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航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

来源:光明网2021-09-07 11:27

  上世纪70年代开始,从前苏联发射“礼炮-1”号到“礼炮-5”号、美国“天空实验室”、前苏联和俄罗斯“和平号”空间站,人类发射了一代到三代空间站,使人类在太空中长期驻留成为可能。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  上世纪80年代,美国提出规模庞大的“自由”号空间站计划,但是当时美国太空计划的重点是航天飞机,所以这方面是经验不足的。前苏联解体后,由于俄罗斯缺乏这方面航天投入的资金,因此选择了和美国合作,这就使国际空间站成为可能。

  1993年,国际空间站由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国、日本、加拿大和巴西共16个国家联合开始建造,是迄今世界上最大的航天工程。国际空间站的基本架构是在美国“自由”号空间站,前苏联的“和平-2”号空间站的基础上发展而来,是第四代空间站。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  1998年,俄罗斯发射了国际空间站的第一个舱段——“曙光”号舱。之后,美国利用航天飞机将国际空间站的第一个节点舱——“团结”号发射到太空,并且和“曙光”号对接在一起,形成了基本构形。之后,俄罗斯又发射了国际空间站的核心舱“星辰”号,它通过交会对接,和“曙光”号和“团结”号形成组合体,就具备了人类居住的条件。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  因此,在2000年以后,国际空间站迎来了第一个乘组,美国和俄罗斯的三名宇航员,第一次进驻国际空间站,此后空间站不断地进行扩展。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构,即以桁架为基本结构。大体上看,国际空间站可视为由两大部分立体交叉组合而成:一部分是以俄罗斯的多功能舱为基础,通过对接舱段及节点舱,与俄罗斯服务舱、实验舱、美国实验舱、日本实验舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施等对接,形成空间站的核心部分;另一部分是在美国的桁架结构上,装有加拿大的机械臂服务系统和空间站舱外设备,在桁架的两端安装四对大型太阳能电池帆板。这两大部分垂直交叉构成“龙骨架”,不仅加强了空间站的刚度,而且有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥,有利于宇航员出舱装配与维修等。其中,大型太阳能电池帆板通过轴转动,始终朝向太阳的方向,以获得最优的能源供应。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  欧洲航天局在空间站上配置了一个称之为“穹顶”号的舱段,它有7面巨大的玻璃,宇航员可以通过这些巨大的玻璃窗欣赏地球的美景。这样一些巨大舱段使整个空间站的重量达到了400多吨,可以进行非常全面的科学研究。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  经过十多年的建设,国际空间站于2010年完成建造任务,转入全面使用阶段。装配完成后的国际空间站长108米,宽88米,大致相当于两个足球场大小,是有史以来规模最大、耗时最长且涉及国家最多的空间国际合作项目,运行在倾角为51.6°、高度约400公里的轨道上,可供6至7名航天员在轨工作。其科学实验项目涵盖物理科学、生物学与生物技术、技术开发与验证、人体研究、地球与空间科学以及教育活动与推广6大研究领域。

  国际空间站上,最大的科学仪器是由美籍华人丁肇中教授牵头研制的阿尔法磁谱仪,可以对反物质和暗物质等等进行研究。

航天发展简史⑧足球场大小的国际空间站是如何搭建起来的?

  国际空间站已经在轨运行20多年,实际上目前也已经接近生命末期。当它经过地球某个地区上空的时候,最大亮度可以超过-3等星,非常明亮。人类可以在地面上清楚看到它的轨迹,里面有三名以上的宇航员进行长期驻留、开展科学实验,为人类自然科学和工程科学奠定了基础,也为人类走向更远的深空奠定了基础。

 

  专家简介

  杨宇光,中国航天科工集团二院研究员,国际宇航联空间运输委员会副主席。

  

  出     品:中国科协 光明网

  监     制:战  钊

  策     划:宋雅娟

  科学顾问:杨宇光

  编     导:宋雅娟 武玥彤

  摄     像:肖春芳

  后期制作:光明网科普事业部

[ 责编:赵清建 ]
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