您现在的位置:主页 > 女性生活 >

前苏联空间站

发布日期:2021-11-30 04:36   来源:未知   阅读:

  载人飞船完成了把人送入太空的使命,为了进行大规模的太空科学实验和研究活动,必须在太空中建立可共航天员长期工作和生活的天体,由于飞船在太空中飞行的时间较短,而且舱内空间狭小,使工作受到限制,无法进行大规模的科学实验,所以,飞船只能作为航天员天地往返的工具。因此,研制和发射空间站的使命成为人类征服太空的又一个目标。

  空间站就像一座能长期运行在太空中的大房子,不仅规模大、有充足的电源,还能不断更换实验设备,有了毛病可以随时维修,航天员在上边工作一段时间后,根据需要可以经常轮换。与早期的有人驾驶的飞船相比,空间站的体积更大,更精密。

  空间站什么样?目前,已经发射成功的空间站有两种试样,一种为舱段式结构空间站,一种为桁架式结构空间站。

  舱段式结构空间站采用多模块组合,也就是说先在地面上制造好舱段,再用火箭发射到太空中,像积木一样一个舱段一个舱段对接而成,有点像家庭用的组合柜一样。这种结构的空间站具有功能强、使用范围广等优点。但是,由于舱段式结构空间站各舱段之间过于紧凑,因此,将给空间站各个部分之间带来影响,特别是给安装太阳能电池板带来了困难,电池板之间还容易相互遮挡和影响,影响为空间站输送足够的电能。

  桁架式结构的空间站就是用长达几十米或上百米的巨大桁架作骨架,就像挂衣服的架子一样,而把各种舱段、设备和太阳能电池板等像挂衣服似的挂在上面。这种结构的空间站克服了舱段式空间站结构过于紧凑、相互影响等不足,灵活性更强,还可以方便维修和更换设备,并大大提高了空间站的工作效率。由于这种结构不像舱段式结构那样拥挤,因此,安装个设备什么的非常方便,太阳能电池板也不相互遮挡了,并且控制起来也比较简单。航天专家们普遍认为,这种结构是未来大型空间站建造的发展方向。

  从1971年迄今,世界上共发射成功10个空间站,已发展到第三代。前苏联 “礼炮1号”~“礼炮5号”共5 个空间站和美国的“天空试验室”为第一代空间站,“礼炮6号”和“礼炮7号”为第二代空间站,“和平”号为第三代空间站。目前,这些空间站,除国际空间站正在建设和在轨工作外,其余8个在大气的作用下陨落,“和平”号空间站被人工销毁。

  第一代空间站“礼炮”号。在美国忙登月的时候,1971年,前苏联发射成功世界上第一座空间站“礼炮”一号,开辟了人类载人航天的新境界。前苏联相继发射成功7座“礼炮”号空间站。自此,美国在登月上占了先,而前苏联在空间站上走到了美国的前面。

  “礼炮”一号~礼炮5号空间站为第一代空间站,一般可乘4名航天员,最多可乘6名航天员,“礼炮”号空间站上的航天员是乘“联盟”飞船与之对接,然后进入空间站的。

  “礼炮”号空间站运行在距地面200~250千米的轨道上,轨道倾角为51·6度左右。“礼炮”号空间站重量约为18·9吨,由对接舱、轨道舱和服务舱组成,其中,对接舱和轨道舱为密封舱,服务舱为非密封舱。

  对接舱有一个供“联盟”飞船对接的舱口,航天员从这里进出空间站,轨道舱由直径分别为3米和4米的两个圆筒组成,是航天员生活工作、进餐、休息和睡眠的场所,舱内的小气候与地面相似。服务舱内安装了发动机和推进剂。对接舱的前端是锥形的对接机构,用来与“联盟”飞船对接,对接过渡舱内装有“猎户星座”望远镜的部件、照相机和各种实验设备。外部安装有“猎户星座”望远镜的外露部件、两个太阳能电池翼、交会对接天线、闪光灯、电视摄像机等。

  轨道舱是“礼炮”号空间站的中枢神经,是大脑和心脏。这里装有7块控制空间站的控制面板,通过这些面板,航天员可以监测空间站内各分系统的工作情况和控制各种仪器仪表的工作状态。经过这里航天员通过一个很短的连接段后,到达最大的工作区,这个工作区直径达4米。为了使航天员有一个良好的定向参考系,轨道舱的工作区在设计上,采用了不同的颜色。工作区地板、天花板和周围的墙壁均漆成了不同的颜色。航天员的进餐、娱乐和睡觉在工作区的前端。工作区安装了各种导航、通信、控制系统设备,还安装了食物、卫生设备、水、锻炼器械等。

  服务舱内安装了主推进装置、离子传感器、姿态控制发动机和燃料等,舱体外侧安装了两个太阳电池翼、交会对接雷达天线 摄像机等。借助摄像机,航天员和地面控制人员可以监视空间站的工作情况。

  7座“礼炮”号空间站设计差不多,只是所安装的有效载荷有所不同,均采用舱段式构形,它可以分为两代。“礼炮”一号~“礼炮”5号为第一代。其特点是均只有一个对接口,只能接纳一艘飞船,无法及时补给重要物资,从而限制了空间站的寿命,不能长期载人。但是,作为人类发射成功最早的空间站,它解决了大量的关于空间站技术的问题。

