书城科普读物自由的飘浮——航空知识
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第14章 空间站——探秘走出地球的驿站(4)

俄罗斯的骄傲:

“和平号”空间站

2001年3月23日,俄罗斯的“和平号”空间站在南太平洋上空黯然陨落,随之坠毁的是一个时代——标志着俄罗斯宇航大国时代的终结。

“和平号”空间站曾是最璀璨的一颗明珠

1986年2月20日“和平号”空间站升空,它是集苏联第一代、第二代太空站的经验建造的第三代太空站,也是世界上第一个多舱太空站。其设计计划工作寿命为3到5年,却在太空中飞了15年。俄原本计划开发出“和平-2号”空间站接替“和平号”。但是苏联的经济危机及解体后俄经济的困境,使“和平-2号”因资金不足而难产,并最终葬送了“和平号”。

15年间,“和平号”事故频出,据说多达1500次。尽管道路坎坷,“和平号”仍然在困境中发展载人航天技术。它完成了24个国际性科研计划,进行了1700多项、16500个科学实验,研制产生了600项日后可供工业应用的新技术。先后有12个国家的100多位宇航员登上“和平号”,其中,外国宇航员就有62个。在俄文中“和平”的另一个含义是“世界”,“和平”号成了名副其实的“世界号”,成为人类实际上的国际空间站。

“和平号”轨道空间站的坠落,标志着人类历史上迄今体积最大、应用技术最先进、设施最完善、太空飞行时间最长的空间站永别人类。“和平号”的坠毁,也标志着人类航天史上一个时代的结束。在15年中,“和平号”一直是俄罗斯国防和军事潜力的象征,对于俄国人来说,“和平号”的坠落,带走的是对昔日强大国家的美好回忆,它坠落了俄罗斯的骄傲。

在“和平”的“继任者”建成之前,人类再次进入没有大型载人太空航天器的时代。然而,正如有人所说“宇航时代的发明没有一项是出自某个人的英雄壮举,都是战争的产物。”效力于军方的、获得高额补贴的研究组完善了这些发明。

“和平号”空间站有5个试验舱

天文物理舱:“量子1号”也称为“和平号”空间站的天文物理舱,1987年3月31日发射,4月9日与“和平号”空间站对接,1988年8月25日抛掉了服务舱。其主要功用是用于载人自动天文观测,扩展和平号实验设施。天文物理舱的组成包括了实验室舱和传送舱,它们是密封舱,其容积为40立方米,还有非加压后载荷舱。全长为5.8米,最大直径为4.5米。与“和平号”空间站对接飞行时,其重量为11050千克(其中包括了1.5吨的科学仪器、2.6吨的“和平号”设备,如太阳能电池板等)。

“量子2号”舱:“量子2号”是“和平号”空间站的第一个径向舱。其主要功用是扩展“和平号”空间站,并作为舱外活动的通道和出入口。它于1989年11月26日从邱拉坦航天中心发射;12月8日,在机械臂的帮助下,从前轴向对接口转移到径向对接口处与之对接。至此,“和平号”空间站复合体成“L”形在轨道上运行。“量子2号”舱由三个主要部分组成主体结构:气闸舱、科学设备舱和服务存贮舱。

“晶体号”舱:“晶体号”于1990年5月31日从邱拉坦航天中心发射,6月11日,在机械臂的帮助下,与“量子2号”相对应的对接口处实现了对接。晶体舱由两个密封舱组成:仪器载荷舱和仪表对接舱。全长为11.9米,最大直径为4.35米,舱内的密封总容积为60.8立方米,总重量为19.64吨(其中含有7吨货载)。

“晶体号”是“和平号”空间站的第二个径向舱,其主要功用是在空间飞行条件下,获得特殊性能的结构材料、电子器件、生物制剂和植物栽培工艺;增强地球资源勘察和天体物理实验的能力,还可作为航天飞机停靠的“码头”。显然,增大了“和平号”空间站,为长期性载人飞行带来了更加有利的条件。

光学舱:1995年5月20日,由SL-13“质子号”火箭发射,总质量约200吨,主要用于研究大气物理,还可用于研究生物医学等。1997年6月25日,俄“进步”型货运飞船与“和平号”对接时发生碰撞,光学舱被撞坏并导致空间站外壳损伤,致使光学舱段被迫关闭,部分氧气泄漏,动力系统也受到影响。该舱的遥感设备专用于大气研究,计划有两年的寿命期。光学舱还安装有一个小型的外部操纵器,这个机械臂还可以用于部署小型卫星。

