维基天文 >>所属分类 >> 空间站   

空间站

标签: 空间站

顶[0] 发表评论(0) 编辑词条
(图)空间站空间站

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。为了开发太空,需要建立长期生活和工作的基地。随着航天技术的进步,在太空建立新居所的条件成熟了。在空间站中要有人能够生活的一切设施,不再返回地球。全世界已发射了9个空间站。其中苏联共发射8座,美国发射1座。最早的礼炮1号空间站在1971年4月发射,在太空中现存的空间站有:前苏联礼炮号空间站、 前苏联和平号空间站、美国天空实验室、联盟号载入飞船和进步号货运飞船。

目录

[显示全部]

基本概况编辑本段回目录

(图)飞机对接和平号空间站(模拟)飞机对接和平号空间站(模拟)

人类并不满足于在太空作短暂的旅游,为了开发太空,需要建立长期生活和工作的基地。于是,随着航天技术的进步,在太空建立新居所的条件成熟了。

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。在空间站中要有人能够生活的一切设施,不再返回地球。

国际空间站结构复杂,规模大,由航天员居住舱、实验舱、服务舱,对接过渡舱、桁架、太阳电池等部分组成,试用期一般为5~10年。总质量约423吨、长108米、宽(含翼展)88米,运行轨道高度为397千米,载人舱内大气压与地表面相同,可载6人。建成后总质量将达438吨,长108米哦。

结构特点编辑本段回目录

(图)和平号空间站和平号空间站

其结构特点之一是体积比较大,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体,再加上有不同用途的舱段,如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口,以保证站内电能供应和实现与其它航天器的对接。

空间站的特点之二是经济性。例如,空间站在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既能降低其工程设计难度,又可减少航天费用。另外,空间站在运行时可载人,也可不载人,只要航天员启动并调试后它可照常进行工作,定时检查,到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间,减少许多消费,当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期(数个月或数年)的飞行,故保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

发射历史编辑本段回目录

(图)空间站空间站

全世界已发射了9个空间站。按时间顺序讲,苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射,后在太空与联盟号飞船对接成功,有3名航天员进站内生活工作近24天,完成了大量的科学实验项目,但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中,由于座舱漏气减压,不幸全部遇难。礼炮2号发射到太空后由于自行解体而失败。苏联发射的礼炮3、4、5号小型空间站均获成功,航天员进站内工作,完成多项科学实验。其礼炮6、7号空间站相对大些,也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口,可同时与两艘飞船对接,航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活记录,还创造了首位女航天员出舱作业的记录。

功能编辑本段回目录

(图)和平号空间站和平号空间站

空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段,为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。

在对地观测方面,空间站比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中,因而当地球上发生地震海啸火山喷发等事件时,在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数,以获得最佳观测效果;当遥感器等仪器设备发生故障时,又可随时维修到正常工作状态;它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备,使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测,可长期预报气候变化。在陆地资源开发,海洋资源利用等方面,也都会从中受益。空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多,是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参于观测,再加上空间站在太空的活动位置和多方向性,以及机动的观察测定方法,因而可充分发挥仪器设备的作用。通过空间站,天文学家不仅能获得宇宙射线亚原子粒子等重要信息,了解宇宙奥秘,而且还能对影响地球环境的天文事件(如太阳耀斑、暗条爆发等)作出快速反应,及时保护地球,保护在太空飞行的航天器及其成员。

空间站上的生命科学研究,可分为人体生命与重力生物学两方面:人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展,例如,通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响,可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景,而国际空间站的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多,特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。

仅就太空微重力这一特殊因素来说,空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件,直接促进这些科学的进步。同时,国际空间站的建成和应用,也是向着建造太空工厂、太空发电站,进行太空旅游,建立永久性居住区(太空城堡),向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步。

评价编辑本段回目录

对此持批评观点的人认为空间站计划是在浪费时间和金钱,并且抑制了其他更有意义的计划。持有这种观点的人列举,花费在空间站计划上的上千亿美元和近乎一代人的时间,可以用来实施无数的无人太空任务,或者将这些时间和金钱花在地球上的研究中,也要比空间站更有意义。

空间站的支持者认为对于空间站的批评是目光短浅而且带有欺骗性的,支持者认为花费在载人空间探索上的巨额经费同样会给地球上的每个人带来切实的好处。有评估指出,空间站计划所开发的载人航天相关技术的商业应用,会间接带动全球经济,其所带来的收益是最初投资的七倍,也有一些相对保守的估计则认为此种收益只是最初投资的三倍。还有一些坚定的支持者认为,即便国际空间站在科学方面的意义为零,仅其发挥的推动国际合作的作用,也足以令这个计划彪炳史册。

