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  • 航天站

    航天站,也被稱為“軌道站”、“空間站”、“太空站”等等。它是在固定軌道上運行的載人人造衛星,用作科學觀察和實驗的基地,并可用來給別的航天器加燃料或從上面發射衛星和導彈。

    編輯摘要

    目錄

    簡介/航天站 編輯

    航天站航天站
    一種可接納航天員巡訪、長期工作和居住的大型航天器。亦稱空間站或軌道站。航天站設有對接艙,用于??枯d人飛船或航天飛機,使其與航天站在空間組成復合體。到1984年止,航天站局限在距地面幾百公里的近地軌道上運行。運行期間,航天員的往返由載人飛船航天飛機保障,所需設備和物資也可由其他航天器運送。

    類型/航天站 編輯

    航天站航天站
    航天站分為單一式和組合式兩種。單一式航天站由運載火箭或航天飛機直接發射入軌;組合式航天站由若干枚火箭多次發射或航天飛機多次飛行,把航天站的組合件運送到軌道上組裝而成。航天站通常由對接艙、氣閘艙、軌道艙﹑生活艙﹑服務艙、專用設備艙和太陽電池翼等幾個部分組成。對接艙用以??枯d人飛船或其它航天器,對接艙一般有數個對接口,可同時??慷嗨逸d人飛船或其它航天器。氣閘艙是航天員在軌道上出入航天站的通道。軌道艙是航天員在軌道上的主要工作場所。生活艙是供航天員進餐、睡眠和休息的地方。航天站一般設有臥室、餐廳和衛生間等。服務艙內一般裝有推進系統、氣源和電源等設備,為整個航天站服務。專用設備艙是根據飛行任務而設置的安裝專用儀器的艙段,它也可以是不密封的構架,用以安裝暴露于空間的探測雷達和天文望遠鏡等儀器設備。太陽電池翼通常裝在航天站本體的外側,為航天站上各個儀器設備提供電源。航天站在技術上具有和載人飛船相類似的一些特殊問題。

    發展歷史/航天站 編輯

    航天站航天站
    1973年5月14日,美國發射了“天空實驗室”航天站,先后接納了三批航天員。1983年11月28 日,歐洲航天局的 “空間實驗室”航天站,隨美國航天飛機進入軌道。截至1984年底,蘇聯共發射了 7個“禮炮”號航天站,航天員Л.Д.基濟姆、В.А.索洛維約夫О.Ю.阿季科夫,在“禮炮” 7號航天站上生活和工作了237個晝夜,創造了人在軌道上飛行時間的最新紀錄。

    1971年 4月19日,蘇聯發射了世界上第一個航天站──“禮炮”1號。蘇聯的“禮炮”號航天站由對接過渡艙、軌道工作艙和服務艙組成,總重約18噸,總長約14米?!岸Y炮”號上的航天員用“聯盟”號飛船接送。自 1978年1月起所需物資可由“進步”號航天器運送。美國的“天空實驗室”航天站由軌道工作艙、氣閘艙、多用途對接艙和太陽望遠鏡等組成。連同 “阿波羅”號航天飛船總重82噸,最大直徑6.7米,總長 36米。航天員由“阿波羅”航天飛船接送。歐洲航天局的“空間實驗室”航天站主要由軌道工作艙和U形貨盤組成)。軌道工作艙直徑4米,長7米或4.26 米。U形貨盤長3米,寬4米。根據每次航天使命不同,軌道工作艙和U 形貨盤可以有各種不同的組合方式?!翱臻g實驗室”航天站裝在美國航天飛機軌道器的貨艙內,隨軌道器一起運行。

    1982年4月19日,前蘇聯已發射到“禮炮”9號,航天員在航天站上最長的飛行時間已達237天,并創造了女航天員兩次艙外行走的記錄。

    1986年 2月20日,蘇聯又發射了新一代航天站──“和平”號航天站。它是蘇第三代航天站,長約14.7米,重18.9噸,可乘坐6~12人,甚至20人?!昂推健碧柼幱诮鼒A軌道,近地點324公里,遠地點352公里,傾角51.6”,周期91.6分鐘?!昂推健碧柺且环N永久性載人航天站,它把人在外層空間的生活時間創下366天的最高記錄。

