空间站系列四国际空间站
2024-11-01 16:29:01 | 作者: 匿名
此前的文章包括:第一系列空间站——礼炮系列空间站、第二系列空间站——天空实验室空间站(美国)、第三系列空间站——和平号空间站。
本文主要介绍国际空间站
国际空间站基本信息国际空间站是在轨运行的最大空间平台。是一个拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它在微重力环境中提供服务。它提供了大量的实验有效载荷和资源,支持人类在地球轨道上长期停留的条件下开展科学实验研究。
国际空间站项目由16个国家共同建设、运营和使用。这是历史上规模最大、时间最长、耗时最长的国际航天合作项目。该站自1998年正式建站以来,经过十余年的建设,于2010年完成建设任务,进入全面使用阶段。国际空间站主要由美国宇航局、俄罗斯联邦航天局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构和加拿大航天局运营。
国际空间站分为两部分:俄罗斯轨道段(ROS)由俄罗斯运营,美国轨道段(USOS)由美国等国家运营。空间站的主要功能是作为微重力环境下的研究实验室。研究领域包括生物学、物理学、天文学、地理学、气象学等。目前由五个国家或地区运营,包括NASA、Roscosmos、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局和欧洲航天局(成员国英国、爱尔兰、葡萄牙、奥地利和芬兰没有参加国际空间站计划,而希腊和卢森堡则在计划开始后加入了欧洲航天局)。中国曾表示有意参与国际空间站建设,但最终因美国出于政治原因反对而未能提交申请。
截至2022年4月,已有20个国家的宇航员和太空游客登上国际空间站,但都是美国或俄罗斯主导的太空计划。 1998年11月15日,国际空间站黎明号功能货运舱第一部分发射升空。俄罗斯质子K 号和联盟号火箭以及美国航天飞机发射了国际空间站的主要模块。负责空间站与地面之间运输的航天器包括俄罗斯联盟号飞船、进步号和美国龙飞船2号。国际空间站最多可搭载7名宇航员(长时间),其大部分实验设施已投入使用。由于大气阻力和重启等因素,国际空间站的实际轨道高度经常发生漂移。
2022 年1 月,美国宇航局(NASA) 宣布计划于2031 年1 月让国际空间站退役,使其脱离轨道,并将所有残余物引导至南太平洋的偏远地区。
2022年7月26日,俄罗斯表示将在2024年后退出国际空间站,并开始筹建自己的空间站。
国际空间站的组成国际空间站是由各国联合建造的。美国开发了测试模块、离心机调节模块、居住模块、node-1模块、气闸模块、冲压结构和太阳能电池阵。
俄罗斯研制了多功能货舱、服务舱、万向对接模块、对接部分、对接和存储模块、生命保障模块、科学能源平台和2个研究模块。
欧洲开发了测试舱、自动转运飞机和节点舱——2号和3号。
意大利开发3个多功能物流模块。
日本开发了测试舱,由加压舱、遥控机械手系统、暴露设施和测试后勤舱组成。
加拿大负责开发移动服务系统,其中包括空间站远程操作机器人系统——加拿大机器人手臂-2、移动基地系统和专用灵巧机械手。
巴西提供了一些特殊的测试设备。
1.俄语部分
(1)查莉娅功能货舱(Zarya)
Zarya 功能舱是国际空间站的第一个组件。它于1998年11月20日由俄罗斯“质子-K”火箭从拜科努尔航天发射场发射升空。曙光号是国际空间站的基础,可以提供供电、推进、导航、通信、姿态控制、温度控制和加压微气候环境等多种功能。它是由和平号空间站上的“水晶”舱演化而来。它的寿命为13年,最大供电功率为6千瓦,可对接4艘航天器。 “黎明”号重24.2吨(含燃料4.5吨),长13米,内部容积约72立方米(使用面积40平方米)。它可以在不加油的情况下连续飞行430个昼夜。
名字由来:Zarya这个名字来自俄语,英语中是黎明的意思,意思是日出。 “曙光”功能舱源自俄罗斯为“礼炮”空间站研制的TKS飞船。它由美国资助并在俄罗斯制造。 “Zarya”这个名字的含义是,这款功能舱的推出标志着航天领域国际合作的新时代。到达。
