國(guó)際空間站的建設(shè)情況？

【專家解說(shuō)】：國(guó)際空間站的設(shè)想是1983年由美國(guó)總統(tǒng)里根首先提出的，即在國(guó)際合作的基礎(chǔ)上建造迄今為止最大的載人空間站。經(jīng)過(guò)近十余年的探索和多次重新設(shè)計(jì)，直到蘇聯(lián)解體、俄羅斯加盟，國(guó)際空間站才于1993年完成設(shè)計(jì)，開(kāi)始實(shí)施。 該空間站以美國(guó)、俄羅斯為首，包括加拿大、日本、巴西和歐空局（11個(gè)國(guó)家）共16個(gè)國(guó)家參與研制。其設(shè)計(jì)壽命為10~15年，總質(zhì)量約423噸、長(zhǎng)108米、寬（含翼展）88米，運(yùn)行軌道高度為397千米，載人艙內(nèi)大氣壓與地表面相同，可載6人。 國(guó)際空間站結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模大，由航天員居住艙、實(shí)驗(yàn)艙、服務(wù)艙，對(duì)接過(guò)渡艙、桁架、太陽(yáng)電池等部分組成，建成后總質(zhì)量將達(dá)438000千克，長(zhǎng)108米。 國(guó)際空間站計(jì)劃分三階段進(jìn)行： 1994年至1998年為第一階段——準(zhǔn)備階段。目前已順利完成第一階段的任務(wù)（主要進(jìn)行了9次美國(guó)航天飛機(jī)與俄羅斯和平號(hào)空間站的交會(huì)對(duì)接，取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)）。 1998年11月20日，國(guó)際空間站的第一個(gè)組件——曙光號(hào)功能貨艙（美國(guó)出資，俄羅斯制造）發(fā)射成功，標(biāo)志著國(guó)際空間站正式進(jìn)入第二階段——初期裝配階段。此后，國(guó)際空間站的第2個(gè)組件——美國(guó)團(tuán)結(jié)號(hào)節(jié)點(diǎn)艙于1998年12月4日由奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)送入軌道，并于12月7日與曙光號(hào)成功對(duì)接。第2階段的主要目標(biāo)是建成1個(gè)具有載3人能力的初期空間站。 第三階段（2000年~2005年）為最終裝配和應(yīng)用階段。國(guó)際空間站建成后，可載6人，工作壽命為10~15年。 其主要結(jié)構(gòu)是：（1）基礎(chǔ)桁架。它用來(lái)安裝各艙段、太陽(yáng)能電池板、移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)及站外暴露試驗(yàn)設(shè)施等。（2）居住艙。它主要用于航天員的生活居住，其中包括走廊、廁所、淋浴、睡站和醫(yī)療設(shè)施，由美國(guó)承擔(dān)研制與發(fā)射到太空。（3）服務(wù)艙。它內(nèi)含科學(xué)儀器設(shè)備等服務(wù)設(shè)施，也含一部分居住功能，由俄羅斯研制并發(fā)射。（4）功能貨艙。它內(nèi)設(shè)有航天員生命保障設(shè)施和一部分居住功能（如廁所、衛(wèi)生設(shè)施等），以及電源、燃料暫存地等，艙體外部設(shè)有多向?qū)涌冢啥砹_斯研制并發(fā)射。（5）多個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。其中美國(guó)1個(gè)、歐空局1個(gè)、日本1個(gè)、俄羅斯3個(gè)。美國(guó)、日本和歐空局的3個(gè)實(shí)驗(yàn)艙將提供總計(jì)為33個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的有效載荷機(jī)柜；俄羅斯的實(shí)驗(yàn)艙中也有20個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜。另外，日本的實(shí)驗(yàn)艙還連有站外暴露平臺(tái)，用于對(duì)空間環(huán)境直接接觸實(shí)驗(yàn)。（6）3個(gè)節(jié)點(diǎn)艙。它們由美國(guó)和歐空局研制，是連接各艙段的通道和航天員進(jìn)行艙外活動(dòng)的出口。此外，節(jié)點(diǎn)1號(hào)艙還可作為倉(cāng)庫(kù)，用于存儲(chǔ)；節(jié)點(diǎn)2號(hào)艙內(nèi)有電路調(diào)節(jié)機(jī)柜，用于轉(zhuǎn)換電能，供國(guó)際合作者使用；節(jié)點(diǎn)3號(hào)艙為空間站的擴(kuò)展留有余地。