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國際太空站

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國際太空站
STS-133 International Space Station after undocking 5.jpg
國際太空站,發現號太空穿梭機攝於2011年3月7日
國際太空站臂章
國際太空站臂章
太空站資訊
COSPAR ID: 1998-067A
呼號AlphaStation
最大成員:6人
發射日期:1998年-
發射台甘迺迪LC-39
拜科努爾LC-1/5和LC-81/23
質量419,725公斤(925,335磅)
長度:72.8米(167.3英尺)
寬度:108.5米(357.5英尺)
高度:20米(66英尺)
加壓空間:916立方米
大氣壓力101.3千帕
近地點347公里平均海拔
(2010年6月18日)
遠地點360公里平均海拔
(2010年6月18日)
軌道傾角51.6度
平均速度:7,706.6米/秒
(27,743.8公里/小時)
軌道周期91分
在軌天數:8003
(10月18日)
有人天數:7292
(10月18日)
軌道數目:125620
(10月18日)
軌道衰減2公里/月
資料日期:2010年5月23日
(除非另外注釋)。
參考資料: [1][2][3]
組態圖
國際太空站裝配狀況 (至2011年5月)
國際太空站裝配狀況
(至2011年5月)
  最初創始國
  美國太空總署簽約國

國際太空站(法語:Station spatiale internationale縮寫SSI;英語:International Space Station縮寫ISS;俄語:Междунаро́дная косми́ческая ста́нция,縮寫為МКС)是一個在近地軌道上執行的科研設施,是人類歷史上第九個載人的太空站。太空站的主要功能是作為在微重力環境下的研究實驗室,研究領域包括生物學物理學天文學地理學氣象學等,目前由五個國家或地區合作運轉,包括美國太空總署俄羅斯聯邦太空局日本宇宙航空研究開發機構加拿大太空局、和歐洲太空總署(成員國英國[4]愛爾蘭葡萄牙奧地利芬蘭沒有參加國際太空站計劃,希臘盧森堡則是在計劃開始之後加入歐洲太空總署的。[5])。中華人民共和國曾表達參與國際太空站建設的意向,但因美國出於政治原因反對其加入以及中方資金、技術不足等諸多障礙最終未能提交申請[6][7]。迄今為止,已有來自多國的太空人登上國際太空站執行任務,但均為美國俄羅斯主導的太空計劃,其中還包括七名太空遊客。從1998年11月15日國際太空站第一個部份曙光號功能貨艙發射升空。到2010年6月,太空站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈[8]。國際太空站原計劃在2020年後結束使命,後來改為2024年。[9]。負責國際太空站與地面之間運輸的太空船有聯盟號進步號自動運載飛船H-II運輸載具龍飛船發現號太空穿梭機奮進號太空穿梭機天鵝號宇宙飛船等。國際太空站最多可承載六名乘員(長時間),大部分實驗設施也已經投入使用。由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響,國際太空站的軌道實際高度常發生漂移。

命名[編輯]

國際太空站最初提議的名字是「阿爾法(Alpha)太空站」,但是遭到俄羅斯的反對,理由是此名字暗示國際太空站是人類歷史上第一個太空站,而蘇聯及後來的俄羅斯先後成功地執行過8個太空站。雖然國際太空站的命名沒有採用最初提出的阿爾法太空站,但是太空站的無線電呼號卻是「阿爾法」,這個呼號是太空站第一批乘員登站時確定的,當時國際太空站的名字仍然未定,時任美國太空總署主席的丹尼爾·戈登英語Daniel Goldin將太空站的臨時呼號定為阿爾法,此呼號後來沿用下來,成為太空站的正式電台呼號。

歷史[編輯]

國際太空站計劃的前身是美國太空總署的自由號太空站,這個計劃是1980年代美國戰略防禦計劃計劃的一個組成部分。在1987年12月1日美國太空總署宣佈波音公司通用電氣公司麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造自由太空站的訂單。老布殊執政期間,星球大戰計劃被擱置,自由太空站也隨之陷入停頓,1993年時任美國總統克林頓正式結束了自由太空站計劃。冷戰結束後在美國副總統戈爾的推動下,自由太空站重獲新生,美國太空總署開始與俄羅斯聯邦太空局接觸,商談合作建立太空站的構想。

1998年11月15日國際太空站的第一個組件曙光號功能貨艙進入預定軌道,同年12月,由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連接,2000年7月星辰號服務艙與太空站連接。2000年11月2日首批太空人登上國際太空站。

