书城科普必知的航天科技(青少年科技爱好培养)
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第5章 航天器(2)

按照美国/俄罗斯1993年达成的协议,俄罗斯将于1997年11月国际空间站开始建造时关闭“和平”号空间站,让其在空间自主飞行1年后离开轨道,再人大气层烧毁。但俄罗斯经过研究得出结论:“和平”号空间站的可使用期将远远超过预期的1998年左右。特别是新近发射的“光谱”号舱和“自然”号舱,设计寿命均在3年以上,如果它们同其他几个舱体一起被废弃,那将是极大浪费。俄罗斯不愿意在还未到寿命之前就放弃“和平”号,却又没有同时建造新站和维护旧站的资金和发射能力,便于1995年12月向美国提出以“和平”号空间站为基础建造“阿尔法”国际空间站的建议,如果行不通,则要求把“光谱”号舱和“自然”号舱挪到未来的国际空间站上,代替俄罗斯原定要提供的3个研究舱。

这两个方案均遭到美国航宇局的拒绝,理由是这将对国际空间站的设计和初期组装安排、甚至整个国际空间站的性能造成严重影响。为使俄罗斯继续参加国际空间站的合作,美国方面也做出了适当让步,提出在不影响美国、欧洲、日本和加拿大组件的设计与组装工作的前提下,俄罗斯在初期组装阶段的发射次数可大大减少,并承诺于1998年用“发现”号航天飞机两次向“和平”号空间站运送货物,以帮助“和平”号延长寿命。在别无选择的情况下,俄罗斯航天局表示,尽管经费紧张,俄罗斯仍决定在参加国际空间站的同时,继续维持“和平”号空间站到2000年前后。

“礼炮”号空间站

20世纪60年代,前苏联曾在载人登月问题上与美国展开了一场激烈竞争。由于种种原因,前苏联载人登月的活动未能成功而败北,继而采取了一条由飞船到空间站,集中力量优先发展空间站的政策,经过几年努力,终于取得预期成果,于1971年4月19日发射了世界上第一座空间站“礼炮1”号,到1982年4月19日的整整10年间先后发射了8座“礼炮”号,除一座因故人轨后解体未能工作外,7座正常运行。到1986年8月“礼炮7”号在太空轨道上中止载人飞行为止,15年间共接待宇航员42批94人次驻站工作。这期间空间站上基本上没有中断过载人飞行,共计飞行1700多天/人,最长的一次是一批人连续飞行237天,并与“联盟”号载人飞船和“进步”号无人货船多次对接构成配套系统,取得丰硕的科研成果和长期载人航天飞行经验,开创了航天史的空间站技术的先河,对人类航天事业做出了突出贡献。

“礼炮”号轨道空间站的研制和发射,在前苏联空间技术的发展计划中,是一个重要的阶段。截至1979年初为止,前苏联先后发射了6艘“礼炮”号轨道空间站。据分析,“礼炮”号可分为两种型号:“礼炮”1、4和6号是科研型,“礼炮”2、3和5号是军用型。“礼炮”号轨道空间站重约19吨,长16米左右,最大直径4米多,由工作舱、过渡舱和服务舱3部分组成。

科研型和军用型两类空间站在设计上的主要区别是,对接舱口的布局不同。军用型的对接舱口在站体的后部,科研型的则在站体的前部。而“礼炮6”号在站体前部有两个对接舱口,可同时连接一个“联盟”号飞船与一个“进步”号载货飞船。太阳能电池帆板的位置也不相同。军用型太阳能电池帆板的位置比科研型的靠后。总体结构也不同。军用型和科研型的外形结构虽然基本相同,但内部设备布局却不同。军用型内装有1台大型侦察照相机,并至少有1个回收舱以便将所拍的胶卷按时送回地面。“礼炮3”号和5号空间站均曾将有胶卷的回收舱送回地面。这种回收舱一般是在宇航员离开空间站之后方与站体分离。军用型的“礼炮”号空间站之所以将太阳能电池帆板往后配置,并将对接舱口设在站体后部,可能都是为了使回收舱和站体基本结构连成一体。“礼炮3”号和5号两种军用型号的主要目的是进行照相侦察,其次是进行高能技术在武器上可能性的研究应用。

“哥伦布”空间站

欧洲人并不满足于已试制出来的“空间实验室”,决心要拥有自己的真正空间站。1985年1月欧洲空间局在意大利首都罗马举行成员国部长级会议,讨论并决定了2000年前欧洲要研制出三种航天系统,即“竞技神”号小型航天飞机、“阿丽亚娜-5”型运载火箭和“哥伦布”(Columbus)空间站。

这个“哥伦布”空间站的方案是前西德和意大利首先提出来的,它的命名含义是为了纪念哥伦布发现新大陆500周年(1992年)。这个空间站的总体设计方案是:

增压舱这是空间站的主体部分,有4个房间,至少能供8个宇航员居住,总长12米、高13米、直径4米多、自重18.2吨。这是宇航员的实验室、工作间和休息室,它是由“空间实验室”发展而来的,尽量使用原有的硬件和技术经验。增压舱有两种选择,一种是美国空间站永久性对接,有4个舱段,从事各种科学实验。计划1994年由美国航天飞机发射,与美国空间站对接。另一种就是在空间自由飞行的增压舱,由“阿丽亚娜-5”型火箭发射,平时不载人,必要时可派人上去短期照料一下,自动进行材料加工和科学实验。

微型同轨站长11米,将在主舱旁边飞行,内装自动生产产品的设备。

极轨平台这是运行在极地轨道上的不载人实验平台,主要用于执行对地观测任务。

尤里卡平台(即“自由飞行器”,MTFF)作为太空科研实验平台,可在飞行状态下连续工作6~9个月,然后由航天飞机回收运回地面,也可挂载在“自由”号空间站上。

服务舱这是为空间站提供动力、温控、通信和其他服务系统,可为增压住室舱服务,也可为极地平台服务。

“哥伦布”航天器计划全部建成将于1998年发射。

国际“自由”号空间站

1984年,当时的美国总统里根满怀信心地宣布,美国要在10年内,在太空建造一座永久性的大型空间站。这个计划号称20世纪最后的,也是最宏伟的航天工程。计划提出伊始,即引起了全世界航天界以至整个科学技术界的瞩目,带动了欧洲和日本等国的载人航天热。

美国打算通过永久性空间站的建造,继60年代载人登月竞赛的胜利和70年代航天飞机研制的成功,再一次向全世界显示自己强大的科技、经济实力,继续保持其航天技术的领先地位。

这个后来取名为“自由”号的空间站,就研制发射时间来说,并不是世界上最早的,但从规模上来说却是最大的。它比美国1973年“天空实验室”、前苏联70~80年代的“礼炮”号和现俄罗斯的“和平”号空间站,都大得多,因此功能也比较强。特SU是它将“长留太空,永远不落”,并可与轨道上的空间平台、轨道机动飞行器以及轨道转移飞行器协同工作,互相配合,发展成多功能的综合性空间基地。