宇宙空间站
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特点
空间站的发射历史
• 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。
简 介
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, 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 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 内设有航天员生命保 它内含科学仪 障设施和一部分居住 器设备等服务 功能(如厕所、卫生 设施,也含一 部分居住功能, 设施等),以及电源、 燃料暂存地等,舱体 由俄罗斯研制 外部设有多向对接口, 并发射。 由俄罗斯研制并发射。
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。
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
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。
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。
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。
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。
源自文库 能
• 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 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。
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。
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。
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 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。
功能
• 国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得 多,是了解宇宙天体位臵、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 臵和多方向性,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。
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
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。
苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站,
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
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
• (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 加拿大研制。 罗斯两国提供。
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。
• 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。
空间站的发射历史
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。