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空间站探索历程:2020年中国或将独有空间站

2011年09月29日01:05中国新闻网我要评论(0)
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  中新网9月29日电 综合报道,备受关注的“天宫一号”将于今日择机发射,它将分别与随后发射的“神八”、“神九”、“神十”飞船对接,从而建立第一个中国空间实验室。据悉,按照规划,中国真正意义上的载人空间站将在2020年前后建成。

  空间站又称航天站、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。

  截止目前,全世界已经发射了10个空间站,其中前苏联共发射8座,美国发射1座。前苏联“礼炮1号”空间站在1971年4月发射,系世界上首个载人空间站。而经过多年的建设,由6大航天机构联合推进、16国参与投资建成的国际空间站也已开始运行,这也是目前唯一在轨运行的空间站。

  前苏联“礼炮1号”:世界首个空间站

  1971年4月19日,前苏联发射了世界上第一个空间站“礼炮1号”。“礼炮1号”空间站装有各种试验设备、照相摄影设备和科学实验设备。与联盟号载人飞船对接组成居住舱,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23天。但有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。

  前苏联一共发射了7个“礼炮”号空间站。“礼炮2号”至“礼炮7号”这6个空间站分别于1973年至1982年间发射,最后一个即“礼炮7号”在1991年坠落到地球。“礼炮2号”至“礼炮5号”属于第一代空间站,它们每个重量约19吨,长16米,只有一个对接口,可与“联盟”号载人飞船对接。第二代“礼炮6号”及“礼炮7号”空间站对接口增加到两个,除接待联盟号载人飞船外,还可与进步号货运飞船对接。

  “礼炮2号”到“礼炮7号”:寿命提高 应用领域扩展

  “礼炮2号”属于军用型,1973年4月3日发射升空,入轨后不久发生爆炸。

  “礼炮3号”于1973年5月11日发射。不知是运载火箭问题还是其他原因,它的初始轨道很低,只运行了11天便于5月22日坠入大气层烧毁。

  民用型“礼炮4号”空间站于1974年12月26日发射。1975年1月10日,联盟17号飞船发射。在同“礼炮4号”对接后,宇航员开始进站工作,5月24日,联盟18B载2名宇航员进入轨道。他们在“礼炮4号”上工作了62天。这两组宇航员在“礼炮4号”上工作生活共计90多天,进行了大量研究和实验活动,取得了很大成功。“礼炮4号”于1976年2月16日坠入大气层。

  4个月后,军用型“礼炮5号”空间站于6月22日发射入轨。期间它只接纳了两批宇航员。2月26日,“礼炮5号”的回收舱分离并安全回收。它在轨道上进行了多次调整,最后于1977年8月28日再次进入大气层。

  苏联第二代空间站包括“礼炮6号”和“礼炮7号”。这两座空间站要解决的问题除进一步提高安全性和可靠性外,另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域。如果轨道高度保持在250千米,每年消耗推进剂为4.75吨;如果轨道提高到350千米,则推进剂消耗只有600千克。“礼炮6号”和“礼炮7号”正是采用这种较高的轨道。

  另外,为更大限度地提高轨道运行寿命,第二代空间站具有两个对接窗口,一个用于联盟号载人飞船对接,另一个用于不载人货运飞船对接,用于轨道加油和往返运送试验设备、试验物品。

  “礼炮6号”1977年9月29日由质子号运载火箭送入轨道。“礼炮6号”在轨运行共达58个月。在宇航员进站工作期间,完成了大量科学观测、地球资源观测、人体生物医学研究和技术实验。更具有应用意义的工作则是进行了大量半导体、晶体生长实验和用结晶炉及合金炉进行了金属冶炼实验。宇航员还首次熔化了玻璃,这使苏联科学家十分兴奋。这项工作对于制造高性能的光导纤维有重大意义。

  美国天空实验室:迄今容量最大人造天体

  美国天空实验室于1973年5月14日发射,1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。空间站由轨道舱、过渡舱和对接舱组成,全长36米,最大直径6.7米,总重77.5吨,在435千米高的近圆空间轨道上运行。站上拥有阿波罗望远镜和其他仪器,主要观测太阳和地球,还从事人类在失重状态下生理和心理上反应等各种科学研究工作。

  美国天空实验室是人类迄今向近地轨道发射的人造天体中重量和容量最大而又最复杂的一个。1973年5月25日、7月28日和11月16日,美国先后由阿波罗号飞船把宇航员送上空间站工作。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月天空实验室因无法得到后续支援被封闭停用,直到1979年坠毁。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:首个长久性空间站

