空间站如何建立的?世界上有几个空间站?

空间站其实就相当于把家建在太空之上,在那里可以为航天员提供居住工作的场所,而且它还是一个绕着地球飞行的航天器,在运行期间,可以利用飞船将航天员或者替换物资和设备等送过去。

空间站对人类科学研究的作用非常巨大,可以展开天文和地球的观察,也可以发展太空医学和生物学,同时还可以发展一些新工艺和新技术,这些都需要借助空间站特殊的条件才能更有力地展开。既然是这样,那么作为人类第一个空间站的国际空间站,到底是怎样建成的呢?

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空间站的建设相当复杂,它需要有可以与其他飞船或者航天器对接的对接舱,也需要航天员在轨道上出入空间站的气阀舱,以及一些装置生命保障系统、供电系统等等的设备仓。而且人类在计划建设空间站的历史已经有了几十年,最早还可以追溯到上个世纪70年代。

在空间站领域中,起步最早的是苏联。在1971年4月19日,苏联就发射了世界上第一个试验的空间站“礼炮1号”,它的总长大约有12.5米,最大的直径为4米,总重大约为18.5吨,是由轨道舱、生活舱和对接舱组成,只有与“联盟号”航天飞船对接的接口。

“礼炮1号”工作了6个月,主要的任务就是进行载人和不载人的综合科学考察,并且对地球进行观测。“礼炮1号”的工作还算比较顺利,也顺利地完成了使命。鉴于“礼炮1号”所取得的成就,所以苏联又趁热打铁,在这个基础上先后发射了礼炮2号至7号,共6个空间站。所以“礼炮1号”应该算得上是苏联的第1代空间站,接下来的“礼炮2~7号”是第2代空间站。

当时正是美苏争霸展开的如火如荼的阶段,这种争霸也延伸到了太空,受到苏联发射试验空间站的刺激,美国也不甘落后,在1973年5月也发射了一个与苏联“礼炮6号”水相当的空间站。

这个空间站也就是“天空实验室”,也是美国唯一发射成功的空间站。它的总长为36米,最大的直径为6.6米,重量达到了79吨,主要是由轨道舱气阀舱和多用途对接舱,还有太阳望远镜等4大部分组成。值得注意的是,它的轨道舱是用“土星5号”火箭的第3级改造而成的。

“和号”是苏联的第3代空间站,主舱于1986年2月20日发射入轨。不过“和号”的发射比以前的空间站难度要高了很多,这是因为这个空间站是采用模块化的结构,先发射基础模块,也就是主舱;接着再根据需要发射单独的模块,可以是各种实验所需要的科学实验舱,然后使它们在轨道上与主舱交会对接,逐步扩展成为完整的空间站。

在“和号”的主舱发射成功之后,接着苏联就发射了5个科学实验舱,而且都发射成功,并且以组成成功对接,它们分别是:

1、1987年4月发射的“量子1号”天文物理舱,它的长达到了5.8米,最大的直径达到4.2米,总重量大约为11吨,主要是用于天体物理研究,配有观测X射线和紫外线的天体物理学伦琴观测台。

2、1982年12月发射的“量子2号”服务舱,它的总长为13.7米,最大的直径为4.4米,重量大约达到20吨,主要的任务是提高服务水,或者说是改善“和号”的活动空间,因为这个服务舱增大了电力供应,而且还使全站有了更加先进的观测和实验基地,同时还增添了许多新的装置和新仪器。

3、1990年6月发射的“晶体号”工艺舱,它的总长达到了12.5米,最大的直径为4.4米,重量大约达到20吨。虽然说这个是工艺舱,但它的功能比较多,可以进行细胞杂交以及有关天文物理,地球物理等方面的技术实验,同时还可以试生产半导体材料,培养各种蛋白质晶体。

4、1995年6月发射的“量子4号”光谱舱,此时苏联已经解体,继承者俄罗斯也没有如此大的实力再继续完成相关的计划,所以原本用于试验探测弹道导弹发射和检测外层空间的舱,只好改用于民间科学实验。

5、1996年4月发射的“量子5号”自然舱,由于冷战状态已经结束,所以俄罗斯也与一些西方发达国家展开了合作,所以这个舱段里面也搭载了美国600多千克的科研硬件。它在对地球的生活状况,保护地球环境和保证美俄联合飞行任务的成功等方面,产生了积极的重要意义。

在自然舱对接成功之后,整个过程也持续了10年,而“和号”空间站的设计寿命本来就是10年,所以当它完成全部组装之日,也到了它寿命结束之期。

整个“和号”空间站在10年的工作中运行都比较顺利,尤其是在“量子2号”服务舱发射成功之后,苏联就开始了“和号”的商业运营,而美国的蛋白质晶体生成实验装置是它的第1个商业载荷,经过了56天的实验,取得了完满的成功,结果也令美国感到非常满意。