    1998年11月20日俄羅斯發射“曙光”號多功能貨艙,同年12月4日美國將“團結”號節點艙送入軌道。 2000 年7月12日,俄羅斯發射“星辰”號服務艙。至此國航天站具備了基本的載人功能。這年10月31日,俄羅斯的“聯盟TM31”號飛船載兩名俄航天員1名美航天員首次進站工作。12月1日美“奮進”號航天員首次與航天站對接,5人進站安裝了太陽能電池帆板。2001年2月7日和7月14日,航天飛機又分別送去“命運”號美國實驗艙和閘門式隔離艙、“探索”號聯合氣閘艙。

    用途/航天站 編輯

    航天站在科學研究、國民經濟和軍事上都具有重大價值。在站上可進行天文觀測(研究太陽、太陽系的行星和天體、銀河系恒星和河外星系的形成等),勘測地球資源(發現有用的礦藏、海洋資源、森林和水源等),進行醫學和生物學研究(尋找治療某些疾病的新方法,試制最新的藥品,研究動物和植物在空間環境中的發育和生長過程等),發展最新工藝技術,制取新型合金和超純材料,進行大地測量和軍事偵察,試驗和發射各種武器或航天器等。

    國際航天站的組成和建設/航天站 編輯

    航天站航天站
    國際空間站的“曙光”號多功能貨艙、“團結”號節點艙和“星辰”號服務艙  1994年4月,各參與國審定國際航天站的組成、分工和建設進程。

    美國:一個居住艙、一個實驗艙、兩個能源節點艙、太陽能電池帆板等。

    俄羅斯:多功能貨艙、三個實驗艙、一個服務艙、乘員轉移飛行器(改進的“聯盟TM”型飛船)、“進步”型貨運飛船、太陽能電池帆板等。

    歐洲航天局:哥倫布軌道設施、小型太空拖船ATV和救生飛行器CTV。

    日本:一個實驗艙。

    加拿大:一套大型移動服務系統。

    計劃分三個階段實施:

    1994-1997年為第一階段,主要是通過美國航天飛機與俄羅斯“和平”號航天站的對接和飛行,熟練技術、積累經驗。

    1997-1998年8月為第二階段,先由俄羅斯用“質子”火箭依次發射多功能貨艙、兩個能源節點艙和俄羅斯服務艙,然后由美國航天飛機運送美國實驗艙,再由俄羅斯發射兩艘“聯盟TM”型飛船。由這些部件組成一個過渡性航天站,達到有人照料的能力。

    1998年8月-2002年6月,一個長87米,寬110米,重377噸,總容積1202立方米的國際航天站全部建成,它在離地面397千米高的軌道上繞地球運行,具有110千瓦電源、裝載有33個國際標準載機柜,能容6名航天員長期工作。

    全部組裝工作需要俄羅斯火箭發射48次,美國航天飛機飛行30次。計劃建成的時間已過,實際建成的時間已經在2005年以后。

    研究歷程/航天站 編輯

    航天站航天站
    俄國著名科學家齊奧爾科夫斯基于本世紀初曾勾畫出一幅航天站的示意圖。德國火箭專家奧伯特,也于他在1923年發表的經典論著《飛往星際空間的火箭》中描述了他設想的航天站,站上的供應由運載火箭來輸送。奧伯特認為這種航天站具有多種太空活動能力,可作為地球觀測站、宇宙飛船的燃料補給站,也可在站上建造聚集太陽光的系統,用來照射地球的某一地區,進行清毒、滅蟲和融化冰雪,并富有遠見地揭示了航天站的軍事應用。