（7）能源系統(tǒng)和太陽(yáng)能電池帆板。它們由美國(guó)和俄羅斯兩國(guó)提供。（8）移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)。它由加拿大研制。 組裝成功后的國(guó)際空間站將作為科學(xué)研究和開(kāi)發(fā)太空資源的手段，為人類提供一個(gè)長(zhǎng)期在太空軌道上進(jìn)行對(duì)地觀測(cè)和天文觀測(cè)的機(jī)會(huì)。 在對(duì)地觀測(cè)方面，國(guó)際空間站比遙感衛(wèi)星要優(yōu)越。首先它是有人參與到遙感任務(wù)之中，因而當(dāng)?shù)厍蛏习l(fā)生地震、海嘯或火山噴發(fā)等事件時(shí)，在站上的航天員可以及時(shí)調(diào)整遙感器的各種參數(shù)，以獲得最佳觀測(cè)效果；當(dāng)遙感器等儀器設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，又可隨時(shí)維修到正常工作狀態(tài)；它還可以通過(guò)航天飛機(jī)或飛船更換遙感儀器設(shè)備，使新技術(shù)及時(shí)得到應(yīng)用而又節(jié)省經(jīng)費(fèi)。用它對(duì)地球大氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可長(zhǎng)期預(yù)報(bào)氣候變化。在陸地資源開(kāi)發(fā)，海洋資源利用等方面，也都會(huì)從中受益。國(guó)際空間站在天文觀測(cè)上要比其他航天器優(yōu)越得多，是了解宇宙天體位置、分布、運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、化學(xué)組成及其演變規(guī)律的重要手段。因?yàn)橛腥藚⒂谟^測(cè)，再加上空間站在太空的活動(dòng)位置和多方向性，以及機(jī)動(dòng)的觀察測(cè)定方法，因而可充分發(fā)揮儀器設(shè)備的作用。通過(guò)國(guó)際空間站，天文學(xué)家不僅能獲得宇宙射線，亞原子粒子等重要信息，了解宇宙奧秘，而且還能對(duì)影響地球環(huán)境的天文事件（如太陽(yáng)耀斑、暗條爆發(fā)等）作出快速反應(yīng)，及時(shí)保護(hù)地球，保護(hù)在太空飛行的航天器及其成員。 國(guó)際空間站上的生命科學(xué)研究，可分為人體生命與重力生物學(xué)兩方面：人體生命科學(xué)的研究成果可直接促進(jìn)航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展，例如，通過(guò)多種參數(shù)來(lái)判斷重力對(duì)航天員身體的影響，可提高對(duì)人的大腦、神經(jīng)和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物學(xué)和材料科學(xué)的研究與應(yīng)用有廣闊的前景，而國(guó)際空間站的微重力條件要比和平號(hào)空間站和航天飛機(jī)優(yōu)越得多，特別是在材料發(fā)展上可能起到一次革命性的進(jìn)展。 僅就太空微重力這一特殊因素來(lái)說(shuō)，國(guó)際空間站就能給研究生命科學(xué)、生物技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、流體物理、燃燒科學(xué)等提供比地球上好得多、甚至在地球無(wú)法提供的優(yōu)越條件，直接促進(jìn)這些科學(xué)的進(jìn)步。同時(shí)，國(guó)際空間站的建成和應(yīng)用，也是向著建造太空工廠、太空發(fā)電站，進(jìn)行太空旅游，建立永久性居住區(qū)（太空城堡），向太空其他星球移民等載人航天的遠(yuǎn)期目標(biāo)接近了一步。(就沒(méi)我們中國(guó)，狗日的居然也有。） 國(guó)際空間站以美國(guó)、俄羅斯為首，包括加拿大、日本、巴西和歐空局（11個(gè)國(guó)家）共16個(gè)國(guó)家參與研制現(xiàn)在還沒(méi)中國(guó)據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，日前，國(guó)際空間站迎來(lái)了10歲生日，10年前，1998年11月20日，俄羅斯火箭攜載了工作貨物模塊(functional cargo block)，這是空間站的第一個(gè)構(gòu)成部分。