此后,空间站类似的商业经营连续不断,也给苏联带来了巨大的利润,但这些利润怎样都抵不过岁月的推移,因为随着“和号”的设计寿命结束,它也开始慢慢地老化,并且出现了大小1400多处的故障。虽然有一些故障是可以排除的,但也仍然有60多处故障难以排除,而且随着时间的推移,技术的缺陷也渐渐地暴露出来。

既然“和号”空间站已经不行了,那么作为继承者的俄罗斯为什么不让它退役呢?其实并不是俄罗斯不想,他们在上世纪90年代就已经研制并改进成了“和2号”空间站,准备在1997年上天接替“和号”,到后来俄罗斯的经济也出现危机,已经很难有经济实力可以继续研制新的代替品,甚至连老化的“和号”都已经成为了包袱,无力继续维持运营。

欧美国在1984年就宣布,要在10年内建立起比和号规模大得多的永久航天站,也就是“自由号”空间站,目的就是要与苏联抗衡。该空间站并不是美国独有,它是属于一个国际的航天站,其中欧洲航天局、加拿大和日本都占有一个舱段,即使拥有众多小弟的帮助,耗资巨大,也仍然是美国国会每年讨论航天拨款的话题。

在1993年4月,自由号空间站的建设计划被讨论了9次,同时也表决了9次,尽管最后美国总统克林顿在限制经费额度的前提下批准了这个计划,但这个被压缩了规模的方案,研制的经费和运行管理费仍然超出了白宫限定的标准。

也正是在这样的条件下,促使美国与俄罗斯进行合作。虽然那个时候俄罗斯的经济很困难,想要俄罗斯出钱分担研发资金是不可能的,不过俄罗斯作为苏联解体的主要继承者,掌握了现成的硬件以及载人航天技术和对大型空间站的管理经验,这些因素都可以弥补经济上的不足,所以就促成了美俄之间的合作。

美国和俄罗斯就在1993年9月2日签署了一项具有历史意义的航天合作协议,在“自由号”和“和号”空间站的合作下,就诞生了“阿尔法号”,这个在当时才是真正具有国际意义的空间站。

因为“阿尔法号”并不是只有美国和俄罗斯两个国家,就连之前与美国“自由号”进行合作的伙伴,包括欧洲航天局、加拿大和日本等也加了进去。

“阿尔法号”国际空间站是把各个舱段都建在一根主桁架梁上,统一供电,它的总重达到了430吨,主横架梁长达88米,太阳能电池板翼展宽为108米,轨道高度均可以达到397千米,总容积达到1200立方米。

国际空间站最终由美国1个,日本1个,俄罗斯2个,欧洲航天局1个,日美联合的1个,共6个实验舱和1个居住舱,2个节点舱的服务系统,运输系统等组成。

分为三个阶段建设,1994年至1997年是第一阶段,先是由美国航天飞机与“和号”空间站的7次对接飞行完成,每一次都有一名美国宇航员留在“和号”上完成累计三年的工作。

第2个阶段是从1998年6月开始至1999年6月完成,这个阶段主要是由美俄两个国家参加完成,主要的目的是达到三人在轨工作的能力。等到本阶段结束的时候,空间站的核心部分将会建成。

第3个阶段是从1998年11月开始至2003年12月结束,主要是达到6~7个人在轨长期工作的能力,最后发射的是美国的居住舱,等到这项工作完成之后,国际空间站的建设装配也彻底完成。

目前(截至2021年6月)世界上只有两个空间站在运行。一是由美俄等六家西方航天机构共同建设的国际空间站,另一个是中国自主建造的天宫系列空间站。

世界上有几个空间站(截至2021年6月)?

目前世界上只有两个空间站在运行。一是由美俄等六家西方航天机构共同建设的国际空间站,参与的国家机构有美国国家航天局、欧洲航天局、俄罗斯联邦航天局、加拿大国家航天局、日本航天研究机构和巴西航天局;另一个是中国自主建造的天宫系列空间站。北京时间2021年6月17日18时48分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。

国际空间站一直有人吗?

是的,有宇航员常驻。基本上在国际空间站上,一直都有宇航员。最大数量是六个,最小数量只有一个。工作计划分为短期科学实验和长期科学观察,短期科学实验通常持续数周或几个月更长时间,而长期的科学观察一般是半年或一年。

国际空间站是由美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯联邦航天局(RFSA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、加拿大航天局(CSA)和欧洲航天局(ESA)共同建造的空间站项目。它于1998年开始建设,随后功能模块被送到轨道进行组装。目前,其建设尚未完成。 国际空间站是目前人类拥有的最大空间站。