图1 曙光号功能货舱
(2)Zvezda服务模块(Zvezda)
星辰服务舱是国际空间站的核心,也是宇航员生活和工作的主要场所。 Zvezda服务舱由俄罗斯资助和建造。它于2000年7月12日发射升空,7月26日与国际空间站联合体对接。该星长13米,重19吨。它由过渡舱、生活舱和工作舱等三个密封舱以及用于放置燃料桶、发动机和通讯天线的非密封舱组成。生活舱有一个独立的“房间”供宇航员洗澡和睡觉。舱内设有厨房,配有冰箱、餐桌和供宇航员锻炼的健身器材。星号发射后,三个对接模块和辅助设备组成了一个质量为73吨的空间综合体,在397公里、倾角51.6度的轨道上运行,每90分钟绕地球一圈,使国际太空空间站能够容纳航天员生活和工作的基本条件已经具备。
名字由来:Zvezda源自俄语,英文意思是“星星”。该模块的基本框架结构被称为“DOS-8”,是俄罗斯20世纪80年代中期计划建造的“和平号2”空间站的核心。因此,在制造过程中,“智雅”所服役的胶囊通常被称为“Mir-2”。 1999年初,俄罗斯正式将其命名为“芝亚”。
2021年7月29日莫斯科时间16时29分06秒(北京时间21时29分06秒),“科学”号实验舱与俄罗斯国际空间站“红星”服务舱成功对接。数据显示,空间站和实验舱系统工作正常。
(3) 码头号码对接舱
Pirs对接模块由俄罗斯能源火箭航天公司开发。重约4吨,体积13立方米。 2001年9月15日下水,舱外有1毫米厚的微流星防护板和多层隔热材料。有2 个对接端口、1 个主动对接端口和1 个被动对接端口。主动对接端口与星际服务舱对接,被动对接端口预留用于与联盟飞船和进步飞船对接。对接模块的一侧还有一个隔间。当宇航员穿上宇航服并调节好舱内气压后,就可以打开舱门进行太空行走。出口门直径为1000mm。该码头号将有助于增加国际空间站与地面之间的货物和人员运输。
图2 号码对接舱
(4)搜索量小研究模块
Poisk小型研究舱(Poisk)于2009年11月10日推出,为舱内外的基础和应用实验及研究提供支持。与Zvezda服务舱对接后,为联盟号载人飞船和Progress Cargo飞船等提供接口。它可以用作气闸室,为2 名宇航员提供出口舱口。它为密封舱内的实验设备和货物存储提供了2立方米的可用空间。它还具有2 个用于安装舱外实验负载和货物的参考点。其密封舱内可存放870公斤的货物。
(5)曙光小研模块
黎明号小型研究舱于2010年5月由美国亚特兰蒂斯号航天飞机运至国际空间站。黎明号实验舱长约7米,重约7.8吨。主要用于科学实验。
(6)科学多功能实验舱
图3 科学多功能实验舱
2.美国部分
(1)Unity节点模块
Unity节点模块是国际空间站的第二个组件,也是国际空间站的第一个节点模块。它于1998年12月4日由奋进号航天飞机发射进入轨道。舱长5.49米,直径4.57米,重11612公斤。用于储存货物和调节电源。它是负责连接国际空间站上六个舱室的主节点模块。
名称由来:由于该模块是国际空间站的第一个节点模块,因此也常被称为“节点1”。 NASA国际空间站计划主任兰迪·布林克利表示,“Unity”这个名字代表了NASA、波音公司和国际空间站全球团队的共同努力,也体现了中国空间站计划的国际合作。
(2)命运实验室模块
命运实验舱(Destiny)是1974年2月天空实验室退役后NASA第一个永久运行的在轨实验室。它由美国波音公司制造,形状像圆柱体,长9.3米。直径4.3米,重量13.6吨。它于2001年2月成功与Unity节点模块对接。Destiny实验模块是美国微重力科学和研究的场所,包括材料加工、生命科学、生物医学实验、流体实验和地球科学。
图4 命运实验舱
(3) Quest密闭舱(Quest)
Quest 气闸室是国际空间站的主气闸室。它于2001年7月14日由美国发射升空。气闸室的作用是为宇航员在走出飞船之前提供穿上宇航服的地方。在探索者号连接空间站之前,俄罗斯宇航员只能在红星服务舱内穿着宇航服,而美国宇航员则只能在航天飞机对接时在航天飞机内穿着宇航服。搜寻气闸与美国和俄罗斯宇航员所穿的太空服兼容。
