美国空间站百度百科 (美国空间:突破限制的科技奇迹)

文章编号:824 更新时间:2024-01-22 分类:互联网资讯 阅读次数:

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美国空间站(International Space Station,简称ISS)是一个由美国、俄罗斯、欧洲、日本和加拿大等国共同建造和运营的太空科学实验室,是人类在太空领域取得的重要成就之一。美国空间站的建造和运行标志着科技发展的突破和合作的成功,被誉为突破限制的科技奇迹。

美国空间站的建设始于1998年,至今已经持续运行了超过20年。它位于地球轨道上,距离地面约400公里,重约420吨。空间站由多个舱段组成,包括核心舱、实验室舱、居住舱以及机械臂等。这些舱段能够为宇航员提供良好的居住和工作环境,并且能够支持各种科学实验、技术验证和太空观测。

美国空间站的建造和运营需要国际合作,多个国家共同承担了不同的任务和责任。美国负责了大部分的建造工作,包括核心舱和实验室舱的组装,以及配套的运输火箭和货运飞船的发射。俄罗斯负责了舱段的运输、充电和供电等工作,同时也提供了宇航员的运输和返回服务。欧洲、日本和加拿大等国家则提供了各自的实验设备和研究项目,共同推进了太空科学的发展。

美国空间站不仅仅是一个科学实验室,它还具有重要的国际合作和外交意义。通过国际合作,各个国家能够分享科研成果和技术进展,共同解决太空探索中的难题。美国空间站还为宇航员提供了一个长期在太空中居住和工作的平台,使人类对太空环境的适应性和长期空间探索的技术问题有了更深入的了解。

美国空间站的科研成果丰富多样,涉及到多个领域。其中,生物学、物理学和医学等生命科学方面的研究可以帮助人类了解太空环境对人体的影响,为长期太空探索和宇航员的身体健康提供依据。物理学上的研究可以帮助我们深入了解宇宙和宇宙中的物质运动规律。还有大气科学、地质学和地球观测等领域的研究,为地球的环境保护和气候变化等问题提供重要的科学依据。

除了科学研究,美国空间站还承担着技术验证和太空观测的任务。通过在太空中进行各种技术试验和验证,可以评估新技术的可行性和适应性,为未来的太空任务提供技术支持。同时,空间站还可以观测地球、宇宙和天体等,为天文学和太空探索提供重要的观测数据。

美国空间站是人类在太空领域取得的突破性科技成果之一。它不仅代表着国际合作和科技发展的成果,也为人类提供了一个重要的科学实验室和技术验证平台。随着科技的不断进步,相信美国空间站将继续为人类的太空探索和科学发展做出更多重要的贡献。


美国有太空空间站吗

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美国没有独立的太空空间站,但美国国家航空航天局与俄罗斯联邦航天局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大空间局共同运营了国际空间站,是世界上在轨道运行的两个空间站之一,也是最大、设施最完备的空间站。国际空间站于1993年由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国(法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士)、日本、加拿大和巴西共16个国家联合建造。空间站最初计划装配13个增压舱,其中6个是用于科学试验的研究舱,1个是为空间站提供初始推进、姿控、通信和存储功能的多功能货舱,以及3个对接用的节点舱。

为什么美国要建立“天空实验室”空间站?

60年代开始,美国集中力量从发展载人飞船到积极进行载人登月活动,并于60年代末,发射“阿波罗11”号终于登月成功。虽震动全球,红极一时,但耗资巨大,实效不丰,在70年代初发射7艘登月飞船后草草鸣金收兵,“阿波罗”计划就算结束了。至今美国还有人有怨言:为什么不再继续下去?!以致没有在月球上留下一座基地,白白花了大把的美元!

