國際空間站

國際空間站

國際空間站,是一項由六個太空機構聯合推進的國際合作計畫,也指運行於距離地面360公里的地球軌道上的該計畫發射的航空器。國際空間站的構想是1983年由美國總統里根首先提出的,經過近十餘年的探索和多次重新設計,直到蘇聯解體、俄羅斯加盟,國際空間站才於1993年完成設計,開始實施。俄羅斯提議將空間站命名為亞特蘭大(英文:Atlanta),但是這個議案遭到美國的反對,美方認為亞特蘭大的讀音和拼寫太接近傳說中沉沒的大陸“亞特蘭蒂斯”,其中似乎隱含了不祥的徵兆,而且亞特蘭大這個名字也容易與美國的一架太空梭“亞特蘭蒂斯號”太空梭相混淆。時任NASA主席的丹尼爾·戈登(Daniel S. Goldin)便給空間站取了一個臨時呼號阿爾法,這個呼號最後沿用下來,成為空間站的正式電台呼號。

基本信息

基本概述

建成後的國際空間站建成後的國際空間站

國際空間站的構想是1983年由美國總統里根首先提出的,即在國際合作的基礎上建造迄今為止最大的載人空間站。該空間站以美國、俄羅斯為首,包括加拿大、日本、巴西和歐空局(11個國家)共16個國家參與研製。其設計壽命為10~15年,總質量約423噸、長108米、寬(含翼展)88米,運行軌道高度為397千米,載人艙內大氣壓與地表面相同,可載6人。國際空間站結構複雜,規模大,由航天員居住艙、實驗艙、服務艙,對接過渡艙、桁架、太陽電池等部分組成,建成後總質量將達438噸。

基本資料

工作狀態

每日繞地圈數:15.79
高度損失:約65 米
載人天數:3186 2009年7月數據
今公轉天數:3897 2009年7月數據
今運行距離:約2,000,000,000 km
燃料質量:約3951 kg "
當前容積:425 m³ "
O2: 約162.4 mmHg (22 kPa)
CO2:約4.8 mmHg (640 Pa)
溫度:~ 26.9 °C

主要構件

國際空間站國際空間站

構件:發射日期 質量: (kg)
曙光號功能貨艙:1998年11月20日 1,9323
團結號節點艙 1:1998年12月4日 1,1612
星辰號(DOS-8):2000年7月12日 1,9050
Z1 衍架:2000年10月11日 8755
P6 衍架及太陽能電池板:2000年11月30日1,5900
命運號實驗艙:2001年2月7日 1,4515
加拿大臂2:2001年4月19日 4899
尋求號氣密艙:2001年7月12日 6064
對接隔艙:2001年8月14日 3900
S0 衍架:2002年4月8日 1,3970
加拿大臂2導軌:2002年6月5日 1450
S1 衍架:2002年10月7日 1,2598
P1 衍架:2002年11月23日 1,2598

建造背景

國際空間站計畫的前身是美國國家航空航天局的自由空間站計畫,這個計畫是1980年代美國戰略防禦計畫的一個組成部分。在1987年12月1日NASA宣布波音公司通用電氣公司麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造空間站的訂單。老布希執政期間,星球大戰計畫被擱置,自由空間站也隨之陷入停頓,1993年時任美國總統的比爾·柯林頓正式結束了自由空間站計畫。在美國副總統戈爾的推動下,自由空間站重獲新生,NASA開始與俄羅斯聯邦航天局接觸,商談合作建立空間站的構想。1998年11月國際空間站的第一個組建曙光號功能貨艙進入預定軌道,同年12月,由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連線,2000年7月星辰號服務艙與空間站連線。2000年11月2日首批太空人登上國際空間站。空間站的各個組件大多由NASA的太空梭進行運輸,由於各個組件大多在地面就已經完成建設任務,太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將組件連線上空間站主體。到第二階段為止國際空間站的裝配完成了一半,能夠支持3名太空人,到國際空間站完全完成之後,根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。