对接编辑本段回目录

(图)美国“奋进”号与国际空间站成功对接美国“奋进”号与国际空间站成功对接

空间站对接从低轨转到髙轨或者从髙轨转到低轨都行 ,航天飞机加速就能从低轨转到髙轨 ,减速就能从髙轨转到低轨。但实际上都是航天飞机都是从低轨加速运动到高轨上完成对接,我想应该是利于操作一些 ,对接过程一般是首先由地面发射追踪航天器,由地面控制,使它按比目标航天器稍微低一点的圆轨道运行;接着,通过变轨使其进入与目标航天器高度基本一致的轨道,并与目标航天器建立通信关系;接着,追踪航天器调整自己与目标航天器的相对距离和姿态,向目标航天器靠近;最后当2个航天器的距离为零时,完成对接合拢操作,结束对接过程。

航天飞机从发射入轨到最后与空间站完成刚性连接,整个过程大致可分为地面导引、自动寻的、最后逼近、对接合拢4个阶段。

(1)地面导引阶段:航天飞机发射以后,在地面测量数据的支持下它完成若干次机动,使之进入所载空间交会雷达或轨道会合雷达等敏感器能捕获到目标航天器的范围内,即航天飞机与空间站的距离小于100千米。航天飞机一旦发现空间站,就立即确定空间站的位置。

(2)自动寻的阶段:使用航天飞机上计算机和导航设备,确定空间站的轨道参数,再次进行轨道机动,把航天飞机导引到距空间站100~200米左右的地方,即进入交会区。然后,航天飞机围绕空间站飞行,并对自身的运动状态和飞行姿态作必要的调整,对空间站进行更精确的测量,并与空间站建立通信联络关系。

(3)最终逼近阶段:按照设计的距离和距离变化率变化范围,寻找对接走廊,即把航天飞机机动到对接轴上,同时降低它与空间站的相对速度。当双方距离约30~300米时,启动航天飞机上小推力器,以1.5~3米/秒的相对速度接近空间站,同时改变航天飞机的姿态,以满足对接时要求。当航天飞机与空间站逐渐缩短到几厘米左右后,它们的相对速度为零或接近于零,对接机构开始接触。

(4)对接阶段:发现号和空间站在地球上空约341千米开始接触时,它们各自所载的对接敏感器便发出接触信号,此时发现号和空间站的姿态和轨道控制系统停止工作,对接机构上的撞锁开始动作,然后利用指示撞锁合拢的开关信号启动对接后继阶段。对接过程包括对接机构锁紧、密封等,接着由检验对接是否成功,若成功,则在地面监控下完成各种管线(数据线、电源线、流体管路)的连接,然后航天飞机航天员打开舱门与空间站航天员会合。

各国介绍编辑本段回目录

前苏联礼炮号空间站

1971年4月19日,前苏联发射了第一座空间站礼炮1号,从些载入太空飞行进入一个新的阶段。礼炮1号空间站由轨道舱,服务舱和对接舱组成,呈不规则的圆柱形,总长约12.5米,最大直径4米,总重空间站约18.5吨。它在约200多千米高的轨道上运行,站上装有各种试验设备,照相摄影设备和科学实验设备。与联盟号载入飞般对接组成居住舱,容积100立方米,可住6名宇航员。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,每艘飞船各载3名宇航员,共在空间站上停留26天。礼炮1号完成使命后于同年10月11日在太平洋上空坠毁。

前苏联一共发射了7座礼炮号空间站,前5座只有一个对接口,即只能与一艘飞船对接飞行。因站上携带的食品氧气燃料等储备有限,在太空寿命都不很长。经过改进的礼炮6号和7号空间站,增加了一个对接口,除接待联盟号载入飞船外,还可与进步号货运飞船对接,用以补给宇航员生活所需的名种用品。1977年9月29日发射上天的礼炮6号空间站,在太空飞行近5年,共接待18艘联盟号和联盟T号载人飞船。有16批33名宇航到站上工作,累计载人飞行176天。其中1980年宇航员波波夫和柳明创造了在空间站飞行185天的纪录。1982年4月19日礼炮7空间站进入轨道飞行,接待了联盟T号飞船的11批28名宇航,其中包括第一位进行太空行走的女宇航员萨维茨卡娅。特别是1984年3名宇航员基齐姆索洛维约夫阿季科夫在空间站创造了237天的飞行纪录。礼炮7号空间站载入飞行累计达800多天,直到1986年8月才停止载人飞行。

