" " 21年前,2000年10月31日,联盟-U火箭携“联盟TM-31”号载人飞船从哈萨克斯坦拜科努尔发射场升空,11月2日与国际空间站对接, 这是国际空间站上的初次长期调查组飞行任务。国际空间站自此开启了长期载人飞行。 1998年11月20日,“曙光”号功用货舱在“质子K”号火箭的携带下升入太空, 从此拉开了建造国际空间站的序幕。 国际空间站的建造意义严重,人类不只能够借此不时积聚阅历,还能够为未来远征火星以至更远的宇宙打下基础。固然国际空间站的第一个组件在1998年发射,但此前的计划筹备阶段不可谓不漫长。 01 ISS计划的提出 作为多功用太空研讨复合设备,国际空间站是 世界上最大型的太空计划。不外,该计划起初并非地道的太空研讨计划,而是两个超级大国之间为了捍卫各自威严而展开的角逐。二战终了后,美苏就在太空范畴展开了猛烈竞争,也使人类太空开发事业急速推进。上世纪50年代,美国太空先驱 冯·布劳恩(Wernher von Braun)提出了 大型轨道空间站的想象,他想象了一个轮子外形的设备,经过迟缓旋转为数千名寓居者提供人工重力。不外,显然这样一个轨道前哨站的想象超出了现有技术。1958年NASA成立后,开端思索建造范围更小的空间站。 太空艺术家切斯利·博内斯特尔(Chesley Bonestell)描画的冯·布劳恩式空间站(1952年) 1961年,美国总统约翰·肯尼迪宣布“登月”为国度目的,在NASA完成这一目的之前,空间站计划不时处于次要位置。1969年,美国总统理查德·尼克松委托太空任务小组(STG)评价阿波罗计划后的太空新目的,该小组提出在20世纪70年代中期树立一个绕地球轨道运转的空间站,随后又提出了一个更大范围的太空基地项目。不外,这一雄心勃勃的计划由于美国经济的不景气而被否决。1972年,美国前总统尼克松批准了航天飞机项目。1973年至1974年间, 实验空间站“天空实验室”(SkyLab)应用剩余的阿波罗硬件中止了实验性飞行。 上世纪80年代后,开发“永世载人空间站”的想象再次被提出,并逐步展开为“自由”号空间站计划,也就是国际空间站的前身。1984年,美国时任总统里根在国情咨文中提出了经过国际协作树立可供人类生活的太空基中央案,这也是美国率先在世界上提出建造国际空间站原型的计划。不外,该计划的政治企图十分明显,为的是彰显西方各国的凝聚力和与苏联对立。该计划规则,各国每年进入太空的航天员人数按出资比例分配。1985年,欧洲11国参与,随后,加拿大、日本和巴西也参与,准备与NASA一道共同开发这一雄伟计划。 但是,计划的停顿并不顺利。缘由是NASA对空间站的估量过于达观了,“自由”号空间站的 巨额费用让美国不堪重负。1984年,美国总统里根批准空间站计划时估量建成需投资80亿美圆,而1985年的双龙骨终间站计划曾经收缩到160亿美圆。1987年,NASA提出减少为单龙骨终间站的计划得到批准,但1990年时,“自由”号空间站的预算曾经高涨到370亿美圆。1991年美国总审计署发布讲演,以为“自由”号空间站研制和30年运转的总费用可能抵达1180亿美圆。但是,由于欧洲当时呈现财政危机、1986年“应战者”号航天飞机爆炸事故,以及空间站在政治上意义逐步消逝,“自由”号空间站不得不再次减少范围,建造国际空间站的计划也被暂时放置。另一方面,固然苏联在其“战争”号空间站完成了载人调查,但1991年底苏联解体招致国内局势骚动和财政艰难,使“战争”号空间站得不到有效维护且日渐老化。 在无法以充足财政来维持费用昂扬的航天事业的局面下,美国开端笼络俄罗斯。当时,美国希望将国际空间站计划与俄罗斯“战争2号”空间站中止整合,而俄罗斯希望借助美国的支持来完成新型“曙光”号空间站的发射。1993年,俄罗斯决议参与美国提出的协作计划。