名稱來歷

國際空間站最初提議的名字是“阿爾法空間站(Alpha)”,但是遭到俄羅斯的反對,俄方認為這樣的命名暗示國際空間站是人類歷史上第一個空間站,可是事實上蘇聯以及後來的俄羅國際空間站斯先後成功地運行過8個空間站。俄羅斯提議將空間站命名為亞特蘭大(英文:Atlanta),但是這個議案遭到美國的反對,美方認為亞特蘭大的讀音和拼寫太接近傳說中沉沒的大陸“亞特蘭蒂斯”,其中似乎隱含了不祥的徵兆,而且亞特蘭大這個名字也容易與美國的一架太空梭——亞特蘭提斯號太空梭相混淆。雖然國際空間站的命名沒有採用最初提出的阿爾法空間站,但是空間站的無線電呼號卻是阿爾法(Alpha),這個呼號是空間站第一批乘員登站時確定的,當時國際空間站的名字仍然未定,時任NASA主席的丹尼爾·戈登(DanielS.Goldin)便給空間站取了一個臨時呼號阿爾法,這個呼號最後沿用下來,成為空間站的正式電台呼號。

建造計畫

1、第一階段。1994年至1998年為準備階段。主要進行了9次美國太空梭與俄羅斯和平號空間站的交會對接。

2、第二階段。1998年11月20日,國際空間站的第一個組件——曙光號功能貨艙(美國出資,俄羅斯製造)發射成功,標誌著國際空間站正式進入初期裝配階段。此後,國際空間站的第2個組件——美國團結號節點艙於1998年12月4日由奮進號太空梭送入軌道,並於12月7日與曙光號成功對接。第2階段的主要目標是建成1個具有載3人能力的初期空間站。

3、第三階段。2000年~2005年為最終裝配和套用階段。國際空間站建成後,可載6人,工作壽命為15~20年。

整體結構

國際空間站機件組裝圖國際空間站機件組裝圖
國際空間站國際空間站-----結構

1、基礎桁架。它用來安裝各艙段、太陽能電池板、移動服務系統及站外暴露試驗設施等。

2、居住艙。它主要用於航天員的生活居住,其中包括走廊、廁所、淋浴、睡站和醫療設施,由美國承擔研製和發射到太空。

3、服務艙。它內含科學儀器設備等服務設施,也含一部分居住功能,由俄羅斯研製並發射。

4、功能貨艙。它內設有航天員生命保障設施和一部分居住功能(如廁所、衛生設施等),以及電源燃料暫存地等,艙體外部設有多向對接口,由俄羅斯研製並發射。

5、多個實驗艙。其中美國1個、歐空局1個、日本1個、俄羅斯3個。美國、日本和歐空局的3個實驗艙將提供總計為33個國際標準的有效載荷機櫃;俄羅斯的實驗艙中也有20個實驗機櫃。另外,日本的實驗艙還連有站外暴露平台,用於對空間環境直接接觸實驗。

6、3個節點艙。它們由美國和歐空局研製,是連線各艙段的通道和航天員進行艙外活動的出口。此外,節點1號艙還可作為倉庫,用於存儲;節點2號艙內有電路調節機櫃,用於轉換電能,供國際合作者使用;節點3號艙為空間站的擴展留有餘地。

