第十四课 “太空堡垒”空间站
第十四课 “太空堡垒”空间站
想象中的未来空间站
我们这套丛书曾经讲述了加加林升入太空以及阿姆斯特朗成功登月的故事。两位宇宙探险的先驱壮举的背后,离不开冷战时两个超级大国——苏联和美国的竞争。他们在彼此竞赛的同时,也刺激着人类宇宙事业的发展。
这一课中讲述的空间站,依然离不开这一背景。
卫星首先上天的是苏联,首先将宇航员送入太空的还是苏联。而美国不甘连输两阵,终于在载人登月上扳回一城。“阿波罗计划”的顺利完成使得苏联人觉得再进行登月已经毫无意义,于是将目光投入了一个更为长远、实用的计划,这就是我们要讲的“太空堡垒”——空间站。
这项计划对人类来说具有里程碑的意义。因为,无论是载人航天还是登月,人们都只是宇宙空间的匆匆过客。加加林在太空中仅待了几个小时,而阿姆斯特朗等人在月球上也仅仅驻足了几天,这样短短的时间无法让人做更多的实验。因此,在太空中建立一个长期基地的计划就呼之欲出。
从“礼炮”号到“国际空间站”
1971年4月17日,也就是阿姆斯特朗登月2年后,苏联发射了人类历史上第一个空间站——“礼炮”号。与宇宙飞船不同,“礼炮”号在太空中飞行了相当长的时间——长达半年,直到10月11日才完成任务、坠毁于太平洋上空。
在这半年时间里,好几批苏联宇航员进入其中并长期工作,最长的一批在其内工作了63天。
随后几年内,苏联连续发射了“礼炮”2~5号,都取得了相当不错的成绩。而第二代空间站“礼炮”6号和“礼炮”7号出现时,苏联的空间站的性能已经得到了相当大的提高。其中礼炮7号在太空中飞行了8年多,在上面工作时间最长的宇航员,工作了长达200多天。
毫无意外,第三代空间站“和平”号于1986年出现了。这是人类历史上第一个长久的空间站,自发射后除3次短期无人外,站上一直有航天员生活和工作。1988年12月21日从和平号上归来的两名宇航员季托夫和马纳罗夫,创造了在太空飞行整整一年的新纪录。
和“礼炮”号相比,“和平”号拥有多达6个对接口。除“和平”号本身作为基本舱外,它可与载人飞船、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。这四个专业舱包括一个工艺生产实验舱、一个天体物理实验舱、一个生物学科研究舱和一个医药试制舱。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。
与18吨的“礼炮”号不同,“和平”号重达70多吨,真可谓是“太空堡垒”了。
和平号空间站一直工作到2000年,此时苏联已经解体了9年。而接替“和平”号工作的则是“国际空间站”。
可以说,到“和平”号为止,美国的太空征程已经被苏联远远地甩在后面。自1973年发射了技术水平相当于“礼炮”一号的“天空实验室”后,美国在空间站方面并无多大进展。而1991年苏联解体给了美国追赶的契机。
在美国倡导下,包括俄罗斯、日本等16个国家共同建造了一个新的空间站——“国际空间站”。因为集合了人类最先进的航天技术力量,这个空间站比“和平”号还要大得多、复杂得多。它的质量超过420吨,是“和平”号的6倍;它的空间也要大得多,拥有共13个空间舱以及其他为数众多的附属结构。
由于规模庞大,所以尽管集中了16个国家的力量,搭建这个“堡垒”依旧耗费了大量时间。1998年,国际空间站的第一个部件发射升空。13年后的2011年,国际空间站终于搭建完成。这样一座巨大的“太空堡垒”终于完整地飞行于太空之中。
空间站的特点
国际空间站
空间站分为两种——单一式和组合式。小型的单一式空间站,可一次发射入轨,而较大型的组合式空间站,则要将组件分批送入轨道,然后在太空组装完成。
和宇宙飞船不同,空间站的体积比较大,在轨道飞行的时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也很多而且很广泛。空间站的组成也较为复杂,它以一个载人生活舱为主体,再加上不同用途的空间舱,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,以保证站内电能供应;还必须有对接舱口,可以实现与其他航天器的对接。
空间站的特点之一是其经济性。例如,空间站在太空接纳宇航员进行实验,可以使载人飞船成为只运送宇航员及其他器材的运输工具,这样就可以简化宇宙飞船的内部结构,还可以减轻它在太空飞行时的质量,既能降低其工程设计的难度,又可以节省航天费用。
另外,空间站在运行时可以载人,也可以不载人,只要启动后,它就可以正常工作,只需定时检查即可。这样,宇航员在太空的时间大大缩短,可以节省消费。因为空间站能长期运行,基本可以使用数月或数年,保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究工作的逐步深化、提高科研质量,具有重要意义。
中国空间站计划
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。第一步是载人飞船阶段,实现多人多天飞行、安全返回和精确落点,这个任务已由神舟五号、“神舟”六号圆满完成。第二步,是突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,目前正在太空运行的“天宫”一号就是这一阶段。第三步,是建造载人空间站。
“天宫”一号是中国第一个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射。按照计划,“神舟”八号、“神舟”九号、“神舟”十号飞船将在两年内依次与“天宫”一号完成无人或有人交会对接任务,并建立中国首个空间实验室。
“天宫”一号与“神八”已经于2011年11月1日非常圆满地完成对接,这意味着中国已成为继美国、俄罗斯后,第三个独立掌握航天交会对接技术的国家。2012年6月16日,又一项喜讯传来,载有三名宇航员的“神九”顺利升空。18日,“神九”成功与“天宫”一号对接。三名宇航员随后进入“天宫”一号,成为我国第一个太空实验室的首批客人。到2020年,中国将建成自己的大型空间站。到那时,由16个国家参与设计、实施于1993年的国际空间站,也将到达其使用年限而结束使命,届时中国空间站可能成为人类唯一正在运行的空间站。
三位宇航员在天宫1号内部
(执笔林枫竹安臣)
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