图5 寻求密闭舱
(4)Harmony节点模块(Harmony)
和谐节点舱是国际空间站三个节点舱中的第二个。它于2007年10月23日由发现号航天飞机发射升空。它在国际空间站上的作用是连接美国的“命运”实验舱和欧洲航天局的“哥伦布”太空实验舱以及后来被送入太空的日本“希望”太空实验舱。
名称由来:原名“Node 2”模块,于2007年3月15日更名为“Harmony”。该名称来源于一项名为“Node 2 Challenge”的校园竞赛,该竞赛中有超过2200名来自美国的高中生参加。美国32个州参加。比赛要求学生了解国际空间站、搭建比例模型并解释其名称的含义。六所不同的学校最终提交了“和谐”这个名字。由NASA教职人员、工程师、科学家和高级管理人员组成的评选小组选定了这个名字,并解释说,这个名字不仅体现了国际空间站的国际合作精神,也生动地表达了和谐节点舱在国际空间中的作用。负责连接各合作伙伴的实验舱。
(5)Tranquility节点模块(Tranquility)
宁静节点舱是国际空间站的第三个节点舱。它是由意大利泰雷兹阿莱尼亚航天公司为美国宇航局建造的。它长约7米,直径4.5米,在轨重约18160公斤。宁静号将为国际空间站上的宇航员提供额外的空间,以及许多生命支持和环境控制系统,包括氧气发生器、水循环系统、废物清除和卫生维护系统以及“Corbell”跑步机。与宁静号节点舱相连的“瞭望塔”观测舱是国际空间站机械臂的控制站。它长约1.5米,直径2.96米,在轨重约1882公斤。观测舱周围有6个窗口,顶部有1个窗口,可以帮助宇航员全景观察地球、宇宙恒星以及与国际空间站对接的航天器。窗户可以承受空间碎片的冲击。 2010年2月8日,“宁静”号节点舱和“了望塔”观测舱随“奋进”号航天飞机一起运往国际空间站。
名称由来:Serenity节点模块在2009年4月之前一直被称为“Node 3”。该名称来自NASA举办的命名活动——“Name Node 3”。活动期间,公众可以登录NASA官网参与活动。他们可以选择NASA 提供的四个名称之一,也可以建议一个他们认为合适的名称。截至2009年3月20日活动结束时,NASA已收到数千份提案,“宁静”号跻身提案数量最多的前十名。选拔结束后,曾任国际空间站第14次和第15次探险队成员的女宇航员苏尼塔·威廉姆斯在晚间电视节目中宣布,“节点3号舱”被命名为“宁静”(Tranquility)。 )。 NASA太空作战部副主任比尔·格斯滕迈尔表示,选择“宁静”这个名字与纪念阿波罗11号有关。40年前的7月,阿波罗11号飞船降落在月球的宁静海。 “宁静”与探索和月球有关。同时,“宁静”也象征着空间站的国际合作精神。
图6 Serenity节点模块
(6) 穹顶观测模块(穹顶舱)
该模块由欧空局开发但归美国宇航局所有,可直接观察机械臂操作和航天飞机有效载荷设备区域。 [14]
(7)莱昂纳多多功能物流模块
莱昂纳多多功能物流模块由意大利研发,价值1.6亿美元。它是一个由金属铝制成的圆柱体,长21英尺(约6.4米),直径15英尺(约4.6米)。分为16个货箱,可承载货物9.1吨。后勤舱可重复使用,其功能是将必要的物资运送到国际空间站,然后将空间站的废物带回地面。莱昂纳多物流舱于2001 年进行了首次太空飞行。意大利航天局根据与NASA 的协议建造了前三个莱昂纳多服务物流舱。 2010 年3 月,发现号航天飞机将搭载莱昂纳多后勤舱执行其最后的货运任务。返回地面后,莱昂纳多后勤舱经过改装,拥有更好的碎片防护,让宇航员更方便地使用里面的设备,并更名为“永久多功能舱”。
名称由来:该舱是意大利制造的多用途后勤模块(MPLM),以意大利文艺复兴三杰之一的莱昂纳多·迪·塞尔·皮耶罗·达·芬奇的名字命名。
(8) 毕格罗充气活动模块(BEAM)
BEAM 由美国内华达州拉斯维加斯的毕格罗航空航天公司生产。该模块由适应太空恶劣环境的柔软可折叠纤维制成,重1.4吨。它由铝和特殊的可折叠织物制成,在飞行过程中被压缩,形成一个长2.4米、直径2.36米的“大包裹”。与空间站对接后,长度和直径将分别增加到3.7米和3.2米,内部空间将从3.6立方米扩大到16立方米,相当于一间小卧室的大小。