從此之后，多項(xiàng)完整的軌道實(shí)驗(yàn)室逐步地在國(guó)際空間站建造起來(lái)，從事人類或動(dòng)物失重等太空效應(yīng)的研究，但與此同時(shí)，國(guó)際空間站的持續(xù)性操作運(yùn)行和宇航員的太空任務(wù)中也存在著一些失誤，以下是十年來(lái)國(guó)際空間站出現(xiàn)的令人頭痛、接近失誤，但又必須正確面對(duì)的十大失誤和故障： 1、太空失蹤的蜘蛛 在宇航員進(jìn)入太空之前，人類就曾將動(dòng)物發(fā)送至太空環(huán)境，目前動(dòng)物仍伴隨著人類一同完成太空任務(wù)。近日，美國(guó)宇航局“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)攜帶兩只蜘蛛進(jìn)入國(guó)際空間站，在當(dāng)前的任務(wù)中科學(xué)家將觀測(cè)蜘蛛如何在零重力狀況下編織蜘蛛網(wǎng)。其中一只蜘蛛編織出一張紊亂不堪的網(wǎng)，完全不像地球上的蜘蛛網(wǎng)那么有紋理。但是，另一只蜘蛛?yún)s在空間站找不到蹤跡，空間站的宇航員們稱已進(jìn)行全面搜尋，但并未發(fā)現(xiàn)。他們認(rèn)為這只蜘蛛很可能躲藏在空間站的某個(gè)黑暗角落，并開(kāi)始編織蜘蛛網(wǎng)。 2、難以對(duì)付的旋轉(zhuǎn)接頭 位于空間站前端和右舷的“太陽(yáng)阿爾法旋轉(zhuǎn)儀”(Solar Alpha Rotary Joints，SARJ)，負(fù)責(zé)使空間站太陽(yáng)能電池板指向太陽(yáng)的方向，去年右舷太陽(yáng)阿爾法旋轉(zhuǎn)儀出現(xiàn)過(guò)度的振動(dòng)，美國(guó)宇航局對(duì)此十分擔(dān)憂。之后在前往空間站的航天飛機(jī)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)接頭維修，宇航員在修理時(shí)發(fā)現(xiàn)接頭受損是由于太空殘骸碰撞造成的，宇航員關(guān)閉了該裝置的運(yùn)行狀態(tài)?？臻g站必須要有足夠的電力才能完全處理這項(xiàng)維修工作。 3、太空行走丟失工具包 日前，“奮進(jìn)”航天飛機(jī)在國(guó)際空間站10歲生日之際帶來(lái)了幾個(gè)禮物，其中包括一個(gè)供6名空間站工作人員適用的新型維持生命裝置，以及完成一些必要的修理任務(wù)。然而，11月18日，宇航員海德·斯特凡尼斯海寧·皮珀(Heide Stefanyshyn-Piper)體驗(yàn)到了許多修理人員最頭痛的事情：她丟失了工具包。她在太空行走時(shí)不慎使工具包漂離在太空中，她反復(fù)地說(shuō)著：“我的天哪！”。幸運(yùn)的是，負(fù)責(zé)此次太空行走的另一位宇航員的工具包中裝有足夠的工具，能夠最終完成這項(xiàng)太空任務(wù)。但對(duì)于未來(lái)的太空任務(wù)，丟失工具包所形成的太空垃圾將成為安全隱患。 4、衛(wèi)生間故障 在家里當(dāng)你的衛(wèi)生間坐便器出現(xiàn)問(wèn)題，你一定會(huì)感到很棘手，但如果在太空中衛(wèi)生間出現(xiàn)故障將是一個(gè)大麻煩！今年5月，國(guó)際空間站的衛(wèi)生間出現(xiàn)了故障，空間站的工作人員只得使用“聯(lián)盟號(hào)”宇宙飛船的衛(wèi)生間，“聯(lián)盟號(hào)”對(duì)于他們而言就如同救生艇，該宇宙飛船最優(yōu)先的任務(wù)就是修理空間站的馬桶。直到6月，美國(guó)宇航局“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)為空間站帶來(lái)了新的馬桶抽吸裝置，才使該馬桶運(yùn)行正常，解除了宇航員們的“痛苦”。 　　5、損壞的太陽(yáng)能電池板 2007年10月底，當(dāng)空間站工作人員展開(kāi)包括太陽(yáng)能電池板在內(nèi)的能量收集裝置時(shí)，其中的一個(gè)太陽(yáng)能電池板被撕裂。損壞的太陽(yáng)能電池板可能會(huì)阻礙空間站歐洲哥倫比亞實(shí)驗(yàn)室的擴(kuò)展部署，因此宇航員必須進(jìn)行一次危險(xiǎn)的太空行走，以修復(fù)該處太陽(yáng)能電池板。宇航員斯科特·帕拉津斯基(Scott Parazynski)和道格拉斯·惠洛克(Douglas H. Wheelock)騎在一個(gè)延長(zhǎng)桁臂上，帕拉津斯基在受損的太陽(yáng)能電池板進(jìn)行了數(shù)小時(shí)的維修操作，據(jù)稱，他的太空服和工具進(jìn)行了絕緣處理，否則不小心接觸太陽(yáng)能電池板將使帕拉津斯基遭到電擊。