國際太空站的各個組件大多由美國太空總署的太空穿梭機進行運輸,由於各個組件大多在地面就已經完成建設任務,太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將組件連接上太空站主體。國際太空站完全完成之後,根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。

國際太空站的預算遠遠超過了美國太空總署最初的預計,其建造時間表也比預定的要晚,其主要原因是2003年發生哥倫比亞號太空穿梭機失事事件之後,美國太空總署停飛了所有的太空穿梭機。在太空穿梭機停飛的兩年半時間裏,太空站的人員和物資運輸完全依賴俄羅斯的聯盟號太空船,太空站上的科學研究活動也儘可能地被壓縮了。按照預定計劃,太空站的建設將在太空穿梭機重返太空之後在2006年恢復,但是在2005年7月發現號太空穿梭機的STS-114飛行任務完成後,由於太空穿梭機隔熱材料在升空過程中脫落,美國太空總署再次停飛所有太空穿梭機,這使得國際太空站的建設時間表再次拖延。

2006年11月20日,國際太空站上的活動首次在地球上進行了高清電視直播,並在紐約的時代廣場大熒幕電視上播放。這是人類首次觀看到來自太空的高清電視直播畫面。直播節目的主角是國際太空站第14長期考察組指令長邁克爾·洛佩斯-阿萊格里亞,攝像師是站內的隨航工程師托馬斯·賴特爾。這套直播系統名為太空影片網關,直播的清晰度可以達到普通模擬電視的6倍。[10]

2007年1月31日,國際太空站第14長期考察組中的兩名美國太空人洛佩斯-阿萊格里亞和蘇尼特·威廉斯成功進行超過7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統,完成了一些電路接線工作,使對接的太空穿梭機能接入並使用太空站上新太陽能電池板提供的電力,將一個遮光反射罩和隔熱罩丟棄,然後將一組舊太陽能電池板上的散熱器回收[11]。2月4日美國東部時間上午8時38分,這兩名太空人再度出艙,進行約7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的另一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統,對一個廢棄的氨水冷卻裝置進行清理[12]。2月8日,這兩名太空人完成了6小時40分鐘的第三次太空漫步,將太空站外的兩個大型遮罩移除丟棄,並安裝貨物運輸機的幾個附屬裝置[13]。2月22日,國際太空站飛行工程師、俄羅斯太空人米哈伊爾·秋林和洛佩斯-阿萊格里亞進行一次6個多小時的計劃外太空漫步,修復了對接在太空站上的進步M-58飛船的一處未能收攏的天線[14]

第23次任務合照

2007年10月30日[15],美國「發現號」太空穿梭機太空人日前為國際太空站重新裝配太陽能天線電池板時,電池板出現破裂,美國太空總署科學家檢視電池板破損處,瞭解造成原因。

2009年3月,美國太空總署網站開始線上直播國際太空站即時畫面,太空站工作人員睡覺或者下班的時候,全球互聯網用戶可以通過網絡欣賞太空站的直播影像[16]

2012年5月31日,全球首艘造訪太空站的商業太空船——美國龍飛船成功返回地球,製造龍飛船的SpaceX與美國太空總署簽署了價值16億美元的合約,向太空站發射12次貨運太空船。

2020年9月29日,國際太空站俄羅斯「星辰」艙發現漏氣[17]

建造計劃[編輯]

按照計劃,建造整個國際太空站共需要超過50次太空飛行和組裝,其中的39次飛行需要由太空穿梭機完成,每次約15噸左右,有大約30次飛行和裝配任務需要進步號飛船上的貨物提供支援。整個建造工作完成後,國際太空站將會有1200立方米的內部空間,總重量420公噸,總輸出功率達到110千瓦,桁架長度108.4米,艙體長度74米,額定乘員6人。

整個太空站由眾多組件構成:

組件 航次 運載者 發射時間 長度
(m)
直徑
(m)
質量
(kg)
曙光號功能貨艙 1 A/R 質子號 1998年11月15日 12.6 4.1 19,323
團結號節點艙(1號節點艙) 2A - STS-88 奮進號 1998年12月4日 5.49 4.57 11,612
星辰號服務艙 1R 質子號 2000年7月12日 13.1 4.15 19,050
國際太空站桁架 - Z1桁架 3A - STS-92 發現號 2000年10月11日 4.9 4.2 8,755
國際太空站桁架 - P6桁架及太陽能電池板 4A - STS-97 奮進號 2000年11月30日 73.2 10.7 15,824
命運號實驗艙 5A - STS-98 亞特蘭蒂斯號 2001年2月7日 8.53 4.27 14,515
外部裝載平臺1 (ESP-1) 5A.1 - STS-102 亞特蘭蒂斯號 2001年3月13日 4.9 3.65 2,676
移動維修系統 - 空間站遙控機械臂(加拿大臂2) 6A - STS-100 奮進號 2001年4月19日 17.6 0.35 4,899
尋求號氣密艙(聯合氣密艙) 7A - STS-104 亞特蘭蒂斯號 2001年7月12日 5.5 4 6,064
碼頭號對接艙 - 碼頭號氣密及對接艙 4R - 進步-M-SO1英語Progress M-SO1 進步號 2001年9月14日 4.9 2.3 3,676
國際太空站桁架 - S0桁架 8A - STS-110 亞特蘭蒂斯號 2002年4月8日 13.4 4.6 13,971
移動維修系統 - 機械臂移動平臺 UF-2 - STS-111 奮進號 2002年6月5日 5.7 2.9 1,450
國際太空站桁架 - S1桁架 9A - STS-112 亞特蘭蒂斯號 2002年10月7日 13.7 4.6 14,124
國際太空站桁架 - P1桁架 11A - STS-113 奮進號 2002年11月23日 13.7 4.6 14,003
外部裝載平臺2 (ESP-2) LF1 - STS-114 發現號 2005年7月26日 4.9 3.65 2,676
國際太空站桁架 - P3、P4桁架及太陽能電池板 12A - STS-115 亞特蘭提斯號 2006年9月9日 13.8 4.8 15,824
國際太空站桁架 - P5桁架 12A.1 - STS-116 發現號 2006年12月9日 3.4 4.6 1,864
國際太空站桁架 - S3、S4桁架及太陽能電池板 13A - STS-117 亞特蘭提斯號 2007年6月8日 13.7 5.0 16,183
國際太空站桁架 - S5桁架 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 3.4 4.6 1,864
外部裝載平臺3 (ESP-3) 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 4.9 3.65 2,676
和諧號節點艙(2號節點艙) 10A - STS-120 亞特蘭提斯號 2007年10月23日 7.2 4.4 14,288
哥倫布實驗艙 1E - STS-122 亞特蘭提斯號 2008年2月7日 6.9 4.5 19,300
希望號日本實驗艙 - 實驗儲藏艙 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 3.9 4.4 4,200
移動維修系統 - 特殊微動作機械手 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 3.67 6.70 1,560
希望號日本實驗艙 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 11.19 4.39 14,800
希望號日本實驗艙 - 日本機械臂 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 10.0 0.35 780
國際太空站桁架 - S6桁架及太陽能電池板 15A - STS-119 發現號 2009年3月15日 13.84 4.97 14,100
希望號日本實驗艙 - 外部實驗平臺 2J/A - STS-127 奮進號 2009年7月15日 5.20 5.00 4,100
迷你研究艙2(探索號迷你研究艙) 5R - 進步-M-MIM2英語Progress M-MRM2 進步號 2009年11月10日 2.25 4.049 3,670
寧靜號節點艙(3號節點艙) 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 6.706 4.480 19,000
穹頂艙 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 1.500 2.955 1,880
迷你研究艙1(晨曦號迷你研究艙) ULF4 - STS-132 亞特蘭提斯號 2010年5月14日 6.00 2.35 8,015
多用途增壓艙 ULF5 - STS-133 發現號 2011年2月24日 N/A N/A N/A

周期性往返任務:

預定運送的組件

已取消的組件

  • 離心重力艙
  • 對接貨艙
  • 多用途對接艙
  • 生活艙
  • 乘員逃生太空船
  • 空間站推進艙
  • 俄羅斯實驗艙
  • 臨時控制艙

接駁太空穿梭機

此外還有很多非承重桁架用於支撐太空站巨大的太陽能電池板

美國太空製造公司英語Made in Space (company)專門設計的用於國際太空站微重力製造專案的3D印表機已經通過了美國太空總署最後的驗證測試,將於2014年8月發射到國際太空站投入使用。[18]

組件組態[編輯]

目標[編輯]

