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国际空间站(2 / 2)

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04.“命运“号实验舱(destinylaboratorymodule)

2001年2月7日,“命运“号实验舱随美国“阿特兰蒂斯“号航天飞机升空。“命运“号实验舱价值14亿美元,是国际空间站中最昂贵的组件。它由美国波音公司制造,形似圆筒,长9.3米、直径4.3米,重13.6吨,上有41.5万个零件。它不仅是未来空间站成员在接近零重力的状态下执行科学研究任务的基地,也将作为国际空间站的指挥和控制中心,是国际空间站6个实验室中最重要的实验舱之一。

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05.“莱奥纳尔多“号多功能后勤舱(leonardomultipurposelogisticsmodule)

“莱奥纳尔多“号多功能后勤舱由意大利研制,价值1.6亿美元。它是一个由金属铝制成,长21英尺(约为6.4米)、直径为15英尺(约4.6米)的圆筒,分为16个货箱,能携带9.1吨货物。后勤舱可重复使用,其功能是为国际空间站运送必需的物资,再将空间站上的废弃物带回地面。

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06.空气阻隔舱(airlock)

空气阻隔舱又称压力舱,由金属铝制造,重约6吨,造价1.64亿美元。空气阻隔舱共有两个舱室,一个供宇航员执行太空行走任务之前更换宇航服,另一个为宇航员减压和漂浮到太空的接口。舱内有4个气罐,各重540千克,用于给空气阻隔舱加压。

2001年7月15日,空气阻隔舱由美国“阿特兰蒂斯“号航天飞机和国际空间站上的宇航员联合安装到空间站。空气阻隔舱是国际空间站与太空间的通道,是航天器有压空间与太空真空环境间的缓冲地带,它的安装使空间站内的宇航员不必再等航天飞机的到来就可以进行太空行走。

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07.加拿大第二臂(Canadarm2)

“加拿大第二臂“又被称为“大臂“,由高强度的金属铝、不锈钢和环氧石墨制成,长19米,重量为1.63吨。

这只长约17米的巨型机械臂的设计概念是1984年美国前总统里根提议建设“自由“空间站时产生的,其最初研制目的是,在航天飞机不能自行与空间站对接时依靠机械臂将航天飞机拉到空间站旁。“加拿大第二臂“由加拿大研制,并由美国“奋进“号航天飞机于2001年4月19日携带升空,22日被安装到国际空间站上。与多次随航天飞机升空执行任务的小机械臂相比,它不仅比多次随航天飞机升空执行任务的“小臂“更长,也更结实、更灵活。

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08.“码头“多功能对接舱(mooringcompartmentmodule)

“码头“多功能对接舱由俄罗斯“能源“火箭航天公司研制,重约4吨,体积为13立方米。对接舱一端与“星辰“号服务舱连接,另一端的对接装置能与“进步“系列货运飞船和“联盟“系列载人飞船对接。对接舱的一侧还有一个隔舱,当宇航员穿上宇航服,调节好隔舱中的气压后,就可以打开隔舱门进行太空行走。多功能舱对接舱有助于增加国际空间站与地面间的货物、人员运输。

“码头“多功能对接舱于2001年9月17日安装到国际空间站。

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09.“黎明“号小型实验舱

俄“黎明“号小型实验舱在2010年5月由美“阿特兰蒂斯“号航天飞机运送至国际空间站。“黎明“号实验舱长约7米,重约7.8吨,主要用于科学实验。

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C.构成组件

整个空间站由众多组件构成:

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D.主要功能

组装成功后的国际空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段,为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。

在对地观测方面,国际空间站比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中,因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时,在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数,以获得最佳观测效果;当遥感器等仪器设备发生故障时,又可随时维修到正常工作状态;它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备,使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测,可长期预报气候变化。在陆地资源开发,海洋资源利用等方面,也都会从中受益。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多,是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参于观测,再加上空间站在太空的活动位置和多方向性,以及机动的观察测定方法,因而可充分发挥仪器设备的作用。通过国际空间站,天文学家不仅能获得宇宙射线,亚原子粒子等重要信息,了解宇宙奥秘,而且还能对影响地球环境的天文事件(如太阳耀斑、暗条爆发等)作出快速反应,及时保护地球,保护在太空飞行的航天器及其成员。

国际空间站上的生命科学研究,可分为人体生命与重力生物学两方面:人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展,例如,通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响,可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景,而国际空间站的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多,特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。

仅就太空微重力这一特殊因素来说,国际空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件,直接促进这些科学的进步。同时,国际空间站的建成和应用,也是向着建造太空工厂、太空发电站,进行太空旅游,建立永久性居住区(太空城堡)向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步。

