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“天空”“礼炮”鸣锣开道_航天技术

2019-10-12 航天

“天空”“礼炮”鸣锣开道_航天技术
资源是人类生产资料和生活资料的天然来源,它来自人类所处的天然环境。人类文明发展的进程,首先适应、认识,进而利用和开发的是陆地上的,包括土地、山、水、动物和植物等资源。进一步利用和开发的是陆地的矿产资源。随后,对环境的认识和资源的开发扩大到了海洋。本世纪这个进程已发展到大气层,到 50 年代又向前迈了一大步,触角已伸向外层空间。
人类进入空间是人类文明史上的一次伟大飞跃,其意义之重大和影响之深远,怎么评价也不过分。在这个人类进入的空间环境中,蕴藏着极其丰富的空间资源。仅就地球引力和地球卫星作用范围这一最小的外空领域看,现已探明可供利用和开发的空间资源大致有:①航天器相对于地表面的高远位置资源;②高真空和高洁净资源;③航天器微重力环境资源;④太阳能资源;⑤超低温热沉资源;⑥月球及其它行星资源。这些空间资源都极其丰富和极有利用价值。不过,摆在人们面前的问题是,用什么办法和手段,花多大的代价才能立足于这一新的环境中。
30  多年来,空间科学技术为开发空间资源作出巨大努力。如开发航天器在空间的高远位置,以获取、传输和转发信息已取得明显成就,获得巨大利益。而载人飞船进入太空,为开发空间资源开辟了新的途径。但是,由于载人飞船的内部空间非常狭窄,只能乘坐 1~3 名航天员,他 们在里面没有多大的活动余地,而且飞船里面的生活用品也不富裕,因此,在太空的飞行时间不宜太长。为了充分发挥人的因素,人们便设想建造一种更大的宇宙飞船,装上更多的生活用品和仪器设备,能在轨道上长期飞行。这样,航天员能在里面自由地行动,还可以象在地面上的试验室里那样做各种科学试验,象在地面上的车间一样加工生产。这种扩大了的宇宙飞船,如同一个搬到空间去的试验站和空间研究室,所以人们通常把它叫做空间站。
美国在载人登月飞行高潮之后,将剩余的土星 5 号火箭改装成“天空实验室”,于 1973 年将它发射升空,在距地面 430 千米的轨道上运行。天空实验室象一架巨大的直升飞机,外部装有 4 块大型的太阳电池帆板,在发射阶段是折叠起来的,进入轨道后便迅速展开。天空实验室由轨道舱、气闸舱、多用途对接舱和太阳望远镜等四大部分组成,总重 80 吨,最大直径 6.7 米,总长 36 米。
轨道舱直径 6.7 米,长 14 米。舱内温度保持在 25℃左右,其内部分为上、下两个隔舱,上舱主要是工作区,但水箱、食物和冷冻箱也安装在它里面,下舱是航天员的生活区,设置有卧室、餐厅、卫生间等。
气闸舱,长 5.36 米,供航天员在轨道上出舱时使用,也是电源和通信的控制中心。
多用途对接舱,直径 3.04 米,长 5.27 米,有两个对接口,可以同时停靠两艘阿波罗飞船。它亦是观测太阳和地球以及进行空间材料加工的实验中心。
天空实验室先后接纳了 3 批总计 9 名航天员。他们乘坐阿波罗飞船与天空实验室在太空中进行了对接,在天空实验室上分别驻留了 28 天, 59 天和 84 天。航天员在太空利用天空实验室上的 58 种仪器进行了天文、地理和医学等 270 项科学研究,用太阳望远镜观测太阳,拍摄了 18 万张太阳活动的照片。用遥感仪器对地球进行观测,拍摄了 4 万多张照片。并研究了人在长期航天飞行中的适应能力,以及利用微重力环境进行了空间材料实验。证明了人在空间的作用,特别是在舱外进行空间活动,为空间大型工程建设提供了丰富的经验。
在世界第一艘载人飞船上天后的 10 年,原苏联向世界宣布发射成功第一个空间站,命名为礼炮 1 号。自 1971 年 4 月至 1983 年共发射了 7 个礼炮号空间站。它由对接舱、轨道舱和服务舱三大部分组成。总重约 18 吨,全长约 14 米。轨道舱由直径分别为 3 米和 4 米的两个圆筒组成,它是航天员工作、进餐、休息和睡眠的场所,场内的小气候保持与地面上的相同,为了使航天员在其内有一定的定向参考系,故将地板,天花板以及周围的墙壁漆成不同的颜色,便于区别。对接舱有供联盟号飞船对接舱口,航天员由此处进出空间站。礼炮 6 号空间站设计有 2 个对接口,因而可以同时与两艘飞船对接,在 1 个对接口与联盟号飞船对接的情况下,另 1 个对接口可停靠进步号飞船。进步号飞船为无人自动驾驶货船,可以运送 2.3 吨物资,包括燃料、食物、水和氧气等,卸货后自动脱离空间站,再入大气层烧毁。
礼炮号空间站的主要任务,是完成天体物理学、航天医学、生物学等方面的广泛的研究计划,考察地球自然资源和进行长期失重条件下的 技术试验。礼炮 6 号空间站在轨道上工作了约 5 年时间,先后轮换了 16 组共 33 名航天员进入舱内,有人居住的累计时间达 676 天。礼炮 7 号上创造了人在太空连续生活 237 天的记录。
天空、礼炮空间站的实践说明:在空间也应和地面上一样,有必要把住房、工作场所与交通运输工具分开,按各自的特点分别建造,这样才能摆脱相互间的干扰与制约,获得自身发展的新活力;人在空间适当的人造环境中,可以生活相当长的时间;利用空间运输系统与空间站交会对接,轮换航天员和补充物资,是延长空间站寿命和提高利用率的合理方式;把接送航天员和运送物资这两者的空间运输系统分开;使它们各按其需求和特点发展,从而提高载人航天器的安全可靠性,增加货运航天器的载荷量,降低货运成本,为发展永久性空间站找出一条行之有效的途径。