下一步干什么?除了抓紧研制航天飞机外,看到前苏联人的“礼炮”号空间站腾空而起,直上云霄。这样一个“人类第一”又被前苏联人抢走了。因此,决定把登月计划中剩余的物资,拼凑一个名叫“天空实验室”(SkyLaboratory)的空间站,于1973年5月14日用“土星5”号火箭发射上了天,进入近地轨道运行。

“(天空实验室”号总长36.12米、直径5.58米、重约90吨、工作空间为361.4立方米,由“土星”工场和“阿波罗”指令服务舱两大部分组成。“土星”工场包括轨道工场、气闸舱、仪器舱、多用途对接舱和太阳望远镜。

“天空实验室”是一种试验型的空间站,到1974年2月,共进行过4次发射。其中只有一座发射成功,在太空先后接待了乘“阿波罗”飞船的3批共9名宇航员驻站工作和生活,分别以28天、59天和84天共计171天进行较长期的太空飞行,共完成了270多项科学实验工作,取得了明显的科研成果,还进行了与军事有关的任务,主要是考察军人在太空长期生活和工作盲幼,证明宇航员完全适应在太空执行某些军事任务,同时还进行了一些军事秘密任务。这座空间站在太空的10个月中接待3批宇航员之后便废弃不用了。6年后的1979年7月11日进入大气层烧毁陨落。

现在看来,美国实际上走的是一条载人飞船-载人登月-航天飞机,最后再发展大型航天站的道路。目前正在研究发展永久性100吨级以上的大型空间站计划。

“天空实验室”像一架巨大的直升飞机。它由轨道工作舱、空气锁、多用途对接舱和太阳望远镜等四大部分组成,连同“阿波罗”飞船,总重82吨,最大直径6.6米,总长36米。

轨道工作舱是“天空实验室”的主体。它是宇航员在轨道上的生活区和办公室。轨道工作舱由“土星5”号火箭的第三级改制而成,原来的液氢容器当作宇航员的试验室和住房。住房又分隔成餐室、卧室和厕所三部分。

轨道工作舱里充有氧气和氮气的混合气体,舱里气压保持1/3大气压标准上,温度保持在21℃左右。宇航员呼出的二氧化碳和其他臭气等有害气体,都用特殊的化学物品吸收掉。在这样舒适的环境中,宇航员一般不用穿宇宙服,只穿普通的衣服就可以了。

轨道工作舱外面有两块翼状太阳能电池帆板,平均可以送出3700瓦电力,供轨道工作舱里的各种仪器设备用电。

空气锁是“天空实验室”里的一种特殊装置。它是轨道工作舱通向宇宙空间的咽喉。空气锁上装有内外几道门。宇航员要出舱的时候,先打开和轨道工作舱相连的门。宇航员进入空气锁后,关闭这道门,然后打开通往宇宙空间的门,走出舱外。这样,轨道工作舱里的气体不会大量漏走。空气锁正好像是一把用来锁住轨道工作舱里气体不得外跑的锁。空气锁装在轨道工作舱和多用途对接舱之间。轨道工作舱的生命保障系统的主要设备都放在空气锁里。

多用途对接舱有两个对接舱口,用来跟“阿波罗”飞船对接,一个在它的纵轴方向,另一个装在侧边,因此,“天空实验室”可以同时停靠两艘“阿波罗”飞船。宇航员通过对接舱口进入“天空实验室”。多用途对接舱里装有控制太阳望远镜的设备,舱壁上开有两个窗口,其中一个面对太阳望远镜,宇航员通过这个窗口可以一边操作,一边观看太阳望远镜的转动情况。

10吨重的太阳望远镜用来观测太阳。它的结构类似于“阿波罗”飞船的登月舱,用支架固定在多用途对接舱上面。太阳望远镜所需要的电源,由它上面的4块风车状太阳能电池帆板供给。4块太阳能电池帆板平均可以发出2500瓦电力。

1973年5月14日,“土星5”号火箭载着“天空实验室”从地面起飞了。可是,不幸得很,刚飞了63秒,轨道工作舱的防护罩就提前打开了,高速气流立即把防护罩撕掉。两个翼状太阳能电池帆板中的一块也被气流带走,幸存的一块却被防护罩的碎片缠住无法打开。因此,“天空实验室”到达轨道以后,全部电力靠太阳望远镜上的电池帆板提供,使“天空实验室”的电力减少了大半。“天空实验室”处于严重缺电状态,许多仪器设备无法工作,许多科学试验看来就要告吹。另外,轨道工作舱防护罩撕掉后,轨道工作舱外壁直接暴露在太阳光之下,舱里温度急剧上升,平均温度高达50℃左右。这样高的温度,宇航员无法生活和工作。“天空实验室”发生了这样的故障,使得第一批宇航员的起飞被迫推迟了10天。在这10天中,为了抢修“天空实验室”,地面进行了紧张的准备。到5月25日,3名宇航员担负着艰巨的使命乘坐“阿波罗”飞船飞往“天空实验室”。“阿波罗”飞船跟“天空实验室”对接以后,宇航员进入“天空实验室”,宇航员从多用途对接舱的窗口,把一顶10米直径的遮阳伞伸到宇宙空间,遮住了太阳光,使轨道工作舱里的温度很快下降到了27℃左右。此后,两名宇航员穿着宇宙服,爬出“天空实验室”,花了3个小时,用切割工具切去了缠住太阳能电池板的防护罩碎片,终于使幸存的一块翼状太阳能电池帆板打开了,解决了“天空实验室”的用电问题。第一批宇航员完成“天空实验室”的修复任务后,在“天空实验室”里工作和生活了28天,顺利地返回地面。