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E.研究进展

2014年从5月开始,国际空间站就开始了种植蔬菜的实验,如果成功了,那么美国宇航局可能创造历史,因为宇航员从来没吃过自己的太空种植的蔬菜,那些太空转基因的蔬果只提供给地面的科研机构。

空间站上的宇航员饮食问题目前已经得到了较好的解决,但仍然需要地面发射飞船进行补给,俄罗斯的货运飞船定期给空间站输送补给品,如果货运飞船没能进入轨道,那么宇航员的餐饮就要拮据了。现在,宇航员尝试自己在空间站上种植蔬菜,甚至可发展出自制的太空沙拉。

目前宇航员种植的蔬菜包括了西红柿、草莓等,但他们还将拓展自己的种植范围,可以种植各种各样的蔬果,之所以要在空间站上种植蔬菜,一来是因为这样可以解决自己的饮食问题,同时也可以研究太空种植蔬菜的方法,这可以不是单纯的科研产品,种植出来后需要自己消化掉。但是在微重力环境下种植蔬果存在许多问题,比如空间辐射可造成蔬菜变异,而且种植出来的蔬菜可能使其中的微生物变异,对人体构成危害。

通过此前的空间站蔬菜实验结果,美国宇航局禁止该机构的宇航员吃生菜,那些从空间站返回地面的蔬果出现不同程度的不可食用特征,最主要的还是空间辐射的问题,微重力环境使得蔬果长得不同地面种植。但是到今年年底,科学家开始测试新的空间站蔬果,目前宇航员已经开始了种植蔬菜行为。

宇航员在太空中的免疫力会出现下降,因此需要蔬菜来补充营养物质,如果不新鲜的蔬菜无法起到类似的效果。种植蔬菜时也会改善空间站的二氧化碳水平,可以帮助空气净化器过滤空间站上的异味,如果现在开始着手种植,那么等到生菜实验完全成功并制作成沙拉,可能还需要等上好几年的时间,这项实验也可以为未来登陆火星提供帮助。

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F.站内生活

2014年6月17日,美国航空航天局(NASA)发布了一张国际空间站内的照片,两名来自美国的宇航员与一名德国宇航员通过笔记本观看巴西世界杯的比赛。而美国与德国将在小组赛中遭遇。

巴西世界杯正在如火如荼的进行中,全世界的球迷都在关注着这项4年一度的足坛盛事。其实在距离地面250英里的太空中,宇航员们也在关心着世界杯,三名“来自星星的球迷”还在国际空间站里观看了比赛直播。NASA在社交网络上晒出了一张照片,图片中三名宇航员观看了10分钟的世界杯直播。不过在这三名球迷之间有一个小小的尴尬,他们来自两个国家,分别是德国和美国,而这两支球队又被分在了同一小组,将为小组出线而展开争夺。

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4、内部照片

2015年1月16日,美国航空航天局发布一组距离地球320千米外国际空间站内部图片,使我们有幸看到遥远的太空里宇航员的真实生存环境。图中有缤纷的星空和闪耀的地球。但国际空间站内部细节却不常见。

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5、安全事故

A.利弊争议

有很多对NASA持批评观点的人认为国际空间站计划是在浪费时间和金钱,并且抑制了其他更有意义的计划。持有这种观点的人列举,花费在国际空间站计划上的上千亿美元和近乎一代人的时间,可以用来实施无数的无人太空任务,或者将这些时间和金钱花在地球上的研究中,也要比国际空间站更有意义。

空间站的支持者认为对于空间站的批评是目光短浅而且带有欺骗性的,支持者认为花费在载人空间探索上的巨额经费同样会给地球上的每个人带来切实的好处。有评估指出,国际空间站计划所开发的载人航天相关技术的商业应用,会间接带动全球经济,其所带来的收益是最初投资的七倍,也有一些相对保守的估计则认为此种收益只是最初投资的三倍。还有一些坚定的支持者认为,即便国际空间站在科学方面的意义为零,仅其发挥的推动国际合作的作用,也足以令这个计划彪炳史册。

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B.躲避垃圾

2012年9月26日美国宇航局(NASA)表示,一个俄罗斯废弃卫星的碎片和一艘印度火箭的残骸27日将飞近国际空间站,存在撞击空间站的可能。若有必要,国际空间站27日可能会做出移动。