    繼齊奧爾科夫斯基和奧伯特之后,陸續出現了由奧匈帝國陸軍上尉普托科尼克提出的命名為“沃欣拉德”的輪胎形航天站的方案,20世紀30年代英國人羅斯史密斯提出的稱之為“軌道基地”的航天站方案,著名火箭專家馮·布勞恩提出的、可用作原子武器的運載工具,可用來探索月球、火星的“太空輪胎”航天站方案等。自60年代以來,美國發展的“天空實驗室”,蘇聯發展的“禮炮”號,歐洲航大局發展的“太空實驗室”以及正在建造的永久性航天站“阿爾法”號和太空城等更是將這一切變為了事實。

    l963年美國制定了一項“載人軌道實驗室”計劃,設想在空間建立一個直徑為 12.5米、重14噸的圓柱形實驗室,用“大力神”運載火箭發射入軌,每批航天員可在實驗室里工作一個月,用以進行有關科學和軍事方面的試驗工作。以后由于經費及技術等方面的原因,于1966年11月進行一次不載人的試飛后,計劃即被中斷。美國也曾設想在大空建造一座能容納50人工作的航天站,并發展一種可重復使用的飛船,作為這個站與地面溝通聯系,作為航天站的供應運輸系統,不久,也由于經費和技術等原因,暫告停止。

    70年代,美國集中力量發展航天飛機,與此同時,利用“阿波羅”計劃完成后的剩余設備,裝備成一個可供少量人員工作的試驗型航天站——“天空實驗室”,企圖通過這項活動為今后建造大型航天站積累經驗,這就是于1973年5月至1974年2月8日實施的聞名遐邇的“天空實驗室計劃”。

    “天空實驗室”最大的貢獻是證實了人在大空活動中的重要作用,特別在軍事上,它能發揮偵察、攔截、攻擊等任務,同時也是武器試驗的理想基地。當然,人在意外情況下,也顯示出能動地對太空故障的檢查和維修作用。但“天空實驗室”只是一個試驗型的航天站。它的過早隕落,促進美國進一步加強了對大型永久性航天站的建設。

    1984年1月,美國里根總統宣稱,美國太空計劃的新目標是建立一個永久性的載人航天站,正在實施這一計劃,由美國與歐洲。日本、加拿大合資建設。它既是一種永久性的軌道研究和工作設施,也是一個軌道試驗、組裝和修理中心,同時又是一座大空加工廠和觀察臺。整個建設過程分為兩個階段:從1985年至 1992年研制并發射一個能居住4~ 5人的基本型航天站;從1992年到本世紀末,主要是對航天站進行完善、擴大,最終建成一個能居住10一20人的永久性航天站,以完成航天飛機一航天站體系。在航天飛機一航天站系統中,航天站將成為一個加工廠、觀測臺、實驗室和軍事活動“軍營”,而航天飛機則肩負空間運輸的重任,及時地為航天站運送人員、儀器、加工材料、待發衛星和軍事裝備以及從航天站向地球送回制成品和人員等。這種相互依賴的關系,將使航天飛機一航天站系統成為未來開發近地空間資源的最主要的角色,也是理想的軍營或兵站。

    1969年1月16日,蘇聯“聯盟”4號和“聯盟”3號在空間軌道上實現對接,兩名航天員各自從一艘飛船進入另一艘飛船,可以說是人類進入航天站的一次處女航。從70年代開始,蘇聯不遺余力地執行建立航天站為目標的“聯盟”一“禮炮”號載人飛行計劃?!岸Y炮”號航天站是一個重約20噸的軌道實驗室,裝備有太空制造設備及多光譜相機等多種試驗設備,其載人飛行,都是由“聯盟”號和經改進的“聯盟”T號宇宙飛船將人送上去,由“進步”號專用宇宙飛船適時運送所需設備、器材和推進劑等物資保障。為了保障“禮炮”號上航天員的生命安全,隨時都有一艘“聯盟”號飛船與“禮炮”號對接待命,以救助航天員返回之用。