7、能源系統和太陽能電池帆板。它們由美國和俄羅斯兩國提供。

8、移動服務系統(具體是遙操縱機械臂)。它由加拿大研製。

構成組件

組件 航次 運載者 發射時間 長度
(m)
直徑
(m)
質量
(kg)
曙光號功能貨艙 1 A/R 質子號 1998年11月20日 12.6 4.1 19,323
團結號節點艙(1號節點艙) 2A - STS-88 奮進號 1998年12月4日 5.49 4.57 11,612
星辰號服務艙 1R 質子號 2000年7月12日 13.1 4.15 19,050
國際空間站衍架- Z1 衍架 3A - STS-92 發現號 2000年10月11日 4.9 4.2 8,755
國際空間站衍架- P6 衍架及太陽能電池板 4A - STS-97 奮進號 2000年11月30日 73.2 10.7 15,824
命運號實驗艙 5A - STS-98 亞特蘭蒂斯號 2001年2月7日 8.53 4.27 14,515
外部裝載平台1(ESP-1) 5A.1 - STS-102 亞特蘭蒂斯號 2001年3月13日 4.9 3.65 2,676
移動維修系統- 空間站遙控機械臂(加拿大臂2) 6A - STS-100 奮進號 2001年4月19日 17.6 0.35 4,899
尋求號氣密艙(聯合氣密艙) 7A - STS-104 亞特蘭蒂斯號 2001年7月12日 5.5 4 6,064
碼頭號對接艙- 碼頭號氣密及對接艙 4R - 進步-M-SO1 進步號 2001年9月14日 4.9 2.3 3,676
國際空間站衍架- S0衍架 8A - STS-110 亞特蘭蒂斯號 2002年4月8日 13.4 4.6 13,971
移動維修系統- 機械臂移動平台 UF-2 - STS-111 奮進號 2002年6月5日 5.7 2.9 1,450
國際空間站衍架- S1衍架 9A - STS-112 亞特蘭蒂斯號 2002年10月7日 13.7 4.6 14,124
國際空間站衍架- P1衍架 11A - STS-113 奮進號 2002年11月23日 13.7 4.6 14,003
外部裝載平台2(ESP-2) LF1 - STS-114 發現號 2005年7月26日 4.9 3.65 2,676
國際空間站衍架- P3、P4衍架及太陽能電池板 12A - STS-115 亞特蘭提斯號 2006年9月9日 13.8 4.8 15,824
國際空間站衍架- P5衍架 12A.1 - STS-116 發現號 2006年12月9日 3.4 4.6 1,864
國際空間站衍架- S3、S4衍架及太陽能電池板 13A - STS-117 亞特蘭提斯號 2007年6月8日 13.7 5.0 16,183
國際空間站衍架- S5衍架 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 3.4 4.6 1,864
外部裝載平台3(ESP-3) 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 4.9 3.65 2,676
和諧號節點艙(2號節點艙) 10A - STS-120 亞特蘭提斯號 2007年10月23日 7.2 4.4 14,288
哥倫布實驗艙 1E - STS-122 亞特蘭提斯號 2008年2月7日 6.9 4.5 19,300
希望號日本實驗艙- 實驗儲藏艙 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 3.9 4.4 4,200
移動維修系統- 特殊微動作機械手 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 3.67 6.70 1,560
希望號日本實驗艙 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 11.19 4.39 14,800
希望號日本實驗艙- 日本機械臂 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 10.0 0.35 780
國際空間站衍架- S6衍架及太陽能電池板 15A - STS-119 發現號 2009年3月15日 13.84 4.97 14,100
希望號日本實驗艙- 外部實驗平台 2J/A - STS-127 奮進號 2009年7月15日 5.20 5.00 4,100
迷你研究艙2 (探索號迷你研究艙) 5R - 進步-M-MIM2 進步號 2009年11月10日 2.25 4.049 3,670
寧靜號節點艙(3號節點艙) 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 6.706 4.480 19,000
穹頂艙 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 1.500 2.955 1,880
迷你研究艙1 (晨曦號迷你研究艙) ULF4 - STS-132 亞特蘭提斯號 2010年5月14日 6.00 2.35 8,015
多用途增壓艙 ULF5 - STS-133 發現號 2011年2月24日 未知 未知 未知

功能研究

太空中培育蔬菜外形怪異太空中培育蔬菜外形怪異
1、組裝成功後的國際空間站將作為科學研究和開發太空資源的手段,為人類提供一個長期在太空軌道上進行對地觀測和天文觀測的機會。在對地觀測方面,國際空間站比遙感衛星要優越,當地球上發生地震海嘯或火山噴發等事件時,在站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數,以獲得最佳觀測效果。

2、國際空間站在天文觀測上要比其他太空飛行器優越得多,是了解宇宙天體位置、分布、運動結構、物理狀態、化學組成及其演變規律的重要手段。通過國際空間站,天文學家不僅能獲得宇宙射線亞原子粒子等重要信息,了解宇宙奧秘,而且還能對影響地球環境的天文事件(如太陽耀斑、暗條爆發等)作出快速反應,及時保護地球,保護在太空飛行的太空飛行器及其成員。

3、國際空間站上的生命科學研究,研究成果可直接促進航天醫學的發展,通過多種參數來判斷重力對航天員身體的影響,可提高對人的大腦神經骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物學和材料科學的研究與套用有廣闊的前景,而國際空間站的微重力條件要比和平號空間站和太空梭優越得多,特別是在材料發展上可能起到一次革命性的進展。