当年年底,美国航天飞机与俄罗斯“战争”号空间站胜利对接,两国开端展开紧密协作。1998年1月29日,来自美国、俄罗斯、欧洲各国、日本、加拿大和巴西等16个协作同伴国度的代表举行会议并签署了有关空间站协作的最新协议, 标记着国际空间站的树立正式“启动”。不外,由于俄罗斯在国际空间站计划中具有十分强的话语权,除了美国航天员外,长期调查的任务主要是由俄罗斯航天员来执行,而欧洲、加拿大、日本和巴西的航天员进入太空和长期调查的人数不时没有增加。 02 艰苦的“筑站”过程 1998年11月20日,发射国际空间站的首个舱段“曙光”号功用货舱 头顶的起重机将10吨重的模块精准而文雅地移动到预定的位置。然后,工作人员开端行动,爬上建筑物,用手动或电开工具将各结构物用螺栓固定——这种现象简直在任何建筑现场都能看到。但是, 国际空间站的树立却是在距离地球250英里(约400公里)的上空——没有空气的宇宙空间。 在组装重达400多吨的国际空间站期间,绕地轨道成了建造场所。自载人飞行开端以来,航天员们中止舱外作业的次数比以往多出2倍以上。在国际空间站组装完成之前,共发射了3种火箭46次,将100多个组装配件送入太空。这些配件或被螺丝固定,或被锁扣固定,或经过导线和导管相互衔接在一同,使国际空间站成为一个庞大的整体。 由于组装国际空间站是一项复杂水平难以想象的工作,NASA也预想到在轨道上的树立工作中会遇到无法预料的事态。因而,为了应对这一应战,技术人员和航天员们从10年前就经过舱外活动,对组装程序中止了细致的练习,如准备工具,实验设备等,积聚了丰厚的阅历。在德克萨斯州休斯顿NASA约翰逊航天中心有一个名为桑尼卡特的中性浮力实验室(Neutral Buoyancy Laboratory,NBL)。该实验室是一个大型水池,里面放置着国际空间站的全尺寸实物模型、有效载荷和巡航车。航天员能够在这里模仿将要执行的舱外活动任务。 为准备正式组装国际空间站,NASA于1996年8月宣布由罗斯和吉姆·纽曼两位航天员作为最先中止舱外活动的组员,执行STS-88次航天飞行任务。1997年6月,NASA又指定5名以上的航天员执行国际空间站的舱外组装任务。至此,最初6次舱外组装任务的组员全部到位,他们中有2年以前就决议下来的,这比通常要早得多。提早定下乘组人员名单,能够让被指定的航天员们有充足的时间来针对组装国际空间站这项复杂而关键的任务中止特地锻炼。 最初的9次国际空间站组装任务,需求借助航天飞机与空间站对接后才干实施。但之后,航天员们能够经过俄罗斯效劳舱完成舱外组装工作。NASA第9次航天飞机组装任务(STS-104),是将“寻求”号分离气闸舱(Quest Joint Airlock)与国际空间站对接后中止的。该气闸舱由两个部分组成,一个部分是从国际空间站到舱外中止组装工作的气密舱,另一部分是器械舱。 从1998年开端到2004年为止,为了中止国际空间站的配件组装、设备装置和研讨,NASA共执行了37次航天飞机任务。在此期间,为了组装国际空间站和确保其正常运转,航天员们在约160天里合计中止了约960小时的舱外活动。可见,在1998年至2004年的几年时间里,国际空间站的组装速度相当快,包含欧洲航天局“哥伦布”实验舱和日本“希望”号实验舱在内的舱段数量也不时增加。 树立国际空间站中止舱外活动中时,需运用舱外航天服,美国的舱外航天服也叫“舱外机动装置”(Extravehicular Mobility Unit,EMU),俄罗斯的舱外航天服叫做“奥兰”(俄语为海鹰的意义),两种航天服各有特性。此外,航天飞机的机械臂和国际空间站新配备的机械臂,成为了精确移动大型模块和组件的起重机。同时,它还是一个移动升降台,辅佐航天员轻松地由一个工作地点移动至另一个工作地点。