国际空间站

简介


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国际空间站,发现号航天飞机摄于2011年3月7日


国际空间站是一个在近地轨道上运行的科研设施,是人类历史上第九个载人的空间站。空间站的主要功能是作为在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。

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国际空间站臂章


迄今为止,已有来自多国的航天员登上国际空间站执行任务,其中还包括七名太空游客。

成员

当前由六个国家或地区合作运转,包括:

  1. 美国国家航空航天局
  2. 俄罗斯联邦航天局
  3. 日本宇宙航空研究开发机构
  4. 加拿大航天局
  5. 巴西航天局
  6. 欧洲空间局(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,希腊和卢森堡则是在计划开始之后加入欧洲空间局的)。

历史


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俄罗斯的联盟号航天器


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哥伦比亚号航天飞机


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哥伦比亚号的最后一次发射升空


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哥伦比亚号的第一次任务


哥伦比亚号在2003年2月1日,在执行代号STS-107的第28次任务时,于重返大气层的阶段中与控制中心失去联系,并且在不久后被发现在德克萨斯州上空爆炸解体,机上7名太空人全数罹难。


  1. 国际空间站计划的前身是美国国家航空航天局的自由号空间站
  2. 1993年时任美国总统的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,美国国家航空航天局开始与俄罗斯联邦航天局接触,商谈合作创建空间站的构想。
  3. 1998年11月15日国际空间站的第一个组件曙光号功能货舱进入预定轨道
  4. 1998年12月,由美国制造的团结号节点舱升空并与曙光号连接
  5. 2000年7月星辰号服务舱与空间站连接。
  6. 2000年11月2日首批航天员登上国际空间站。
  7. 2003年发生哥伦比亚号航天飞机失事事件之后,美国国家航空航天局停飞了所有的航天飞机
  8. 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,美国国家航空航天局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。
  9. 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航天器,空间站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了
  10. 2007年1月31日,国际空间站第14长期考察组中的两名美国航天员洛佩斯-阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空漫步
  11. 2009年3月,美国国家航空航天局网站开始在线直播国际空间站即时画面,空间站工作人员睡觉或者下班的时候,全球互联网用户可以通过网络欣赏空间站的直播影像
  12. 2012年5月31日,全球首艘访问空间站的商业航天器——美国龙飞船成功返回地球,制造龙飞船的SpaceX与美国国家航空航天局签署了价值16亿美元的合约,向空间站发射12次货运航天器。


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2017年6月CRS-11任务期间逐渐接近国际空间站的"龙"号飞船


“龙”飞船是一个由SpaceX公司开发的宇宙飞船,是第一款由私人企业开发并发射进入近地轨道并返回地球的宇宙飞船,是首款为国际空间站进行货运补给的私人航天企业宇宙飞船,是目前唯一有下行运输能力的货运飞船,也是目前唯一实现重复使用的货运飞船。

建造计划


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国际空间站装配状况 (至2011年5月为止)


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,其中的39次飞行需要由航天飞机完成,每次约15吨左右,有大约30次飞行和装配任务需要进步号飞船上的货物提供支持。

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进步号宇宙飞船是俄罗斯的无人驾驶货运太空船,可以运送物资到国际太空站。


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420公吨,总输出功率达到110千瓦,桁架长度108.4米,舱体长度74米,额定乘员6人。

组成部分

  • 曙光号功能货舱 发射时间:1998年11月15日


曙光号功能货舱是国际太空站一个功能货舱,也是最早发射的一个组件。曙光号功能货舱于1998年11月20日被质子号运载火箭从哈萨克的白寇努尔太空中心发射进入400公里高的轨道中,设计的使用时间至少为15年。

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从NASA奋进号航天飞机所看到的曙光号功能货舱 空间站统计


  • 团结号节点舱 发射时间:1998年12月4日


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ISS团结号节点舱(NASA)

团结号节点舱是美国为国际空间站建造的第一个部分。团结号节点舱由一个圆柱形的外壳,和六个能便利的与其他舱室连接的通用接驳装置所组成

  • 星辰号服务舱 发射时间:2000年7月12日


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星辰号服务舱


星辰号服务舱是国际空间站的一个组件。是第3个被发射入轨的空间站组件,星辰号服务舱提供了空间站一部分的生命保障系统,和可供2名乘员的生活区。它是空间站上俄罗斯部分(俄罗斯轨道段)结构上和功能上的中心。

  • 国际空间站桁架 - Z1桁架 发射时间:2000年10月11日
  • 国际空间站桁架 - P6桁架及太阳能电池板 发射时间:2000年11月30日
  • 命运号实验舱 发射时间:2001年2月7日


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命运号实验舱 (NASA)


命运号实验舱 是美国在国际空间站上科学研究用载荷中的主要实验室。2001年2月上旬,它与团结号节点舱相连。命运号是NASA在1974年2月空间实验室退役后的第一个永久性运作的在轨实验室。

  • 外部装载平台1 (ESP-1) 发射时间:2001年3月13日
  • 移动维修系统 - 空间站遥控机械臂(加拿大臂2) 发射时间:2001年4月19日


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移动维修系统


移动维修系统是连接在国际空间站上的1个机器人系统。在空间站的装配和保养上扮演着关键的角色。它在空间站的周围搬运设备和补给,帮助宇航员在太空中工作,在空间站上安装设备和其他载荷。宇航员接受特殊的训练,以使他们能够使用各种系统来完成这些工作。