从“天空实验室”的修复可以看出人在空间的作用是多么重大。如果没有宇航员去修理,那么价值25亿美元的“天空实验室”就将付之东流,成为空间的一堆垃圾。

“天空实验室”先后接待了3批宇航员,共9人。9名宇航员在“天空实验室”里用58种仪器进行了天文、地理和医学等270多项科学研究。用太阳望远镜观测太阳,并拍摄了18万张太阳活动的照片;用6种遥感仪器对地球进行观测,勘探地球资源,侦察军事目标,共拍摄了40000多张地面照片,用7种仪器研究太阳系和银河系的情况;用自行车功量计和下身负压等装置研究长期失重对人体生理的影响;此外,还进行了一些失重条件下的金属加工试验。

“天空实验室”由于轨道不断降低,仪器失灵,无法控制,于1979年7月11日进入大气层烧毁,碎片散落在澳大利亚西南的印度洋近岸地区。

这次“天空实验室”完全由国防部控制进行飞行,圆满结束了美国最长的载人空间飞行。

由于“天空实验室”飞行由国防部负责,获取的许多方面成果未公布于世,只把一般不甚重要的内容公布。而国防部执行军用飞行任务、技术实验,并为未来空间站进行的专门试验,载人机动飞行器手控改进型的试飞,均属于保密范围。“天空实验室”一个主要目的是为载人空间站设计提供飞行依据,也就是说,是美国未来空间站的小规模预演飞行。

初期的“水星”、“双子星”以及“阿波罗”飞船内的宇航员,住在狭窄而有限的舱内,过着幽禁孤独的生活,吃的是膏状食物及塑料袋里的流质,使宇航员失去了在地面上所吃的美味佳肴。“天空实验室”住室比前几类型宇宙飞船要舒适得多,有368立方米的空间供宇航员活动和工作,还有沐浴和个人卫生设备,有约907千克的食品储藏在11个食品储存器和5个食品冷冻器内,调换花样的冷热餐装在金属餐盒内。在空间站没有什么可洗的衣物,因为宇航员换下的衣服都投到垃圾筒里处理掉。在住室的柜内存放着印件夹克、短衬衣和工装,30件外衣,15双鞋袜和手套,以及210条衬裤,还有其他衣服放在应急舱内。高级盥洗室里有55块香皂、90千克毛巾、1.8万个大小便袋。实际上,盥洗室内也备有医药品,似一个小小医务室,对宇航员进行矿物质和体液平衡的研究。科学家感兴趣的是,在无重力环境下,人体化学变化的准确机制,并研究宇航员返回地面后对正常重力环境的适应能力。

美国有几个空间站

没有空间站。美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站,直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁,截止2023年12月7日,美国没有空间站,在轨道运行的只有两个空间站,一个是国际空间站,一个是中国的天宫一号、天宫二号实验室。

远超“天和”号,美国巨资建造的76吨空间站,171天后就被废弃了

我国 天和核心舱 成功发射后,我国的太空建设任务又向前迈进了一步。这标志着我国自主研发的空间站在轨组装建造全面展开,也就是说我们终于有了 自己的空间站 了。

欧美国家在空间站建设方面一直以来都对我国处于排外的态度,天和号的成功将会是一次有力的回应。相比之下,美国曾经花费巨资建造的一个大型空间站, 该空间站和天和核心舱对比,重量为76吨 ,远超只有22吨的天和核心舱,但它 只运行了171天就被废弃了 。