与传统的金属太空舱相比,充气太空舱的优点是体积小、重量轻、成本便宜。由于在运输过程中体积可以大大减小,这种太空舱可以为火箭节省大量空间,这也意味着节省燃料并降低发射成本。按照计划,BEAM将在空间站停留两年。在此期间,宇航员每年都会多次进入其中安装仪器设备、收集数据并评估其状态,但他们不会住在这个充气舱里。
3、欧洲部分
哥伦布实验模块
哥伦布实验舱是继美国命运号之后的第二个国际空间站实验舱。它由欧洲10个国家的40家公司联合制造,是欧空局最大的国际空间站项目。 “哥伦布”号实验舱配备了多种实验设备,可开展细胞生物学、外层空间生物学、流体与材料科学、人体生理学、天文学和基础物理等领域的实验。其使用寿命至少为10年。
4、日本部分
希望实验舱
日本实验舱(JEM)被命名为“希望”,日语为Kib(Hope),意为希望。 “希望”实验舱是日本对国际空间站的贡献。它由JAXA于2001年9月制造。它也是国际空间站上最大的模块。 “希望”实验舱是日本历史上第一个与空间站相连的载人太空舱。这是日本的载人飞船。
“希望”实验舱是日本第一个载人航天设施,最多可容纳四人。它由室内储藏室、室内实验室、舱外实验平台、舱外容器架、机械臂和通信系统六大部分组成。舱内储藏室主要作为储藏仓库使用。有实验设备、维修工具、实验材料以及仪器故障时更换的设备。舱室实验室是一个圆柱形装置,外径4.4米,内径4.2米,长11.2米。
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用户评论
哇,空间站系列四终于出来了!一直对国际空间站很感兴趣,期待看到更多关于它的内容。
有14位网友表示赞同!
看了空间站系列四,感觉我们对太空探索又有了新的认识,太激动了!
有9位网友表示赞同!
国际空间站系列四的介绍太详细了,学到了很多知识,感谢作者分享。
有13位网友表示赞同!
空间站系列四,终于看到了中国在国际空间站上的贡献,自豪感油然而生。
有20位网友表示赞同!
空间站系列四的图片和信息太震撼了,仿佛能感受到宇航员们在太空的艰辛。
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空间站系列四,让我对宇航员的生活和工作有了更深的了解,真的很不容易。
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国际空间站系列四,有没有介绍空间站内部装修和日常生活呢?很感兴趣。
有15位网友表示赞同!
空间站系列四,感觉空间站对地球观测和数据收集有很大帮助,太重要了。
有15位网友表示赞同!
看了空间站系列四,对太空科技的发展有了新的认识,期待未来更多突破。
有12位网友表示赞同!
空间站系列四,有没有提到空间站对地球环境的影响?想了解这方面的信息。
有6位网友表示赞同!
国际空间站系列四,感觉空间站对人类未来的发展有很大意义,必须支持。
有5位网友表示赞同!
空间站系列四,可惜没有看到空间站建设过程中的困难和挑战,有点遗憾。
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看了空间站系列四,对宇航员的生活条件表示担忧,希望他们能得到更好的照顾。
有14位网友表示赞同!
空间站系列四,有没有提到空间站上的科学实验?这些实验对我们有什么影响呢?
有5位网友表示赞同!
国际空间站系列四,希望作者能继续更新,带我们了解更多太空奥秘。
有13位网友表示赞同!
空间站系列四,感觉空间站是人类走向宇宙的重要一步,期待更多探索。
有18位网友表示赞同!
看了空间站系列四,对宇航员们的勇气和毅力感到敬佩,他们是真正的英雄。
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空间站系列四,有没有介绍空间站对其他国家合作的意义?想了解这方面的内容。
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