  • 寻求号气密舱(联合气密舱) 发射时间:2001年7月12日


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寻求号气密舱


寻求号气密舱是国际空间站的主要气密过渡舱。设计寻求号的目的是为身着宇航服的航天员做太空行走出发前的准备。

  • 码头号对接舱 发射时间:2001年9月14日


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码头号对接舱是国际空间站上俄罗斯制造的一个舱。是两个原本设计用于航天站上的俄罗斯入坞用密封过渡舱中的一个。这个舱的作用在于使飞船等航天器能停靠在空间站上。

  • 国际空间站桁架 - S0桁架 发射时间:2002年4月8日
  • 移动维修系统 - 机械臂移动平台 发射时间:2002年6月5日
  • 国际空间站桁架 - S1桁架 发射时间:2002年10月7日
  • 国际空间站桁架 - P1桁架 发射时间:2002年11月23日
  • 外部装载平台2 (ESP-2) 发射时间:2005年7月26日
  • 国际空间站桁架 - P3、P4桁架及太阳能电池板 发射时间:2006年9月9日
  • 国际空间站桁架 - S3、S4桁架及太阳能电池板 发射时间:2007年6月8日
  • 国际空间站桁架 - S5桁架 发射时间:2007年8月8日
  • 外部装载平台3 (ESP-3) 发射时间:2007年8月8日
  • 和谐号节点舱发射时间:2007年10月23日


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和谐号节点舱是国际空间站的一个组件,是该空间站总共三个节点舱中的第二个。该舱段在2007年10月23日由发现号航天飞机在STS-120任务中成功发射。在正式命名发射前,该舱段一直被代称为“节点舱2”。2007年11月14日,该舱与命运号实验舱对接成功。

  • 哥伦布实验舱 发射时间:2008年2月7日


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哥伦布实验舱在国际空间站的安装位置


哥伦布实验舱由欧洲空间局(ESA)设计并建造,目的作为国际空间站永久实验并提供内部酬载在多种学科的研究领域材料学、可变的物理和生命科学的研究实验室。另外,外部酬载设施用于实验和应用在空间科学、地球观察和技术领域。

  • 希望号日本实验舱 - 实验储藏舱 发射时间:2008年3月11日


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日本实验舱是日本宇宙航空研究开发机构制造的国际空间站舱组。

  • 移动维修系统 - 特殊微动作机械手 发射时间:2008年3月11日
  • 国际空间站桁架 - S6桁架及太阳能电池板 发射时间:2009年3月15日
  • 希望号日本实验舱 - 外部实验平台 发射时间:2009年7月15日
  • 迷你研究舱2(探索号迷你研究舱) 发射时间:2009年11月10日
  • 宁静号节点舱(3号节点舱) 发射时间:2010年2月8日


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连接到团结号节点舱之前的宁静号节点舱,摄于2010年2月11日


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宁静号节点舱


宁静号节点舱,又被称作节点舱3,是国际空间站的组件,由欧洲空间局与意大利宇航局共同管理和拥有的泰雷兹阿莱尼亚宇航公司为美国国家航空航天局建造,并归属美国航空航天局所有和操纵。

穹顶舱 发射时间:2010年2月8日

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穹顶舱内的设备结构

穹顶舱为欧洲空间局建造的国际空间站观察台组件。安装完成后,此观察台为航天员提供一个直接观察机械臂操作、已泊接的航天器及远眺地球的地方。

迷你研究舱1(晨曦号迷你研究舱) 发射时间:2010年5月14日

多用途增压舱 发射时间:2011年2月24日


我们国家的空间站

我们国家也有空间站,大概将于2021年左右开始在轨组建自己的本体质量80吨级的载人空间站,并开展大规模的空间应用

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80吨级天宫号空间站“T”字三段式基本构型图

天宫号空间站的基本构型由一段核心舱和两段实验舱组成“T”字体。两段实验舱分别长期停靠在核心舱的左右两端,货运飞船以及载人飞船分别对接于核心舱前后两端。计划于2021年左右发射核心舱,至2023年前实验舱II对接后完成组建。每组航天员驻扎最长达6月后与下一组航天员进行轮替,达成长久不断续的空间常驻任务。长期乘航天员人数2至3人。设计寿命在10年。规模达到80吨。

  1. 核心舱:天和号核心舱,由长征五号乙从文昌发射。取名自热门候选名称天枢与太和,寓意天地人和。舱外设置一架大型机械臂,前端包括一段六接口的节点舱,同时充当空间站的主要气闸舱。
  2. 实验舱I:问天号实验舱,由长征五号乙从文昌发射。控制与实验应用舱,舱外设置一架小型机械臂。
  3. 实验舱II:梦天号实验舱,由长征五号乙从文昌发射。专用应用舱。
  4. 空间天文台:巡天号空间天文台。
  5. 1艘货运飞船:天舟号货运飞船,由长征七号从文昌发射。无人货运飞船,用于补给空间站以及废物排除等任务。
  6. 1艘载人飞船,神舟号载人飞船,由长征二号F从酒泉发射。载人飞船,用于航天员的运输和应急返回等任务


最后说明


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从1998年11月15日国际空间站第一个部分曙光号功能货舱发射升空。

到2010年6月,空间站已经在轨道上环绕地球运转了66000圈。国际空间站原计划在2020年后结束使命,后来改为2024年。

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国际空间站处于巴西北部之时观察到的地球样貌的照片

负责国际空间站与地面之间运输的航天器有联盟号、进步号、自动运载飞船、H-II运输载具、龙飞船、发现号航天飞机、奋进号航天飞机、天鹅号宇宙飞船等。国际空间站最多可承载六名乘员(长时间),大部分实验设施也已经投入使用。

由于大气阻力和重新启动等因素的影响,国际空间站的轨道实际高度常发生漂移。大约的轨道衰减:2千米/月,就是往下掉2千米左右

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