这是为什么呢?毕竟从上世纪开始,美国和前苏联一直都是航空事业的领军“人物”。那具体原因出现在哪儿?本文接下来将会从该空间站的整个建造过程来讲讲, 美国于上世纪70年代的一次航天大失败 。

时间回到上世纪60年代后期,阿波罗计划的成功无疑是美国在载人航天上的一次重要里程碑。 向来争强好胜的美国自从苏联的第一颗卫星升空之后,就一直不断地在 加紧脚步追赶 。此次成功给美国政府带来了极大的信心。

不过苏联作为当时的老大哥怎么会就这么让太空头把交椅让给美国呢?既然美国先于苏联做到了载人登月,那苏联就不得不使出杀手锏了,这就是 太空站计划 。

太空站听起来没有载人登月那么高大上,而且显得不够直接,但 这就好比把服务休息区直接建立在太空中 ,离地球也不远,随时可以进行补给。这样就可以让宇航员在太空中长期执行任务计划, 其科研意义比载人登月这种一次性任务高多了 。

就在阿波罗号登月没多久,1971年,苏联的 礼炮一号 成功发射升空,苏联还派出宇航员在后续的任务中进行了停留。从整体上看,苏联此次的空间站建设虽然没有想象中的那么成功,但 至少迈出了第一步,而且积累了不少经验 。

美国政府了解之后开始着急了,心想这哪儿行,不能被苏联给超了。随后美国就公布了自己的计划,准备打造出自己的空间站, NASA都能登月了,凭什么不能造空间站?

说干就干,但是建造空间站可远没有发射卫星、造火箭这么简单。空间站可是要 在太空中长期运行 的,该怎么发射,怎么维护,如何保证在轨轨道稳定,如何稳定姿态和调节,如何避免太空影响等等。

对此这些问题和计划其实美国国防部很早之前有过构想, “地平线”计划的负责人冯·布劳恩提议在此计划中加入空间站的设计 。整个任务几乎包含在双子计划和阿波罗计划中,这两个计划的每次火箭发射都可以对空间站进行补给建造。

于是高层管理人员布劳恩建议为开发土星火箭提供额外的工作,其中包括长期停留月球、小型空间站。从1960年开始,布劳恩就一直致力于NASA的航空建设计划,并 在土星火箭开发的中期阶段提出建造一个大型的空间站 。

这几年的计划开展相对土星火箭的研发来讲比较缓慢,而且高层的决定充满各种变化和犹豫,任务期间也对其进行过多次修改。一直到1970年, 土星火箭的轨道测试工作室被更名为 “天空实验室” 。

本来这个计划美国国防部和NASA都是把它放在了土星火箭和阿波罗号的后面,从任务优先级来看,也远没有前者那么高。但是苏联空间站的成功运行给美国来了一激灵, 一时间就有点赶鸭子上架 。

天空实验室的准备阶段还需要更多的测试和研发,不过既然已经开始了,那就 干脆用土星火箭和阿波罗计划中的经验来进行建设 。

天空实验室的任务计算机本来是给阿波罗18号、19号准备的,经过重新设计后被应用在上面。轨道模型测试也是来自土星火箭,土星五号的第三级被天空实验室取代。基本上, 天空实验室可以看作是前面计划中的 “边角料” 。

这时距离苏联空间站的成功已经过去了两年,1973年5月,被修改后的土星五号带着天空实验室升空了。然而, 事情并没有像NASA想的那样顺利 。

土星五号的大推力让整个空间站发生了 严重共振 ,发射过程和部署过程中,空间站的微流星体防护罩以及遮阳板给弄断了。被损坏的部件还在发射过程中影响到了后面的太阳能电池板,使其后来在太空中一块电池板能够展开工作。

这种情况下,空间站指定是没办法好好工作了,那怎么办?只有补救呗,NASA随即准备了 急救工作 ,并指派了几名宇航员在后面的天空实验室2、3、4号任务中进行了维修。

首先是丢失的太阳盖板,就是那块有遮阳防护功能的微流星板,没了这块盖子,空间站容易 直接吸收太阳辐射,高温会损坏空间站 。那么补救方案是啥呢?

