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国际空间站(1 / 2)

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转载于:百度百科--国际空间站

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国际空间站(一项国际太空合作计划)

国际空间站(InternationalSpaceStation),简称ISS,是一个由六个国际主要太空机构联合推进的国际合作计划。这六个太空机构分别是美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大国家航天局和巴西航天局。参与该计划的共有16个国家或地区组织,以美国、俄罗斯和其他4个重要成员是欧空局、日本、加拿大和巴西。欧空局成员国中参与到国际空间站计划的国家有:比利时、丹麦、法国、德国、意大利、挪威、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和英国,其中英国是项目开始之后参与进来的。

另外,该词汇也指运行于距离地面400公里的地球轨道上的该计划所属航天器。

国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的,经过近十余年的探索和多次重新设计,直到苏联解体、俄罗斯加盟,国际空间站才于1993年完成设计,开始实施。

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中文名:国际空间站

外文名:InternationalSpaceStation

质量:369,914公斤

长度:51米

宽度:109米

加压空间:837立方米

大气压力:101.3千帕

近地点:379.7千米远

地点:403.8千米

轨道周期:90分钟

轨道倾角:51.6度

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目录

1名称来历

2建造历程

参与国家

建造阶段

组装计划

3结构功能

主要结构

主要构件

构成组件

主要功能

研究进展

站内生活

4内部照片

5安全事故

6运送人员

7美创纪录

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1、名称来历

名字“国际空间站”(英语:InternationalSpaceStation,ISS;俄文:МеждународнаяКосмическаястанция,МКС)是不同命名之间妥协的产物。国际空间站最初提议的名字是“阿尔法空间站(Alpha)”,但是遭到俄罗斯的反对,俄方认为这样的命名暗示国际空间站是人类历史上第一个空间站,可是事实上苏联以及后来的俄罗斯先后成功地运行过8个空间站。

俄罗斯提议将空间站命名为亚特兰大(英文:Atlanta),但是这个议案遭到美国的反对,美方认为亚特兰大的读音和拼写太接近传说中沉没的大陆“亚特兰蒂斯”,其中似乎隐含了不祥的征兆,而且亚特兰大这个名字也容易与美国的一架航天飞机“亚特兰蒂斯号”航天飞机相混淆。

虽然国际空间站的命名没有采用最初提出的阿尔法空间站,但是空间站的无线电呼号却是阿尔法(Alpha),这个呼号是空间站第一批乘员登站时确定的,当时国际空间站的名字仍然未定,时任NASA主席的丹尼尔·戈登(DanielS.Goldin)便给空间站取了一个临时呼号阿尔法,这个呼号最后沿用下来,成为空间站的正式电台呼号。

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2、建造历程

A.参与国家

该空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局等共16个国家参与研制。

中国参与国际空间站遭到美国的反对,国际空间站筹划建设时美国反对邀请中国参与,所以中国没有成为国际空间站的启动方。美国认为太空空间站技术有军事用途,所以反对中国加入。

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B.建造阶段

国际空间站计划的前身是美国国家航空航天局的自由空间站计划,这个计划是1980年代美国战略防御计划的一个组成部分。在1987年12月1日NASA宣布波音公司、通用电气公司、麦道飞机公司和洛迪恩推进动力公司获得了参与建造空间站的订单。老布什执政期间,星球大战计划被搁置,自由空间站也随之陷入停顿,1993年时任美国总统的比尔·克林顿正式结束了自由空间站计划。冷战结束后在美国副总统戈尔的推动下,自由空间站重获新生,NASA开始与俄罗斯联邦航天局接触,商谈合作建立空间站的构想。

国际空间站计划分三阶段进行:

第一阶段

94年至1998年为第一阶段——准备阶段。已顺利完成第一阶段的任务。(主要进行了9次美国航天飞机与俄罗斯和平号空间站的交会对接,取得了宝贵的经验)

从1994年至1998年,美、俄两国完成航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站的9次对接飞行。美国宇航员累计在“和平”号空间站上工作2年,取得了航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学、微重力科学实验和对地观测的经验,可降低国际空间站装配和运行中的技术风险。

1998年11月20日,国际空间站的第一个组件——曙光号功能货舱(美国出资,俄罗斯制造)发射成功,标志着国际空间站正式进入第二阶段——初期装配阶段。空间站的各个组件大多由NASA的航天飞机进行运输,由于各个组件大多在地面就已经完成建设任务,宇航员在太空只需要进行很少的操作便可以将组件连接上空间站主体。国际空间站的装配完成了一半,能够支持3名宇航员,到国际空间站完全完成之后,根据其设计共可以提供7名宇航员同时工作和生活。

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第二阶段

此后,国际空间站的第2个组件——美国团结号节点舱于1998年12月4日由奋进号航天飞机送入轨道,并于12月7日与曙光号成功对接。第2阶段的主要目标是建成1个具有载3人能力的初期空间站。