美國元件的工廠
俄羅斯的火星-500建築的三維規劃,是基於地面的試驗以補充基於國際太空站的試驗 - 用於準備一個載人火星任務

有很多持批評觀點的人認為國際太空站計劃是在浪費時間和金錢,並且抑制了其他更有意義的計劃。持有這種觀點的人列舉,花費在國際太空站計劃上的上千億美元和近乎一世代的時間,可以用來實施無數的無人太空任務,或者將這些時間和金錢花在地球上的研究中,也要比國際太空站更有意義。太空站的支持者認為對於太空站的批評是目光短淺而且帶有欺騙性的,支持者認為花費在載人空間探索上的巨額經費同樣會給地球上的每個人帶來切實的好處。有評估指出,國際太空站計劃所開發的載人太空飛行相關技術商業應用,會間接帶動全球經濟,其所帶來的收益是最初投資的七倍,也有一些相對保守的估計則認為此種收益只是最初投資的三倍。還有一些堅定的支持者認為,即使國際太空站在科學方面的意義為零,僅其發揮的推動國際合作的作用,也足以令這個計劃彪炳史冊。

遠期[編輯]

2012年3月30日,俄羅斯聯邦太空局局長弗拉基米爾·波波夫金表示,聯邦太空局正在與外國夥伴討論2020年後繼續使用國際太空站的問題,並打算改變國際太空站的運作方式。波波夫金說,聯邦太空局考慮將國際太空站的使用期延長到2028年,即使作出了延長使用期的決定,國際太空站的作用也將改變,它將成為進行技術試驗和訓練載人登月的平台。[19]

遠征隊[編輯]

所有永久駐地乘員組命名「遠征隊N」,「遠征N」在每次遠征以後連續地被增加。太空遊客沒有算作是遠征成員。直至2011年5月底,共完成了27次遠征(遠征1-27),1次進行中(遠征28),11次計劃中(遠征29-39)。

因為聯盟號太空船每次只能運輸三名遠征隊員,太空站滿員則是六人,因此一批次3+3人「遠征隊」其實是搭乘不同的太空船前來。以A、B、C次發射組員為例,當A+B一組在太空站時,稱為第XX次任務遠征隊,但是當A組員返回地球,C組發射時,則變成B+C組在太空站執勤,就稱為XX+1次任務遠征隊。依此類推。

圖集[編輯]

International Space Station docked with Endeavour and Johannes Kepler

參考文獻[編輯]

  1. ^ Chris Peat. ISS—Orbit Data. Heavens-Above.com. 2010-06-18 [2010-06-18]. 
  2. ^ Steven Siceloff. NASA Yields to Use of Alpha Name for Station. Space.com. 2001-02-01 [2009-01-18]. (原始內容存檔於2009-03-09). 
  3. ^ STS-132 Press Kit (PDF). NASA. 2010-05-07 [2010-06-19]. 
  4. ^ 國際太空站將迎來首位英籍太空人 互聯網檔案館存檔,存檔日期2013-12-03.,亞太日報,2013年5月21日
  5. ^ European Space Agency http://www.esa.int/esaHS/partstates.html
  6. ^ China wants role in space station. CNN. Associated Press. 2007-10-16 [2008-03-20]. (原始內容存檔於2008-03-14). 
  7. ^ James Oberg. China takes aim at the space station. MSNBC. 2001-10-26 [2009-01-30]. 
  8. ^ Statement by Charlie Bolden, NASA Budget Press Conference (PDF) (新聞稿). NASA. 2010-02-01 [2010-02-01]. 
  9. ^ SPACE STATION TO BE SUNK AFTER 2020. Discovery News. 2011-07-27 [2011-07-28]. 
  10. ^ 國際太空站完成首次高清晰度直播,2006年11月17日,新華網
  11. ^ 張忠霞,國際太空站太空人進行太空漫步,新華網
  12. ^ 張忠霞,太空站太空人完成第二次太空漫步,新華網
  13. ^ 張忠霞,太空站太空人太空漫步創紀錄,新華網
  14. ^ 劉洋,張忠霞,太空站太空人太空漫步修復"進步"飛船天線故障,新華網
  15. ^ 國際太空站太陽電板破損 恐影響太空站用電 互聯網檔案館存檔,存檔日期2007-11-02.
  16. ^ 孝文. NASA網站开始線上直播國際太空站实时视频. 科學網. 2009-03-14 [2016-02-12] (中文(簡體)‎). 
  17. ^ 国际空间站再现漏气事件 未对宇航员造成威胁. 
  18. ^ 国际空间站8月将获3D打印机拟在太空制造零件. 環中網. 
  19. ^ 星空筑巢不怕路遥. 新京報. 2012-06-17 (中文(簡體)‎). 

外部連結[編輯]

參見[編輯]