国际空间站-建造过程

2018-05-07

参与国家

该空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局等共16个国家参与研制。

中国参与国际空间站遭到美国的反对,国际空间站筹划建设时美国反对邀请中国参与,所以中国没有成为国际空间站的启动方。美国认为太空空间站技术有军事用途,所以反对中国加入。

建造阶段

国际空间站计划的前身是美国国家航空航天局的自由空间站计划,这个计划是1980年代美国战略防御计划的一个组成部分。在1987年12月1日NASA宣布波音公司、通用电气公司、麦道飞机公司和洛迪恩推进动力公司获得了参与建造空间站的订单。老布什执政期间,星球大战计划被搁置,自由空间站也随之陷入停顿,1993年时任美国总统的比尔·克林顿正式结束了自由空间站计划。冷战结束后在美国副总统戈尔的推动下,自由空间站重获新生,NASA开始与俄罗斯联邦航天局接触,商谈合作建立空间站的构想。

国际空间站计划分三阶段进行:

第一阶段

1994年至1998年为第一阶段——准备阶段。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)

从1994年至1998年,美、俄两国完成航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站的9次对接飞行。美国宇航员累计在“和平”号空间站上工作2年,取得了航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学、微重力科学实验和对地观测的经验,可降低国际空间站装配和运行中的技术风险。

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。空间站的各个组件大多由NASA的航天飞机进行运输,由于各个组件大多在地面就已经完成建设任务,宇航员在太空只需要进行很少的操作便可以将组件连接上空间站主体。国际空间站的装配完成了一半,能够支持3名宇航员,到国际空间站完全完成之后,根据其设计共可以提供7名宇航员同时工作和生活。

第二阶段

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。

从1998年至2001年,国际空间站达到有3人在轨工作的能力。1998年11月20日,俄罗斯从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场用“质子”号火箭将国际空间站的第一个部件“曙光”号多功能货舱(FGB)发射入轨,从而拉开了国际空间站在轨装配的序幕。同年12月4日,美国“奋进”号航天飞机将国际空间站的第二个部件“团结”号节点舱送入轨道,并于12月6日成功地与“曙光”号对接;2000年7月12日,国际空间站的核心组件、俄罗斯建造的“星辰”号服务舱发射入轨,同年11月2日,首批3名宇航员进驻空间站,国际空间站开始长期载人,11月30日,美国“奋进”号航天飞机为国际空间站送去两块翼展达72米、最大发电量为65千瓦的大型太阳能电池帆板;2001年2月7日,美国的“命运”号实验舱由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道,4月23日,加拿大制造的遥操作机械臂与国际空间站顺利对接,7月12日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把供宇航员出舱活动的“气闸舱”送入轨道。至此,美国和俄罗斯等国经过航天飞机、“质子”号火箭等运输工具15次的飞行,完成了国际空间站第二阶段的装配工作。

第三阶段

第三阶段(2000年~2011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。

从2001年至2006年,国际空间站完成装配,达到6~7人长期在轨工作的能力。此阶段先组装美国的桁架结构和俄罗斯的对接舱段,接着发射日本实验舱和欧空局的哥伦布轨道设施等。

国际空间站的预算远远超过了NASA最初的预计,其建造时间表也比预定的要晚,主要原因就是2003年初发生的哥伦比亚号航天飞机失事事件之后,美国宇航局停飞了所有的航天飞机。在航天飞机停飞的两年半时间里,空间站的人员和物资运输完全依赖俄罗斯的联盟号飞船,空间站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了。按照预定计划,空间站的建设将在航天飞机重返太空之后在2006年恢复,但是在2005年7月发现号航天飞机的STS-114飞行任务完成后,由于航天飞机隔热材料在升空过程中脱落,NASA再次停飞所有航天飞机,这使得国际空间站的建设时间表再次拖延。

装配完成后的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于一个足球场大小,总质量达400余吨,将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫,运行在倾角为51.6°、高度为397公里的轨道上,可供6~7名航天员在轨工作,之后国际空间站将开始一个为期10~15年的永久载人的运行期。

按照计划,建造整个国际空间站共需要超过50次太空飞行和组装,整个建造工作完成后,国际空间站将会有1200立方米的内部空间,总重量419000公斤,总输出功率达到110千瓦,衍架长度108.4米,舱体长度74米,额定乘员6人。

2006年11月15日,国际空间站上的活动首次在地球上进行了高清晰度电视直播,并在纽约的时代广场大屏幕电视上播放。这是人类首次观看到来自太空的高清晰度电视直播画面。直播节目的主角是国际空间站第14长期考察组指令长迈克尔·洛佩斯·阿莱格里亚,摄像师是站内的随航工程师托马斯·赖特尔。这套直播系统名为太空视频网关,直播的清晰度可以达到普通模拟视频的6倍。

2007年1月31日,国际空间站第14长期考察组中的两名美国宇航员洛佩斯·阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的一个冷却回路从临时系统接入永久系统,完成了一些电路接线工作,使对接的航天飞机能接入并使用站上新太阳能电池板提供的电力,将一个遮光反射罩和隔热罩丢弃掉,然后将一组旧太阳能电池板上的散热器回收。

2月4日美国东部时间上午8时38分,这两名宇航员再度出舱,进行约7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的另一个冷却回路从临时系统接入永久系统,对一个废弃的氨水冷却设备进行清理。

同年2月8日,这两名宇航员完成了6小时40分钟的第三次太空行走,将空间站外的两个大型遮蔽罩移除丢弃,并安装货物运输机的几个附属装置。同年2月22日,国际空间站飞行工程师、俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林和洛佩斯·阿莱格里亚进行一次6个多小时的计划外太空行走,修复了对接在空间站上的进步M-58飞船的一处未能收拢的天线。

2007年10月30日,美国“发现号”航天飞机号太空人日前为国际空间站重新装配太阳能天线电池板时,电池板出现破裂,美国国家航空航天局(NASA)科学家检视电池板破损处,了解造成原因。

2011年美国航天飞机全部退役又重启太空船对接计划。

2011年12月最后一个组件发射上天,完成组装工作。

组装计划

国际空间站在组装阶段,其主要设施由俄罗斯的质子号火箭、欧空局阿里安5号火箭以及美国的航天飞机发射运送。组装完成后的运输工作由美国的航天飞机、猎户座号飞船以及俄罗斯的联盟-TM飞船及进步号货运飞船完成。美国还计划研制一种有升力的救生飞船参与工作。

到2000年7月为止,国际空间站已有3个舱送入太空,即俄罗斯提供的功能货舱、服务舱和美国提供的节点1号舱。按计划,此后还将陆续发射加拿大制造的遥控机械臂、美国的中央桁架和节点2号舱、日本的实验舱和站外暴露平台、欧空局的实验舱和美国的居住舱等。预计在2011年年底将完成全站的组装任务。 

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