1998年至2001年,国际空间站达到有3人在轨工作的能力。1998年11月20日,俄罗斯从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场用“质子”号火箭将国际空间站的第一个部件“曙光”号多功能货舱(FGB)发射入轨,从而拉开了国际空间站在轨装配的序幕。同年12月4日,美国“奋进”号航天飞机将国际空间站的第二个部件“团结”号节点舱送入轨道,并于12月6日成功地与“曙光”号对接;2000年7月12日,国际空间站的核心组件、俄罗斯建造的“星辰”号服务舱发射入轨,同年11月2日,首批3名宇航员进驻空间站,国际空间站开始长期载人,11月30日,美国“奋进”号航天飞机为国际空间站送去两块翼展达72米、最大发电量为65千瓦的大型太阳能电池帆板;2001年2月7日,美国的“命运”号实验舱由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道,4月23日,加拿大制造的遥操作机械臂与国际空间站顺利对接,7月12日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把供宇航员出舱活动的“气闸舱”送入轨道。至此,美国和俄罗斯等国经过航天飞机、“质子”号火箭等运输工具15次的飞行,完成了国际空间站第二阶段的装配工作。

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第三阶段

第三阶段(2000年~2011年)为最终装配和应用阶段。国际空间站建成后,可载6人,工作寿命为15~20年。

从2001年至2006年,国际空间站完成装配,达到6~7人长期在轨工作的能力。此阶段先组装美国的桁架结构和俄罗斯的对接舱段,接着发射日本实验舱和欧空局的哥伦布轨道设施等。

国际空间站的预算远远超过了NASA最初的预计,其建造时间表也比预定的要晚,主要原因就是2003年初发生的哥伦比亚号航天飞机失事事件之后,美国宇航局停飞了所有的航天飞机。在航天飞机停飞的两年半时间里,空间站的人员和物资运输完全依赖俄罗斯的联盟号飞船,空间站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了。按照预定计划,空间站的建设将在航天飞机重返太空之后在2006年恢复,但是在2005年7月发现号航天飞机的STS-114飞行任务完成后,由于航天飞机隔热材料在升空过程中脱落,NASA再次停飞所有航天飞机,这使得国际空间站的建设时间表再次拖延。

装配完成后的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于一个足球场大小,总质量达400余吨,将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫,运行在倾角为51.6°、高度为397公里的轨道上,可供6~7名航天员在轨工作,之后国际空间站将开始一个为期10~15年的永久载人的运行期。

按照计划,建造整个国际空间站共需要超过50次太空飞行和组装,整个建造工作完成后,国际空间站将会有1200立方米的内部空间,总重量419000公斤,总输出功率达到110千瓦,衍架长度108.4米,舱体长度74米,额定乘员6人。

2006年11月15日,国际空间站上的活动首次在地球上进行了高清晰度电视直播,并在纽约的时代广场大屏幕电视上播放。这是人类首次观看到来自太空的高清晰度电视直播画面。直播节目的主角是国际空间站第14长期考察组指令长迈克尔·洛佩斯·阿莱格里亚,摄像师是站内的随航工程师托马斯·赖特尔。这套直播系统名为太空视频网关,直播的清晰度可以达到普通模拟视频的6倍。

2007年1月31日,国际空间站第14长期考察组中的两名美国宇航员洛佩斯·阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的一个冷却回路从临时系统接入永久系统,完成了一些电路接线工作,使对接的航天飞机能接入并使用站上新太阳能电池板提供的电力,将一个遮光反射罩和隔热罩丢弃掉,然后将一组旧太阳能电池板上的散热器回收。

2月4日美国东部时间上午8时38分,这两名宇航员再度出舱,进行约7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的另一个冷却回路从临时系统接入永久系统,对一个废弃的氨水冷却设备进行清理。

同年2月8日,这两名宇航员完成了6小时40分钟的第三次太空行走,将空间站外的两个大型遮蔽罩移除丢弃,并安装货物运输机的几个附属装置。同年2月22日,国际空间站飞行工程师、俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林和洛佩斯·阿莱格里亚进行一次6个多小时的计划外太空行走,修复了对接在空间站上的进步M-58飞船的一处未能收拢的天线。

2007年10月30日,美国“发现号”航天飞机号太空人日前为国际空间站重新装配太阳能天线电池板时,电池板出现破裂,美国国家航空航天局(NASA)科学家检视电池板破损处,了解造成原因。

2011年美国航天飞机全部退役又重启太空船对接计划。

2011年12月最后一个组件发射上天,完成组装工作。

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C.组装计划

国际空间站在组装阶段,其主要设施由俄罗斯的质子号火箭、欧空局阿里安5号火箭以及美国的航天飞机发射运送。组装完成后的运输工作由美国的航天飞机、猎户座号飞船以及俄罗斯的联盟-TM飞船及进步号货运飞船完成。美国还计划研制一种有升力的救生飞船参与工作。

到2000年7月为止,国际空间站已有3个舱送入太空,即俄罗斯提供的功能货舱、服务舱和美国提供的节点1号舱。按计划,此后还将陆续发射加拿大制造的遥控机械臂、美国的中央桁架和节点2号舱、日本的实验舱和站外暴露平台、欧空局的实验舱和美国的居住舱等。预计在2011年年底将完成全站的组装任务。