机组人员从空间站内部的小型仪器端口部署了一个类似遮阳伞的东西,这让空间站的原本的位置看着像是拉了一张布上去遮盖。电池是没希望了, 被损坏的电池板维修难度大,而且没有合适的替代方案 ,于是天空实验室看起来就像折了一边翅膀样。

本来这个空间站预计是要运行九年左右,但NASA对太阳活动的观察出现了错误,准确来讲是太意外了。NASA预测太阳活动会在1979年进入爆发期,结果没想到 从1973年开始就提前开始进入 爆发阶段 。

突如其来的太阳活动,使得天空实验室在轨道运行期间受到了因太阳活动变化的大气层带来的阻力。这种状况让原本运行就比较吃力的天空实验室加快了“老化”。考虑到后续的风险, NASA不得已将天空实验列在了报废名单中 。

那后来又怎样了呢?

天空实验室的许多任务是 对太阳进行观察 ,所以这里边配备了许多 光学仪器和胶卷 ,宇航员的任务也主要是执行这些相关任务并进行记录。

在天空实验室服役期间倒是打破了苏联的空间站的多项纪录,不过任务从准备到进行这整个过程其实是充满坎坷和不顺的。后期NASA想要对天空实验室进行补救也难以开展, 只能眼睁睁看着这个空间站报废 。

坠毁后的空间站 大部分都掉入了澳大利亚的海域中 ,NASA因此还收到了来自澳大利亚政府的罚单。此次任务的失利给美国来了一记闷棍,冷战结束后,NASA的财务支持也下降不少。这一系列问题都是由于行动准备不够充分,理论不够完善才 让天空实验室成了美国航天 历史 上一件失败案 例。

本来NASA还想在后续的计划中重新开展空间站计划, 80年代的自由空间站计划由于多次削减,逐渐变成了 国际合作 。自由空间站成为了多国之间的一个合作项目,这才有了如今的国际空间站。

放眼望去,也是由于这些失败的案例和经验才让人类走得更远。相比之下,我国的航天事业起步晚、帮忙少,很多时候都是自主研发。每一次火箭的升空发射往往是 两三代人的心血 , 如今在地球上空运行的天宫号则是我们最好的回应 。

如今越来越多的国家对太空 探索 投入了更多注意力,还有不少民营企业也开始对太空 探索 进行研发,火箭商业化正在成为现实。人类究竟可以走多远?星辰大海中还有多少事物可以让我们去 探索 ?虽然未知,不过我们已经逐渐看到, 最初的想象变得越来越真实 。

国际空间站的拥有权是属于哪个国家的?

国际空间站是一个美国主导的国际合作项目。  国际空间站(International Space Station),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、俄罗斯为首,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。  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,为了控制解体后苏东集团的庞大空天资源和人才,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。并最终以美国为主要出资方建成。  国际空间站虽然号称国际合作项目,但美国拥有绝对的主导权,中国寻求加入这个项目,被美国蛮横拒绝,只因为中国当时没有载人航天技术。中国的加入会从中获得宝贵的经验和技术。而俄罗斯虽然也是美国的竞争对手,但是前苏联已经拥有了载人航天技术,如果不花钱养起来,就会被中国所利用。

美国为什么不再建空间站

美国不再建空间站的原因是建造和维护的成本太高。

空间站建设看似简单轻松,实则困难重重,即便是美国,也要面临很多挑战。就以国际空间站为例,它特有的桁架结构,确实让空间站的容积提升了不少,为大型空间试验项目提供了条件。

国际空间站的单个舱段,重量近百吨,目前的运载火箭,很难将这样的航天器送入太空。而且美国的航天飞机已全部退役,缺少合适的运输工具,要想建设空间站非常困难。

空间站建立后,美国每年都要花费一大笔费用用于太空站的建设和维护。而如今载人航天的成本越来越高,这还不包括后续的维修。而空间站是一个庞大的系统,需要考虑各种运行、维修等问题。因此美国不再建空间站。

空间站的作用:

空间站是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单模块空间站和多模块空间站两种。单模块空间站可由航天运载器一次发射入轨,多模块空间站则由航天运载器分批将各模块送入轨道,在太空中将各模块组装而成。

在空间站中要有人能够生活的一切设施,空间站不具备返回地球的能力。2022年1月8日,神舟十三号航天员乘组在地面科技人员的密切协同下,在空间站核心舱内采取手控遥操作方式,圆满完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。

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