自然舱:1996年4月27日升空,长约13米,总质量19.7吨。自然舱又称为环境监测舱,其上装有多光谱、微波和红外扫描器、激光雷达、臭氧敏感器和其他环境监测敏感器。主要用于陆地、海洋和大气层遥感探测及材料科学、生命科学和生物技术研究。

“和平号”空间站有以下有趣的特征:它是最重的人造物体,而且将在大气中分裂;它是唯一一个在空间装配并又脱离轨道的物体,除了轴向安装的两舱“礼炮6号”和“礼炮7号”之外;它有重要的直角(无轴)结构;它有一些密封增压系统和结构,一个非承压舱,可以成为一个有趣的“控制样本”;它有类型众多的太阳能设备,和几种其他类型展开结构;我们有更多的它在轨道上的图片资料,比历史上任何其他飞船的资料都多。

美国的第一个空间站:“天空实验室”

“天空实验室”是1973年美国发射的载人空间站,站上拥有阿波罗望远镜和其他仪器,主要观测太阳和地球。除此之外,它还从事人类在失重状态下生理和心理反应等各种科学研究工作。该空间站于1979年7月坠落。

“天空实验室”的结构

“天空实验室”空间站的航天员由“阿波罗”飞船接送。自1973年5月到1974年2月先后接纳过3批航天员,每批3人,在站分别工作了28天、59天和84天,进行了270多项研究实验,拍摄了18万张太阳活动的照片、4万多张地面照片,还进行了长期失重人体生理学试验和失重下材料加工的试验。1979年7月11日,该空间站进入大气层烧毁。

空间站的最大部分,是一个“二层小楼”,下层供宇航员睡觉、准备食品、吃饭、整理个人卫生、处理废物,并进行一些实验工作,上层有一个大工作区和贮水箱、贮放食物箱、冷冻箱以及实验设备、用品。轨道工场外面有一个薄的铝制防护罩,发射时这个罩紧贴在轨道工场上,到大气层外自动张开。防护罩距轨道工场127毫米,它可以遮挡阳光,使舱内保持合适的温度,并可防止太空中的碰撞。

空间站投入使用

1973年5月14日,一枚两级型的“土星-5”火箭把不载人的天空实验室送入435千米的近地轨道。同年还先后发射了3艘阿波罗飞船与“天空实验室”对接,这3艘飞船分别称为“天空实验室-2”、“天空实验室-3”、“天空实验室-4”。“天空实验室”在起飞63秒后,由于其微流星阳光防护罩以及一个太阳电池翼被高速气流冲掉,致使舱内温度急剧上升。1973年5月25日,一艘阿波罗飞船(天空实验室-2)载3名航天员与天空实验室对接,航天员用一顶遮阳帆挡住阳光,使实验室内温度下降,并展开了另一个被卡住的太阳翼,才使天空实验室得以正常工作。

1973年5月14日,天空实验室由土星5号运载火箭发射,进入离地面435千米的近圆轨道,入轨前出现故障。1973年5月25日,3名航天员乘阿波罗号飞船与天空实验室对接,由航天员对天空实验室的故障予以维修,使其开始工作。后来天空实验室又接待了由阿波罗号飞船送来的两批航天员。这3批航天员每批3人,在空间站内分别工作和生活了28天、59天和84天。天空实验室用58种仪器进行了270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。其中,用太阳望远镜观测并拍摄了18万张太阳活动的照片;用6种遥感仪器对地球进行了观测、拍摄4万多张地面照片;用7种仪器研究太阳系和银河系的情况;用医疗器械研究长期失重对人体生理的影响;还进行了失重条件下的材料加工试验。1974年2月,第三批宇航员离开太空返回地面后,“天空”实验室便被封闭停用,直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行了2246天,航程达14亿多千米。

为发挥航天站能长期居住的优势,“天空实验室”的生活设施考虑得极为周全。与以往空间狭窄的飞船相比,具有368立方米容积的“天空实验室”的生活要舒适得多。它有11个食品贮藏器和5个食品冷冻器,可贮藏907千克食品,不同种类的冷热食品分装在金属盒内。另外,卫生设施大为改善,有沐浴、香皂、毛巾和大小便袋等。