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3、结构功能

A.主要结构

国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构,即以桁架为基本结构,增压舱和其它各种服务实施挂靠在桁架上,形成桁架挂舱式空间站。其总体布局如图所示。大体上看,国际空间站可视为由两大部分立体交叉组合而成:一部分是以俄罗斯的多功能舱为基础,通过对接舱段及节点舱,与俄罗斯服务舱、实验舱、生命保障舱、美国实验舱、日本实验舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施。

等对接,形成空间站的核心部分;另一部分是在美国的桁架结构上,装有加拿大的遥操作机械臂服务系统和空间站舱外设备,在桁架的两端安装四对大型太阳能电池帆板。这两大部分垂直交叉构成“龙骨架”,不仅加强了空间站的刚度,而且有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥,有利于宇航员出舱装配与维修等。

国际空间站的各种部件是由合作各国家分别研制,其中美国和俄罗斯提供的部件最多,其次是欧空局、日本、加拿大和意大利。这些部件中核心的部件包括多功能舱、服务舱、实验舱和遥操作机械臂等。俄罗斯研制的多功能舱(FGB)具有推进、导航、通信、发电、防热、居住、贮存燃料和对接等多种功能,在国际空间站的初期装配过程中提供电力、轨道高度控制及计算机指令;在国际空间站运行期间,可提供轨道机动能力和贮存推进剂。俄罗斯服务舱作为国际空间站组装期间的控制中心,用于整个国际空间站的姿态控制和再推进;它带有卫生间、睡袋、冰箱等生保设施,可容纳3名宇航员居住;它还带有一对太阳能电池板,可向俄罗斯部件提供电源。实验舱是国际空间站进行科学研究的主要场所,包括美国的实验舱和离心机舱、俄罗斯的研究舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施和日本实验舱。舱内的实验设备和仪器大部分都是放在国际标准机柜内,以便于维护和更换。加拿大研制的遥操作机械臂长17.6米,能搬动重量为20吨左右、尺寸为18.3米×4.6米的有效载荷,可用于空间站的装配与维修、轨道器的对接与分离、有效载荷操作以及协助出舱活动等,在国际空间站的装配和维护中将发挥关键作用。

B.主要构件

国际空间站由下列部分组成:俄罗斯“进步-M45“、“联盟-TM23“、“进步-M-C01“飞船,俄罗斯的“晨星“号服务舱、“曙光“号工作舱,美国的“团结“号连接舱和“女神“号实验舱、俄“黎明“号小型实验舱等。

空间站共有俄罗斯、美国、欧盟和日本发射的13个舱,重量400吨。

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01.“曙光“号工作舱

“曙光“工作舱是国际空间站的第一个组件,由俄罗斯赫鲁尼切夫空间中心和美国波音公司共同研制而成。根据1995年8月签订的合同,赫鲁尼切夫中心负责货运舱的设计、生产和试验。赫鲁尼切夫中心于1996年11月27日,即比预定发射时间提前一年完成“曙光“号工作舱的组装工作。但由于国际空间站的其他一些部件没有完工,“曙光“号被两度推迟发射。

“曙光“号重量为24.2吨(其中包括4.5吨燃料),长13米,内部容积约72立方米(可用面积为40平方米)。它可以在不补充燃料的情况下连续飞行430昼夜。

“曙光“号一个与和平号空间站类似的大型舱体,用作空间站的基础,能提供电源、推进、导航、通信、姿控、温控、充压的小气候环境等多种功能。它由和平号空间站上的晶体舱演变而来,设计寿命13年,电源最大功率为6千瓦,装有可接4个航天器的对接件。

1998年11月20日,俄罗斯“质子-K“号火箭把“曙光“号送入预定轨道。

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02.“团结“号节点舱(unitynodemodule)

“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“号节点舱耗资3亿美元,直径5米、长6米,设有6个舱门。它的作用是充当对接口,连接未来升空的其它舱。

1998年12月4日,“团结“号随美国“奋进“号航天飞机升空。12月6日,“团结“号与“曙光“号对接。

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03.“星辰“号服务舱(zvezda(star)servicemodule)

“星辰“号服务舱由俄罗斯承建,是国际空间站的核心舱。“星辰“号长13米,宽30米,重19吨,造价为3.2亿美元。

服务舱由过度舱、生活舱和工作舱等3个密封舱和一个用来放置燃料桶、发动机和通信天线的非密封舱组成。生活舱中设有供宇航员洗澡和睡眠的单独“房间“,舱内有带冰箱的厨房、餐桌、供宇航员锻炼身体的运动器械。舱体上设计的14个舷窗,可供宇航员眺望浩瀚的星空。

“星辰“号配有定位和电视联系系统,可保障服务舱与俄罗斯科罗廖夫地面飞行控制中心和美国休斯敦地面飞行控制中心的直接联系。

“星辰“号共有4个对接口,可用于接待载人飞船或货运飞船。

2000年7月12日,“星辰“号由“质子-K“火箭送入太空;26日,“星辰“号服务舱与国际空间站联合体对接。

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