平号的可用体积,并增加了和平号的科学实验能力。Kvant-1拥有天文观测设备,支持星系、类星体和中子星等天体物理学的研究。该模块还支持生物技术实验,并具有一些车站控制和宇航员的生命维持功能。11吨的Kvant-1长4.4米,长6.3米,有40立方米的加压容积。该模块配备了六个陀螺仪,可精确地指向空间站,并大大减少了用于形态控制的燃料量。其尾部停靠港可供联盟号和进步号车辆使用。

Kvant-2模块

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Kven-2是一个科学和气闸模块,提供生物研究、地球观测和舱外活动能力。

Kvant-2增强了和平号的饮用水和氧气供应, 增加了运动控制系统,电力分配系统,以及淋浴和洗涤设备。这艘19.6吨的Kvant-2模块长4.4米,长13.7米,体积61.3立方米,太阳能阵列27.4米。这是第一个装有Lyappa机械臂的模块,用于与和平号对接后移动这些模块。1989年11月,Kven-2号与和平号对接。

Kristall模块(晶体 )

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Kristall模块支持微重力环境下的生物和材料生产技术。包括半导体、细胞物质和药物。Kristall进一步支持了天体物理研究和技术实验。Kristall模块有一个径向对接口, 最初设计是用来对接俄罗斯航天飞机式轨道飞行器Buran的一种特别对接口,在1995年与STS-71对接。19.6吨Kristall模块的长度为4.4米乘13米,体积为60.8立方米,太阳阵列为36米。

Spektr模块(光学)

Spektr支持空间站对地球自然资源和大气层进行更好的调查和监测。Spektr还支持生物技术、生命科学、材料科学和空间科学技术的研究。美国宇航员经常使用Spektr作为他们的生活区,他们对宇宙是情有独钟。在1995年5月Norm Thagard对和平号的任务中,Spektr携带了超过1600磅的美国设备,主要用于生物医学研究。它的到来还带来了两对太阳能阵列,以提高空间站的功率。

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最后还包括一个Lyappa机械臂,以协助移动和平号上的模块。19.3吨的Spektr舱长14.4米乘4.4米,加压体积为62立方米,有四个太阳能阵列。1997年6月25日,一辆无人驾驶的进步再补给车与Spektr模块相撞,造成太阳能阵列和船体损坏,减压。和平号宇航员关闭了泄漏的Spektr的舱门,防止了在和平号上进一步损失。

Priroda模块(自然)

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这个模块的话主要目的是监测包括天气,海洋和地球大气系统,陆地上矿物和作物条件;以及人类在环境中的影响和机会。自然模块还从核能、地震活动和其他地区的远距离传感器收集信息,以建立一个综合监测和预警系统。自然模块于1996年4月启动,在卢西德停留和平号期间,最后一个和平号模块抵达。这艘19.7公制吨的普里罗达长4.4米乘12米,加压容积为66立方米。

天宫空间站(中国空间站)

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最后一个为大家介绍的那当然是我国的空间站了最精彩的往往要留在最后,因为最后部分最靠近评论区啦。我国空间站也叫作天宫空间站。天宫空间站预计在2020年建成,完成最终的创建,首次预计在轨运行时间将超过十年。

我们的天宫空间站总体设计将包括以下模块,天和核心模块,问天实验室模块,梦天实验室模块还有天舟货运飞船。首先从名字来说,十分具有东方强国的韵味与内涵。

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在我国的载人航天计划中,建造地球轨道空间站的目标其实很早就确立了。为了避免在地球轨道上建立空间站的相关技术落后于其他国家,中国于1987年2月启动了对载人航天的初步研究,并在863计划(国家高科技研发倡议)下成立了两个专家团队,为宇航员运输系统和空间站制定计划。虽然当时科学家对宇航员的运输系统方面进行了激烈的辩论,但建设空间站和登月方面的最终目标却已经决定。

到九十年代初,我国航天工业已经分了三个阶段并且制定了一项30年计划,发展建设空间站所需的所有技术和专门知识,首先是将宇航员送入太空舱轨道,然后发展包括EVA和交会对接在内的先进航天技术,以及发射单舱试验轨道站,最后是建造一个永久的太空站。