国际空间站内三名航天员会借助对接在空间站上的欧洲补给宇宙飞船的动力来移动空间站。欧洲宇宙飞船本来应该已经离开,因为通讯故障,返航时间才被延误。

2015年7月16日,国际空间站险遭太空垃圾(俄罗斯一颗气象卫星的残片)袭击。当时飞来的碎片离国际空间站只有3千米,三名宇航员被迫只能用半小时的时间躲进逃生舱,暂时停留在太空站附近的“联盟号”宇宙飞船内避难,宇航员需要花一个多小时才能返回国际空间站重新开始工作。这已是国际空间站建立16年来第四次发生类似的事件。据悉,国际空间站所在的轨道上有2.2万块由废弃卫星、火箭残骸、航天器爆炸和相撞过程中产生的碎片。这些碎片的直径至少有10厘米,飞行速度为每小时28160千米,会给轨道中运行的飞行器带来安全威胁。

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C.退役之争

国际空间站的命运在成为一个新的讨论话题。因为稍早些时候,俄罗斯航天署副署长维塔利·维多夫在电视节目中宣称,国际空间站将于8年后即2020年坠入太平洋,结束自身使命。他同时表示,之所以选择坠毁的方式,是由于国际空间站结构太复杂,体积也太大,如果滞留在太空,将会成为一堆颇具威胁的太空垃圾。

然而,据美国国家地理杂志在线版刊发的文章称,俄航天署所作之结论并没有得到各方的赞同。美国国家航空航天局(NASA)拿出很多支持的论调,意图佐证国际空间站的使用寿命很有可能将超过2020年,因为俄罗斯方面所谓2020年坠落的判断并不符合现实情况。

据美国国家地理在线文章称,空间站的坠落将逃不出地面控制的手掌心。单就美国掌握的技术水平而言,已经有能力在低地球轨道(高于地球表面数百公里)上同时跟踪8000个篮球大甚至更大的物体,其中多数是废弃的火箭和人造卫星,包括500多个航天器残骸。因而抓住一个空间站,并不能构成挑战。

欧空局和另外一些参与国也断然不会轻易放弃使用权,而是想方设法地继续让这个基站停留太空中。NASA发言人凯利·汉弗莱斯还暗示,其他多个国际空间站参与国家的负责人已经就空间站的使用问题达成一致,各方正在努力确保其寿命能够延长到2028年以后。

2014年1月,美国国家航空航天局获得白宫支持,将国际空间站的使用期再延长4年到2024年。

欧洲航天局20日宣布,英国人蒂姆·皮克将于2015年作为首位英籍宇航员进入国际空间站执行任务。

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D.冷却失灵

2013年12月12日,国际空间站在发现阀门问题导致冷却系统发生故障后,国际空间站于11日关闭许多功能。空间站中的6名宇航员安全无恙。

美国宇航局发言人乔希·拜尔利证实称,空间站两套冷却系统中的一套发生故障,宇航员没有危险。为了减少温度控制设备压力,空间站中许多系统已被关闭,生命维持系统、电力系统以及科学实验设备则与另一套完好冷却系统相连。

宇航员们在冷却系统故障后努力恢复冷却系统压力,确保关键系统维持正常温度。这主要取决于空间站处于阳光照射下还是地球阴影中。发生故障的冷却回路系统产生太多氨水,达到预设温度最高极限而被关闭。宇航员们怀疑冷却泵中流量控制阀出现问题。

2013年5月,国际空间站曾发生冷却剂泄漏问题,2名宇航员曾进行太空行走进行修复。发生故障时空间站上有3名美国宇航员、2名俄罗斯宇航员、1名日本宇航员,他们的驻留期到2014年3月结束。

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E.病毒感染

北京时间2013年11月12日早间消息,俄罗斯著名安全专家尤金·卡巴斯基披露,一名俄罗斯宇航员携带的优盘已经导致国际空间站感染病毒,除此之外,臭名昭著的“震网”病毒也已经感染了俄罗斯的一座核电厂。

卡巴斯基并未披露国际空间站因为病毒感染所受到的具体影响,也没有透露受感染的日期。但外界猜测,有可能是在联合太空联盟2013年5月对国际空间站进行维护时发生的。他们当时将整个系统都更换成了Linux,使之更加“稳定而可靠”。

在此之前,国际空间站上有“数十台笔记本”使用的是wi<x>ndowsXP,该系统比Linux更容易感染恶意软件。

卡巴斯基表示,感染事件最初发生在科学家们使用的wi<x>ndows笔记本上,后来由优盘携带到国际空间站。但在2013年5月更换成Linux前,国际空间站的控制系统就已经采用了各种版本的Linux。

据科技网站ExtremeTech报道,早在2008年,俄罗斯宇航员就携带一台被W32.Gammima.AG蠕虫感染的wi<x>ndowsXP笔记本前往国际空间站,并很快感染了空间站内的其他wi<x>ndowsXP笔记本电脑。