在維修中宇航員如果不冒險(xiǎn)這樣嘗試將無(wú)法很好地處理問(wèn)題，因此他們無(wú)法使用以往常規(guī)性的操作技術(shù)。但最終帕拉津斯基成功地剪斷了損壞了的金屬線，并安裝鏈扣加固了太陽(yáng)能電池板。 6、計(jì)算機(jī)故障 負(fù)責(zé)空間站推進(jìn)器和控制空間站方位的俄羅斯制造的三臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是國(guó)際空間站必要性系統(tǒng)之一，2007年6月，當(dāng)空間站工作人員回收太陽(yáng)能電池板時(shí)，俄羅斯三臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均出現(xiàn)故障，工作人員全力進(jìn)行恢復(fù)。當(dāng)時(shí)，美國(guó)宇航局“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)停塢在空間站，進(jìn)行模擬控制國(guó)際空間站，直至該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)正常。在最糟糕的情況下，這種計(jì)算機(jī)故障將迫使空間站工作人員撤離空間站，乘坐亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)返回地球。幸運(yùn)的是，兩天之內(nèi)所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均恢復(fù)了正常，經(jīng)檢查工作人員測(cè)定這次計(jì)算機(jī)故障是由于配線冷凝導(dǎo)致短路。 7、煙霧警報(bào)器 2006年，空間站響起了煙霧警報(bào)，空間站宇航員當(dāng)時(shí)以為出現(xiàn)了火情，這可能導(dǎo)致空間站的一場(chǎng)災(zāi)難。當(dāng)時(shí)飛行工程師注意到有一股古怪的氣味，很像橡膠墊圈燃燒，很快大家意識(shí)到這是從制氧裝置釋放出的難聞氣味使俄羅斯艙段警報(bào)器拉響，宇航員們很快清除了溢出物，整個(gè)過(guò)程中并未戴氣體面具。 8、“碰撞”警報(bào) 2004年，俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船乘載兩名俄羅斯宇航員和一名美國(guó)宇航員飛往國(guó)際空間站，他們將替換空間站的宇航員?；蛟S是他們過(guò)于渴望抵達(dá)空間站，警報(bào)提示“聯(lián)盟”號(hào)接近空間站的速度過(guò)快，任務(wù)指揮官薩里贊·沙里波夫(Salizhan Sharipov)不得不進(jìn)行手動(dòng)駕駛，最終手動(dòng)操控下入塢空間站。 　　9、航天飛機(jī)事故 國(guó)際空間站的建設(shè)的維護(hù)依賴于航天飛機(jī)和宇宙飛船，但這些宇宙飛行器的操作也存在著很大的危險(xiǎn)，在2003年“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)失事后，美國(guó)宇航局航天飛機(jī)禁飛兩年半，在此期間俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船成為唯一抵達(dá)空間站的飛行器。目前，美國(guó)宇航局計(jì)劃在2010年取消所有的航天飛機(jī)飛行，但是新型的“獵戶”載人宇宙飛船很可能直到2015年才能服役。期間的5年時(shí)間空缺又只能由俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)來(lái)完成任務(wù)。如果災(zāi)難性事件出現(xiàn)在“聯(lián)盟”號(hào)上，空間站的維護(hù)補(bǔ)給任務(wù)將變得更加勉強(qiáng)。 10、空間站的未來(lái)在哪里？ 目前空間站沒(méi)有出現(xiàn)什么故障，現(xiàn)在迎來(lái)了它10歲生日，但是空間站仍未充分建造完畢，按照計(jì)劃完工日期將持續(xù)至2010年，然而其正式退役時(shí)間是2015年。畢竟空間站的建造花費(fèi)了大量的錢財(cái)，應(yīng)當(dāng)盡可能地采用多種方法延長(zhǎng)空間站的服役時(shí)間。但是10年前俄羅斯艙段的第一個(gè)工作貨物模塊使用期限只有15年，應(yīng)當(dāng)在2013年進(jìn)行更換，對(duì)它進(jìn)行更換并不是一件容易事情