4、國際空間站就能給研究生命科學生物技術、航天醫學、材料科學、流體物理、燃燒科學等提供比地球上好得多、甚至在地球無法提供的優越條件,直接促進這些科學的進步。同時,國際空間站的建成和套用,也是向著建造太空工廠、太空發電站,進行太空旅遊,建立永久性居住區(太空城堡),向太空其他星球移民等載人航天的遠期目標接近了一步。

維護費用

國際空間站國際空間站
國際空間站初始設計壽命到2015年。美、俄等參與國已同意延長其使用壽命到2020年為止。2012年3月30日,俄聯邦航天署署長弗拉基米爾·波波夫金表示,航天署正在與外國夥伴討論2020年後繼續使用國際空間站的問題,並打算改變國際空間站的運作方式,以此最佳化載人航天項目的資金使用。波波夫金說,俄航天署考慮將國際空間站的使用期延長到2028年,但空間站上的一些設備必須通過檢測。即使作出了延長使用期的決定,國際空間站的作用也將改變,它將成為進行技術試驗和訓練載人登月的平台 。

有數據表明,“養”一個國際空間站每年需10億美元,由16個成員國分擔。未來,合作仍將是全球航天領域的趨勢。 據英國媒體2014年1月8日報導,美國國家航空航天局獲得白宮支持,將國際空間站的使用期再延長4年到2024年。

成功降軌

國際空間站國際空間站
嫦娥三號黑色750秒過鬼門關2013年12月10日晚21:20分左右,嫦娥三號探測器將再次變軌,從100公里×100公里的環月圓軌道,降低到近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道,為下一步月面軟著陸做準備。據探測器系統副總指揮譚梅稱,嫦娥三號在實施月面軟著陸的十幾分鐘是發射升空以來最"驚心動魄"的動力下降段,被稱為“黑色750秒”。
18:00
北京航天飛行控制中心向嫦娥三號注入調姿和變軌參數。
20:37
嫦娥三號進入月球背面區域。
21:20
嫦娥三號發動機成功點火,開始實施變軌控制。
21:24
嫦娥三號重新回到月球正面,根據地面測控站監視數據分析判斷,嫦娥三號已由距月面平均高度約100千米的環月軌道,成功進入近月點高度約15千米、遠月點高度約100千米的橢圓軌道,為四天后下一步月面軟著陸做準備。

系統病毒

2013年11月12日據英國《每日郵報》報導,卡巴斯基公司創始人尤金·卡巴斯基(EugeneKaspersky)曝光稱,國際空間站電腦系統2013年初曾意外被一名俄羅斯太空人的隨身碟感染病毒

卡巴斯基在澳大利亞坎培拉參加全國新聞俱樂部(NationalPressClub)活動時向媒體透露:“國際空間站的太空人偶爾會帶著隨身碟上去,而這些隨身碟可能已經感染了病毒……我沒有開玩笑,我曾與俄羅斯太空人聊過,他們承認:‘空間站電腦時不時就會被病毒感染。’”

科技網站ExtremeTech曾報導稱,早在2008年,俄羅斯太空人攜帶的一台WindowsXP筆記本電腦就曾將W32.Gammima.AG蠕蟲病毒帶上空間站,並很快感染了空間站內的其他使用WindowsXP系統的電腦。

太空飛行器分類導航

太空飛行器,又稱空間飛行器、太空載具等,是指在地球大氣層以外的宇宙空間中,基本按照天體力學的規律運動的各種飛行器。
航天套用 間諜衛星 氣象衛星 太空探索
衛星導航系統
載人航天 太空人 航天計畫 運載火箭
太空飛行器 運載工具 太空梭 運載火箭
空間站 載人飛船 月球太空飛行器
空間探測器 人造衛星

全球九個規模最大科學工程

台北時間2008年6月26日訊息,據國外媒體報導,繼金字塔之後,一些建築被冠以“規模最大”的頭銜,有些建築則躋身世界新七大奇蹟之列。建築尚且如此,科學工程當然不甘落後。目前,世界上出現了不少規模驚人的科學工程,以下九大工程中有些已投入運轉,有些正在建造當中,有些則仍停留在製圖板上。

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