美国天空实验室

空间站美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站,它在435千米高的近圆空间轨道上运行,先后接待3批9名宇航员到站上工作。这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。在载入飞行期间,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2249天,航程达14亿多千米。

前苏联和平号空间站

苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站,已经飞行了8年,仍在轨道上进行载人航天活动。和平号是一阶梯形圆柱体,全长13.13米,最大直径4.2米,重21吨,预计寿命10年。它由工作舱,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。自和平号空间上天以来,至1993年底,已经接待了一艘联盟T号和17艘联盟TM号载入飞船,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,俨然象一座太空列车,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。

联盟号载入飞船

前苏联的空间站上天以来,一直与联盟号系列载人飞船和进步号系列货运飞船一起,共同组成轨道联合体执行载入航天飞行任务。

联盟号系列载人飞船已更换三代,作为空间站的载人工具。从联盟10号开始,到1993年底共有30艘联盟号,14艘联盟T号,17艘联盟TM号飞船载人到空间站上开展太空科学考察活动。第一代联盟号,主要用于试验载人飞船与空间站的交会,对接和机动飞行,为载人到空间站活动打下了坚实基础;第二代联盟T号,改进了座舱设施,提高了生命保障系统的可靠性和生活环境的舒适性;第三代联盟TM号,又改进了会合,对接,通信,紧急救援和降落伞系统,增加了有效载荷。经过改进的联盟TM号飞船总重7吨,长约7米,翼展10.6米,载3名宇航员和250千克货物最大改进是对接系统,可以在任何姿态下与和平号空间站对接,无需空间站做机动飞行和调整姿态。

进步号货运飞船

进步号系列货运飞船执行向空间站定期补给食品,货物,燃料和仪器设备等任务。到1993年底,已发展两代,共发射进步号42艘,进步M号20艘。它与空间站对接完成装卸任务后即自行进入大气层烧毁。这种飞船由仪器舱,燃料舱和货舱组成,货舱容积6.6立方米,可运送1.3吨货物,燃料舱带1吨燃料。它可自行飞行4天,与空间站对接飞行可达2个月。

中国展望编辑本段回目录

(图)中国未来的空间站中国未来的空间站

中国将于2010年—2011年底发射天宫一号目标飞行器,天宫一号的重量有8吨,类似于一个小型空间实验站,在发射天宫一号之后的两年中,中国将相继发射神舟8、9、10号飞船,分别与天宫一号实现对接。

中国有望于2014年用“长征五号”把中国空间站送上太空,中国最终将建设一个基本型空间站。

中国首个空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱,总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守,能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备20吨以上运载能力的火箭才有资格发射核心舱。为此,中国将在海南文昌新建第四个航天发射场,可发射大吨位空间站。

中国的首个空间站建成后,其核心舱可以不断加舱。届时,每年将往空间站发射若干个航天器。

2008年9月25日发射的“神舟七号飞船”,作为第二阶段的第一项实验,将实现航天员的出舱行走。随后的“神八”、“神九”飞船将不再载人,旨在发射目标飞行器,实现无人对接。而之后的“神十”将再次载人上天并实现有人对接。这些飞船都是为了在太空建设短期有人照料的空间站而服务的。

国际空间站编辑本段回目录

(图)国际空间站国际空间站

国际空间站的设想是1983年美国总统里根首先提出的,即在国际合作的基础上建造迄今为止最大的载人空间站。经过近十余年的探索和多次重新设计,直到苏联解体、俄罗斯加盟,国际空间站才于1993年完成设计,开始实施。 该空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大日本巴西和欧空局(11个国家)共16个国家参与研制。其设计寿命为10~15年,总质量约423吨、长108米、宽(含翼展)88米,运行轨道高度为397千米,载人舱内大气压与地表面相同,可载6人。国际空间站结构复杂,规模大,由航天员居住舱、实验舱、服务舱,对接过渡舱、桁架、太阳能电池等部分组成,建成后总质量将达438000千克,长108米。

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。此后,国际空间站的第2个组件——美国团结号节点舱于1998年12月4日由奋进号航天飞机送入轨道,并于12月7日与曙光号成功对接。第2阶段的主要目标是建成1个具有载3人能力的初期空间站。

第三阶段(2000年~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。

参考资料编辑本段回目录

附件列表


→如果您认为本词条还有待完善,请 编辑词条

下一篇质子号飞船

词条内容仅供参考,如果您需要解决具体问题
(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。
0

收藏到:  

词条信息

skylook
skylook
超级管理员
词条创建者 发短消息   

相关词条