宇宙空间站精讲

• 到目前为止，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。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，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，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。
内设有航天员生命保
器设备等服务
障设施和一部分居住
设施，也含一
功能（如厕所、卫生
部分居住功能， 设施等），以及电源、
由俄罗斯研制
燃料暂存地等，舱体
并发射。
外部设有多向对接口，
由俄罗斯研制并发射。
主要结构
• （5）多个实验舱。其中美国1个、欧 空局1个、日本1个、俄罗斯3个。美国、 日本和欧空局的3个实验舱将提供总计 为33个国际标准的有效载荷机柜；俄 罗斯的实验舱中也有20个实验机柜。 另外，日本的实验舱还连有站外暴露 平台，用于对空间环境直接接触实验。
介式成员国有比利时、丹麦、法国、德国、英国、 意大利、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和爱尔兰） 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438吨，长108米。
国际空间站站徽
国际空间站图片
国际空间站图片
国际空间站图片
国际空间站解剖图
国际空间站
• 国际空间站（International Space Station，ISS）是一项由 六个太空机构联合推进的国际合作 计划，也指运行于距离地面360公 里的地球轨道上的该计划发射的航 空器。国际空间站的设想是1983 年由美国总统里根首先提出的，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。
功能
• 仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间 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。
功能
国际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。
主要结构
• （6）3个节点舱。它们由美国 和欧空局研制，是连接各舱段 的通道和航天员进行舱外活动 的出口。此外，节点1号舱还可 作为仓库，用于存储；节点2号 舱内有电路调节机柜，用于转 换电能，供国际合作者使用； 节点3号舱为空间站的扩展留有 余地。
主要结构
• （7）能源系统和 • （8）移动服务系 太阳能电池帆板。 统(具体是遥操纵 它们由美国和俄 机械臂）。它由 罗斯两国提供。 加拿大研制。
组装阶段
• 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。
• 空间站的特点之一是经济性。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
特点 员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，
组装阶段
➢第三阶段，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。
• 装配完成后的国际空间站长110米，宽88米，大 致相当于两个足球场大小，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。
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。
空间站的发射历史
组装
• 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、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。如 果顺利，预计在2006年将完成全站的组装任 务。
组装阶段
• 第二阶段，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
• 在对地观测方面，国际空间站比遥感卫星
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、海啸或火山
喷发等事件时，在站上的航天员可以及时
功
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，
能
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。
功能
• 国际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。通过国际空间站， 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。
中文名称：空间站
英文名称：space station
定义：设于地球大气层主要部分以外 的物体上，或者设在准备超越或已经 超越地球大气层主要部分的物体上的 电台。
所属学科：通信科技（一级学科）； 卫星通信（二级学科）
• 空间站（Space Station）：又称航天站、 太空站、轨道站。是一种在近地轨道长 时间运行，可供多名航天员巡访、长期 工作和生活的载人航天器。空间站分为 单一式和组合式两种。单一式空间站可 由航天运载器一次发射入轨，组合式空 间站则由航天运载器分批将组件送入轨 道，在太空组装而成。
国际空间站的 主要结构
主要结构
• （1）基础桁架。它用来安装各舱 段、太阳能电池板、移动服务系统 及站外暴露试验设施等。
• （2）居住舱。它主要用于航天员 的生活居住，其中包括走廊、厕所、 淋浴、睡站和医疗设施，由美国承 担研制和发射到太空。
主要结构
• （3）服务舱。 • （4）功能货舱。它
它内含科学仪
生活的ห้องสมุดไป่ตู้切设施，不再返回地球。
➢ 其结构特点是体积比较大，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他航 天器的对接。
• 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，国际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。
➢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
空间站的发射历史
❖ 苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站， ２０００年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化 （设计寿命１０年）且缺乏维修经费，决定将其 坠毁．和平号最终于２００１年３月２３日坠入 地球大气层。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，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。直到1979年7月12日在南印度洋上空 坠入大气层烧毁。
评价
• 有很多对NASA持批评观点的人认为国际空 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，花费在国际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，也要比国际 空间站更有意义。
评价
国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首 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。国际空间站设计，
简开始实施。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,正
组装阶段
• 第一阶段，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。