卡巴斯基表示,这一事件表明,不接入互联网也不能让你逃避被病毒感染的风险。在另外一起事件中,一家未接入互联网的俄罗斯核电厂同样被感染了臭名昭著的“震网”病毒。

虽然并未对主流用户产生太大影响,但“震网”已经成为有史以来最臭名昭著的病毒之一。虽然美国和以色列政府从未承认,但外界普遍认为,“震网”是这两国政府联手开发的,目的是破坏伊朗核设施,阻止该国开发核武器。

由于伊朗纳坦兹核反应堆也没有接入互联网,所以该病毒同样是通过优盘传播的。它可以令离心机的旋转失去控制,导致工厂出现物理损坏。

卡巴斯基表示,震网、高斯、火焰和红色十月等病毒都极其复杂,开发成本高达1000万美元。

据俄罗斯地面飞行控制中心表示,2014年5月13日载人飞船“联盟TMA-11M”号返回舱在哈萨克斯坦预定地点附近着陆,乘坐它从国际空间站返回地球的有:俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宇航员若田光一和美国宇航员里克·马斯特拉基奥。

下一期考察组成员5月28日将抵达国际空间站,在此之前俄罗斯宇航员亚历山大·斯科****佐夫、奥列格·阿尔捷米耶夫和美国人史蒂文·斯旺森继续留在空间站工作。

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F.外壳附浮游生物

据俄媒20日报道,俄罗斯科学家称,他们在对取自国际空间站窗户和墙壁的样本进行分析时发现,国际空间站的外壳上竟然附着着海洋浮游生物。不过科学家称,目前尚不清楚这些浮游生物如何进入太空的。

报道称,国际空间站俄罗斯任务组负责人拉基米尔索洛夫耶夫(VladimirSolovyev)称,近期的研究证明,一些生物能够在国际空间站的外壳上生存。

索洛夫耶夫还称,一些研究甚至认为,这些生物能够在真空、低温、辐射等恶劣的航天条件下生长。

索洛夫耶夫表示,这一实验得出的结果非常独特,科学家们在国际空间站的表面上找到了浮游生物的痕迹,这将成为进一步研究的课题。不过他指出,目前尚不清相互这些浮游生物是如何进入太空的。

科学家称,实验中发现的浮游生物可以在海洋中找到,但在国际空间站宇航员和货物的升空地点、位于哈萨克斯坦的拜科努尔发射场却不常见。

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G.氨气泄漏事故

2015年1月14日,美国宇航局证实国际空间站上发生氨气泄漏事故。目前空间站上的宇航员安全,正在拟定解决问题的计划。

氨气泄漏发生在国际空间站的美国部分,有毒物质从冷却系统进入了空间站的空气中。宇航员已经疏散到了俄罗斯区域,人员安全。受污染的单元已经被封锁,空气污染物的水平在可接受范围之内,人员暂时没有进一步疏散到“联盟号”上的必要。

俄罗斯任务控制中心的负责人称,进一步的措施需要由位于美国休斯敦的美方控制中心拟定计划。

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6、运送人员

“联盟-FG”火箭于莫斯科时间27日22时42分(北京时间28日3时42分)将载人飞船发射升空。按计划,大约6小时后飞船将通过快速对接模式与国际空间站实现对接。此次飞赴国际空间站的是俄罗斯宇航员根纳季·帕达尔卡、米哈伊尔·科尔尼延科与美国宇航员斯科特·凯利。

科尔尼延科与凯利将在国际空间站工作约一年时间。已有4次国际空间站值守经历的帕达尔卡将完成半年的值守任务,并将在完成后以878天的纪录刷新在国际空间站工作总天数最长纪录。3名宇航员将在国际空间站完成以医学为主要内容的约50项科学实验,并迎接输送物资的货运飞船等。

“联盟TMA-16M”载人飞船预计于莫斯科时间28日4时36分(北京时间28日9时36分)与国际空间站对接。目前,在国际空间站值守的3名宇航员为俄罗斯宇航员安东·什克普列罗夫、欧洲宇航员萨曼莎·克里斯托弗雷蒂和美国宇航员特里·维尔特斯。

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7、美创纪录

美国中部时间2016年3月1日晚美国宇航员斯科特·凯利(ScottKelly)和俄罗斯宇航员科尔尼扬科(MikhailKornienko)从国际空间站乘“联盟号”飞船返回地球,在哈萨克斯坦境内沙漠地区安全着陆。

两人执行了“一年空间站任务”。52岁的凯利凭借340天的纪录,成为单次逗留太空时间最长的美国宇航员。

凯利和科尔尼扬科总共在太空中旅行2.3亿公里,环绕地球5440次,做了超过400项实验,看了10880次日出日落,迎接了6艘货运飞船。凯利还通过社交网络发布1000多张不同视角、不同颜色的地球照片。

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