    “禮炮”號航天站迄今為止共發射了七艘。限于“質子”號運載火箭的能力有限,這七艘航天站的重量均在18~19噸之間,結構基本是不規則圓柱體,長約12米,直徑在2米~4.15米之間。其中“禮炮”4號飛船在太空呆了63天,創造了蘇聯第一代航天站的最長飛行時間的紀錄?!岸Y炮”1~ 5號航天站,因只有一個對接口,不能和多艘飛船對接,補給問題無法解決,所以人員不能在航天站長期停留。1977年9月29日發射的“禮炮”6號,尾部發動機作了較大改進,使之能與載人飛船“聯盟”號和載貨飛船“進步”號同時對接。這樣,航天站的補給問題得到妥善解決,蘇聯航天員在航天站的停留時間也就大大延長了。

    波波夫柳明在“禮炮”6號生活了185天,創造了當時人在宇宙空間持續飛行的世界紀錄,在185天中,曾先后有四艘載人飛船和五艘不載人的貨運飛船“訪問”過波波夫和柳明。其中八名航天員還分別與波波夫和柳明在“禮炮”6號里共同生活了7天,進行了50次維修操作?!岸Y炮”6號在太空持續飛行達58個月,載人飛行累計676天,接納了16批共33名航天員,完成了120項科學實驗,包括生命科學實驗、軌道加注燃料試驗、空間材料制造以及為探測地球資源的照相偵察。其獲取的大量科學資料,對國民經濟各個部門和軍事領域都有重要應用價值。它表明人類不僅可以適應長期的太空生活,而且航天員在太空的生活和工作能力遠遠超過預料,展現出未來宇宙開發事業和軍事應用的前景。

    “禮炮”7號于1982年4月19 日發射上天。它由過渡艙、工作艙和服務艙組成,備有兩個對接部件。其中衛星“宇宙”1443號、貨運飛船和“禮炮”7號二者對接,三者構成長達35米、重47噸的太空聯合體,曾引起轟動世界的關注。

    1984年2月開始的“禮炮”7號第三階段飛行,持續進行了237天,創造了航天員長期飛行的新紀錄。航天員基齊姆和索洛維約夫在此期間進行了約500次太空試驗,六次走出航天站進入太空活動。他們完成了航天站發動機裝置的預檢工作,補裝了太陽電池組,深入考察了太空失重狀態等飛行因素對人體的影響。在這一段飛行中,薩維次卡姬成為第一位進入大空行走的女航天員,也是世界上第一位成了兩次人空飛行的婦女。

    根據蘇聯航天站在太空的各種活動,可以推斷,在未來太空戰中,攜帶武器裝備的航天員(天軍),可以長期居住在航天站——太空軍營里待命。一旦發生戰爭和預兆,天軍可以隨時出動參加戰斗,可以直接地向太空“敵人”發動攻擊,還可以營救和保護戰友,也可以支援地面戰斗,摧毀地面軍事設施或消滅地面武器裝備和人員。

    1986年2月20日,也就是在美國“挑戰者”號航天飛機爆炸后不到一個月,蘇聯用“質子”號運載火箭將“和平”號航天站的主體艙送上地球低軌道。人們通常把“禮炮”1號至“禮炮”5號稱為蘇聯第一代航天站,它們只有一個對接口?!岸Y炮”6號7號為第二代的改進型,它們均有兩個對接口。而“和平”號則稱為第三代航天站。它與眾不同,其主體艙的尺寸大小雖與“禮炮”號航天站大體相當(重21噸,長約13米,最大直徑4.2米),但“禮炮”號只有兩個對接口,而它有六個對接口,可同時接待六艘載人或不載人飛船。這六艘飛船與“和平”號主體艙對接后,成為“和平”號的六個組合艙。每個組合艙都有各自的動力裝置和生命保障系統,可獨立完成在外層空間的機動飛行。

    發展方向/航天站 編輯

    航天站將朝著組合式方向發展。未來航天站體積更大,功能更多,運行時間更長??赡芙⒃?a class="innerlink" title="地球" href="http://www.dtapes.com/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83">地球同步軌道、繞月軌道甚至其他行星軌道上工作十年甚至更久。

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