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我国发展空间站的方式与苏联(俄罗斯)类似,发射了一系列较小的、单舱的、暂时由地面管理的轨道站(例如礼炮计划和almaz计划),以演示所有相关技术,然后再着手建造一个更大、多模块、永久功宇航员使用的空间站。不过,我国的空间站计划还面临着一个技术问题,那就是缺乏能够将大型空间站模块送入轨道的运载火箭。所以初期方案只能发射8000公斤重的小型轨道模块(也就是天宫一号和二号),作为完善轨道交会对接等所需技术的先头部队。

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继我国第一次载人航天计划(921-I项目)第一阶段取得初步成功后,我国政府于2005年2月批准了载人航天计划第二阶段的后续探索任务,以发展先进的空间飞行技术为目标,包括舱外活动(EVA)和轨道交会对接,以支持未来的空间站建设。

2005年10月,国务院发布了“国家中长期科技发展纲要”(2006-2020年),将载人航天和月球探测作为国家未来15年16个重点科技项目之一,有效地使空间站规划成为国家战略。在接下来的三年里,人民解放军总装备部(GAD)与航天工业和其他研究机构合作,为空间站的建设制定了一项计划,也就是空间站实施计划。

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2010年9月,我国政府正式批准了空间站实施计划。航天科技集团公司表示该计划的目标是“在2020年左右在低地球轨道(LEO)建造一个可操作的载人空间站,使人们能够掌握空间的长期居住情况,获得在轨道上进行长期、人为管理的科学和技术实验的能力,并能够全面探索和利用空间资源”。

与以往的载人航天任务一样,空间站计划的实施将由中国载人航天局执行。其他内容还包括,其中包括:航天员,空间应用,货运车辆,空间实验室(天宫1/2),空间站,望远镜模块,发展Cz-2F运载火箭,Cz-5B运载火箭,Cz-7运载火箭等

最初的921项目计划要求在建造空间站之前发射三个空间实验室模块。随着该方案的进展,20吨质量的天河1号核心模块在西昌卫星发射中心乘坐长征二号F/T1运载火箭升空。

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我们国家空间站的基本结构由一个核心模块和两个实验室模块组成,它们以T形结构永久对接在一起,为机组人员提供了90立方米的可居住空间。这三个模块中的每一个都重约20吨。

我们的空间站可以支持三位宇航员在船上连续生活和工作。在建造阶段,空间站只会间歇性地被访问,意思其实就是在两次访问之间是无人使用的。一旦全面运作,宇航员就会常驻,每一次任务周期持续六个月。在机组人员轮换和交接期间,空间站最多可容纳6名宇航员。为了继续运作,该站还需要每6个月至少执行一次货物补给任务。

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这三个模块将在2018年至2022年期间在西昌航天发射中心的长征5B火箭上发射。空间站将在离地球340至450公里的42-43°倾斜轨道上运行,设计轨道寿命为10年。此外,一个空间望远镜模块将与空间站对接,并定期与空间站对接以供维修。

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除了作为轨道科学和基础设施研究外,我国科学家还将空间站视为完善和展示长期生命支持、环境控制和资源回收技术的平台,这些技术是未来载人航天任务所必需的,包括临时载人月球基地和载人火星任务。

天和模块

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天和是空间站的核心模块,为空间站机组人员提供主要的生活区和控制操作。该模块长约19米,直径4.2米。空间框架由铝合金构成,总质量为22000公斤。整个模块分为三个部分:前对接枢纽、中间的加压活动舱和尾部服务舱。该模块共有五个被动APAS式对接端口,其中四个位于前对接枢纽,最后一个位于服务舱的后端。在外面,该模块安装了一个机械臂、两对太阳能电池板模块和对接雷达,光学传感器。

问天模块

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问天实验室模块是在北京设计和建造的。该模块分为三个部分:前面有一个全加压工作舱,中间有一个气闸舱,后面有一个无压服务舱。该模块通过其前端的主动APAS型对接端口连接到核心模块。工作舱主要是为宇航员科学和技术实验提供空间,也可为宇航员使用的消耗品和用品提供一定的储存空间。该模块配有二次控制系统,作为核心模块(天和)主控制系统的备份。问天空间站模块还包括一套地球观测仪器。

梦天模块

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梦天实验室模块是由上海一家公司设计和建造的。该模块分为三个部分:前面有一个全压工作舱,中间有一个无压应用舱,后面有一个无压服务舱。它通过一个主动的APAS类型的对接端口连接到核心模块对接的端口。一对太阳能电池板机翼安装在一个大的吊臂上,其中心连接在模块的后端。

太空望远镜的特别模块

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