  前苏联和平号空间站于1986年2月20日发射入轨,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,空间站是阶梯形圆柱体,全长13.13米,最大直径4.2米,重21吨,轨道高度300至400千米,是世界上第一个长久性空间站。

  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,可以独立完成在太空机动飞行: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。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,碎片落入南太平洋海域中。

  国际空间站:设想由美国总统里根提出

  国际空间站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。

  国际空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局共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。

  1998年11月20日,国际空间站的第一个组件曙光号功能货舱发射升空,国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构,后来,发射升空的17个各种用途的舱陆续与其对接。国际空间站的建设由美国、俄罗斯、日本和欧洲多个国家共同参与,中国曾经提出参与国际空间站的建设,但是遭到美国的拒绝。国际空间站从2000年11月起就保持有两名成员存在,一直到今天,它已经成为人类在太空存在的一个标志。国际空间站预计将在2020年后结束使命,如果情况顺利,可以延续到2028年。zāY??

  国际空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局共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。

  1998年11月20日,国际空间站的第一个组件曙光号功能货舱发射升空,国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构,后来,发射升空的17个各种用途的舱陆续与其对接。国际空间站的建设由美国、俄罗斯、日本和欧洲多个国家共同参与,中国曾经提出参与国际空间站的建设,但是遭到美国的拒绝。国际空间站从2000年11月起就保持有两名成员存在,一直到今天,它已经成为人类在太空存在的一个标志。国际空间站预计将在2020年后结束使命,如果情况顺利,可以延续到2028年。

  2020年中国或将全球独有空间站

  1992年,中国决定实施载人航天工程,并确定了三步走的发展战略。第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验。第二步,在第一艘载人飞船发射成功后,突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步,建造载人空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

  在成功发射神舟一号至七号飞船之后,2010年10月,中国宣布正式启动实施中国载人空间站工程,计划在2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室。

  中国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前,研制并发射空间实验室,突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用。2020年前后,研制并发射核心舱和实验舱,在轨组装成载人空间站,突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术,并开展较大规模的空间应用。

  此次发射的“天宫一号”是中国首个目标飞行器, “天宫一号”升空后两年内,中国将相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船,分别与“天宫一号”完成空间交会对接。 “天宫一号”飞行的主要任务是,为实施空间交会对接试验提供目标飞行器;初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台,为空间站研制积累经验;进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。

  有关专家表示,如果“天宫一号”与“神八”成功对接,将意味着中国成为继美国、俄罗斯后,第三个独立掌握航天交会对接技术的国家。2020年,中国将建成自己的大型空间站,而国际空间站也将在2020年结束使用,届时,中国可能将拥有全球唯一的空间站。

  数字解读

  1000亿

  将国际空间站完全建成要耗费1000亿美元。国际空间站也将因此成为世界上花钱最多的单一工程。

  81.6万

  现在空间站的重量是81.6万磅(约37.01万公斤)。组装完成后,该站在地球上的重量将达到大约92.5万磅(41.96万公斤),相当于330多辆汽车的总重量。

  220英里

  国际空间站距离地球的平均距离是220英里(250公里)。天气晴朗的时候,在地球上用裸眼就可以看到空间站。

  147次

  迄今为止为建设和维修空间站进行的太空行走次数。

  90分钟

  国际空间站以每秒4.8英里(7.7公里)的速度绕地球一周需要90分钟。

  14磅

  国际空间站上的循环系统每天需要处理的机组成员排出的气体量是14磅(6.4公斤)。

  13间

  空间站上的房间数,其中包括用来从轨道上观看地球的有7个窗口的小瞭望室。

  6个月

  任务期间,一名宇航员一般会在空间站上生活和工作的时间是6个月。6还是目前空间站上的宇航员的总人数。

  5艘

  最近用来把补给送上空间站或者按计划以后要进行这项工作的无人飞船数量。目前的飞船包括俄罗斯的“进步”号、欧洲航天局的“自动转移飞行器”和日本的“希望”号货运飞船。美国宇航局还与太空探索技术公司合作,将利用它的“龙”飞船运送货物,并与弗吉尼亚的美国轨道科技公司合作,打算利用它的“天鹅座”飞船进行同样的工作。这些私人飞船预计将于明年进行试飞。

  4吨

  3到6个月需要给空间站的一名宇航员提供的食物是4吨。空间站成员爱吃的食物有鸡尾冷虾、玉米饼、烤牛肉、早餐香肠、辣味鸡肉卷、蔬菜饼、通心面和奶酪、糖衣巧克力及脆皮蓝草莓馅饼。柠檬汽水是他们最喜欢的饮料。

  1.5立方米

  空间站提供给每位成员的使他们不用穿太空服就能工作的加压空间是1.5立方米(相当于波音747提供给每位乘客的空间)。

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