  第二代空间站“礼炮”6、7号。“礼炮”6、7号为前苏联第二代空间站,有两个对接口,可以同时有两艘飞船在空间站上停靠,把载人与货运分开,从而,使空间站的寿命和航天员留轨时间都大大延长。

  前苏联航天员在空间站上完成了大量的材料科学、天体物理学、航天医学和生物技术实验。同时,还进行了大量的对地观测活动。对于太空条件下长期载人飞行积累了经验,还获得了大量的军事价值很高的信息。

  “礼炮”号空间站与“联盟”飞船交会对接的初期,双方都要进行轨道机动,在两者的相对距离接近到15~30 公里以内的时候,由航天员控制定向,保持空间站与飞船对接的特定方向。

  “礼炮”一号为军民两用空间站,其它空间站主要是军用空间站。军用空间站的轨道高度较低,为200千米,这样可以更方便地进行军事侦察,同时,军用空间站轨道周期短,大多安装了高分辨率的摄像机,切需要定期弹射侦察密封舱。

  “礼炮”号空间站在轨飞行期间,先后有16艘载人飞船、12艘运货飞船与它对接,33名航天员进入空间站工作,在轨道上共运行了4年6个月。在“礼炮”7号空间站上,女航天员萨维茨卡娅在1984年进行空间行走,成为世界上第一个空间行走的女航天员。

  第三代空间站“和平”号。1986年2月20日,前苏联建造“和平”号空间站的工程开始了。从“和平”号空间站的核心舱发射入轨,到1996年4月26日对接上最后一个舱段,历时10年,5次对接,终于完成了“和平”号的建造,形成了包括核心舱、量子1号舱、量子2号舱、晶体舱、光谱舱、自然舱在内的6个舱,以及由“进步”号货运飞船,“联盟”号载人飞船组成,可与6艘飞行器对接的庞大的轨道复合体。舱段式结构的“和平”号全长87米,总重达124吨,有效容积472立方米。在晶体舱的末端还设有专门迎接航天飞机的对接口。

  两代“礼炮”号空间站是单模块式结构,而“和平”号空间站是多模块积木式结构,由多个舱段组合而成。如果说“礼炮”号空间站仅仅是一居室的话,而“和平”号空间站则是功能全,寿命长,多用途的多居室。这种改进大大扩展了航天员的活动空间,使大量的科学研究项目得以进行。

  首先升空的“和平”号空间站的核心舱有6个对接口,航天员在这里控制飞船和居住,此后,又先后对接了5个实验舱。即,用于天文物理观测、地球勘测、医学和生物学研究的“量子”一号舱;用于扩大试验设施及出舱活动的“量子”二号舱;用于研究空间加工工艺,试验新材料加工技术和生物制品生产技术,并装有遥感器,多用途对接器的“晶体”舱;用于对地遥感和生物医学试验的“光谱”舱;用于了解地球生态状况,研究材料科学、生命科学和生物技术的“自然”舱。

  这6个舱均有动力装置和生命保障系统,都能独立地进行太空机动飞行。所不同的是它们各自担负着不同的任务,具有独立的分工,其功能是不一样的。

  例如:核心舱内有一个大桌子,供航天员工作和用餐。核心舱两侧还各有一个个人卧室,卧室后边是卫生间,卫生间可供航天洗澡。舱内还安装了体育锻炼器械。航天员每天在器械上锻炼90分钟。

  “晶体”舱里安装了进行材料加工试验的各种熔炼炉。其中3个用于生产半导体材料,2各用于熔炼各种合金材料。

  “自然”舱上安装了前苏联最先进的遥感器和美国、德国、波兰等国的科学仪器,还安装了金刚石炉,这种加工炉可加工6种样品。

  “和平”号空间站的整个组装过程是采用对接的形式逐步展开的,不需要航天员出舱操作,技术比较简单,风险不大。但缺点是,太阳电池帆板有可能相互遮挡,影响输出功率。同时,每个舱段都设计了独立的推进系统,造成了设备的重复和资源的浪费。

  “和平”号空间站是20世纪技术最先进、重量最重、寿命最长、载人最多、贡献最大的航天器。在“和平”号15年的航天过程中,共有31艘载人飞船、62艘货运飞船与它实现对接,先后有12个国家、28个长期考察组和16个短期考察组、137名航天员在站上工作过。“和平”号还创造了俄罗斯男航天员波利亚科夫和美国女航天员露西德在太空中连续生活439天和188天的记录。美国4架航天飞机先后9次与“和平”号对接,创下了最重的航天器(223吨)和最多的航天员(10名)一次聚会的记录。站上载有11.5吨科学研究设施,共进行了16500项科学实验,其中完成了23项国际科学考察计划,主要是空间生命科学研究、对地观测研究、天体物理学研究和材料加工研究等。这座人造“天宫”不仅为人类提供了广泛的科学和技术实验场所,取得了一系列令人瞩目的成果,还进行了多次大型空中对接、更换和维修活动,为建造更大型空间站积累了丰富的经验。另外,仅在研制“和平”号空间站的过程中,就发明了600多项有价值的新工艺,这些新工艺被广泛应用于各个经济领域,促进了经济的发展和科技的进步。

  由于在太空中工作时间过长,“和平”号空间站故障频发,加之俄罗斯已参与国际空间站的建造工作,因此,俄罗斯政府决定人工销毁“和平”号空间站。2001年3月23日,为人类载人航天做出巨大贡献的“和平”号空间站,在地面的控制下,成功坠落在南太平洋预定海域。