航天飞机上加拿大制造的机械臂上,装置了功用更强大的空间视觉系统(Space Vision System,SVS),中止舱外活动的航天员能够经过该系统全景察看国际空间站的状况,即便航天员的视野被机械臂遮住了,也能够十分精确地中止操作。 被称为“空间站远程支配系统(SSRMS)”、供国际空间站运用的新型机械臂长约16.7米,能够在国际空间站外部灵活移动,范围简直掩盖了整个国际空间站。另外,加拿大还开发出特殊用处的机械臂。该特殊机械臂由2个小型机械臂组成,装置在主机械臂的最前端,能够中止更为复杂的维护作业。 1998年11月,国际空间站第一个组件—— “曙光”号功用货舱在质子火箭的搭载下,从哈萨克斯坦的拜科努尔航天基地发射升空。经过9分48秒飞行,“曙光”号货舱进入预定轨道,14分11秒后,货舱左右两端的太阳能电池板正常翻开并开端工作。“曙光”号货舱为长13米、直径3—4米的圆筒外形,重约20吨,担任物资贮存库的角色。 1998年12月4日, “团结”号节点舱随美国“奋进”号航天飞机升空。12月6日,“团结”号与“曙光”号对接。“团结”号节点舱是美国为国际空间站建造的第一个组件,也是国际空间站的第二个组件。“团结”号节点舱由一个圆柱形的外壳,6个能方便的与其他舱室衔接的通用接驳装置(Common Berthing Mechanism)所组成。其直径为4.57米,长5.47米,设有6个舱门。 2000年7月26日, “星斗”号效劳舱衔接在“曙光”号功用货舱的后端,成为国际空间站的第3个组成部分。2000年9月11日,执行STS-106任务的航天飞机上的2名航天员,经过6小时14分的舱外作业,最终完成了“星斗”号和“曙光”号的衔接。“星斗”号效劳舱配备了早期的生活区域、生命维持系统、通讯系统(“星斗”号与空间站之间由1个10Mbps的以太网相连)、电力分配装置、数据处置系统、飞行控制系统和推进系统。 2000年11月2日,俄罗斯“联盟TM-31”号载人飞船与国际空间站胜利对接,3名航天员开端执行长期太空在轨飞行任务。尔后,国际空间站不时坚持正常运转。 国际空间站上的首个长期调查组 03 国际空间站用处的改动 国际空间站退役期间,中止了超越1760次科学实验和研讨,范围涵盖生物学、地球宇宙科学、教育和物理学等范畴,取得了大量可贵的科学数据,为人类太空开发事业作出了庞大贡献。依照原计划,国际空间站的退役期限到2016年,但参与开发的各国均同意延期运用至2024年,也有的国度称能够延期至2030年。不外,美国天体物理学家乔纳森·麦克道尔表示,由于美国和俄罗斯舱段曾经十分老化,2024年后可能毛病频频,无法正常运转,因而延期至2030年不太理想。 鉴于国际空间站退役将满,而且此前特朗普政权曾经宣布2024年起不再提供预算,参与各国近年来更多地主张将国际空间站转为民间运营为主,进一步推进国际空间站步入商业用处。2019年6月7日,NASA发表了将国际空间站向民间企业开放的商业应用方针,将国际空间站的运用权转卖给民间企业。美国东部时间2020年11月15日晚7时27分,NASA航天员迈克·霍普金斯(Mike Hopkins)、维克多·吉弗尔(Victor Gever)、香农·沃克(Shannon Walker)以及日本航天员野口聪逐一起乘坐长期与NASA展开协作的SpaceX公司研发的载人龙飞船(Crew Dragon),由猎鹰9号火箭从佛罗里达州的肯尼迪太空中心39-A发射台发射后进入国际空间站轨道,并于16日中午11时胜利抵达ISS。这标记着由民间企业为主体开发的载人飞船开端正式投入运营,也标记着谁都能够圆梦太空的“太空旅游时期”行将开启。 英雄暮年,国际空间站行将谢幕,但是,人类探求太空的脚步永远都不会停下。 来源:太空幻想 |