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「空间站」是什么,一个功能完备的「空间站」需要具备哪些结构,目前有哪些空间站呢?

作者:jcmp      发布时间:2021-04-28      浏览量:0
1、空间站的概念空间站是一种在近地轨道长

1、空间站的概念

空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器,又称航天站、太空站、轨道站。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨,组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道,在太空组装而成。 空间站在组成上、技术上与载人飞船非常相似,只不过空间站规模更大,储存空间更大、功能更全面。由于空间站能在轨道上获得补给,又有宇航员工作,故其有自主补给消耗品,更换和检修设备的能力。同时它也能作为一处实验基地,及时地将实验成品运回地面。空间站的出现结束了人类只能在太空短暂旅行的时代,为将来进驻太空迈出了第一步。

2、空间站的功能

空间站作为人类在太空中的中转站,在科学研究、材料加工、飞船补给等方面都有重要作用。空间站的主要功能可归结为以下的几个方面。

① 开发、利用太空资源。例如在科研方面,可以利用高真空、高纯净、微重力的特殊环境进行基因培养、材料加工、生物制药等方面的科学研究。在观测方面,可以为人类提供一个长期进行对地观测和天文观测的基地。在对地观测上,利用空间站的高位置可对陆地和海洋隐秘资源有更详细的勘探。当地球上发生地震、海啸、火山喷发时,宇航员可以及时调整空间站的相关参数,以获得最佳的观测效果和最准确的数据资料。

② 开展宇宙科学研究。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多,是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。通过国际空间站,天文学家不仅能获得宇宙射线、亚原子粒子等重要信息,了解宇宙奥秘,而且还能对影响地球环境的天文事件(如太阳耀斑、暗条爆发等)做出快速反应,及时保护地球,保护在太空飞行的航天器及其成员。

③ 开展生命科学研究。空间站作为实验研究基地,直接促进了航天医学的发展,通过各种参数研究微重力对人身体的影响,开辟出治疗一些不治之症的新途径。同时,在研究新能源、新结构、新材料、新设备等方面,也有非常重要的作用。

④ 作为空间基地,空间站的最基本功能就是对宇宙飞船进行补给,发射高轨道卫星、月球探测器和行星际航行器等,或捕获航天器进行维修,甚至组装一些大型的航天器以进行更远距离的航行。

以上均是空间站在科学研究领域的作用,空间站在促进这些科学进步的同时,也给我们提供了太空旅游的机会,随着科技的发展,星际移民将不是神话。

3、空间站的整体设计

空间站的基本组成类似载人飞船,由指令和数据处理、电源、跟踪与通信、热控制、环境控制与生命保障、制导导航与控制、机械臂、有效载荷、舱外活动、在轨维护、航天员与乘员健康保障11个系统构成。 空间站分为模块式和桁架挂舱式。模块式空间站基本由充压的航天员生活舱、工作实验舱、科学仪器舱、不充压的服务舱等组成。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口,以保证站内电能供应和实现与其他航天器对接所需的能源。生活舱是宇航员的生活场。工作实验舱和科学仪器舱主要进行科学实验和材料的加工。对接舱口用于对接来补给的航天飞机或飞船,同时也是宇航员的出舱口。服务舱里主要有空间站的动力系统和各种气源等。太阳能电池板则为空间站提供充足的能量。

桁架挂舱式空间站除了上述部件外,还有连接各舱段的桁架、修理车间和燃料室等。修理车间是用来维修飞船的场所。燃料室是储存燃料的地方。这种空间站具有很多优点:长的桁架提供了宽阔的设备安装区,为安装各种分系统提供了良好的结构基础;由于桁架在运行中垂直于轨道面,因此各种设备可以互不影响,进行同时观测;空间站需要安装大面积的太阳电池翼,这样长的桁架就为之提供了有利的条件,从而为空间站提供充足的能量。

空间站有单舱室和组合式两种结构形式。单舱室为一个整体舱分为几个舱段,用运载火箭或航天飞机直接发射入轨。组合式空间站又分为模块式和装配式。模块式由几个相互独立的、单独发射的模块在轨道上对接而成,可进行维修和替换。装配式空间站的各个舱段、实验仪器设备、构件,由航天员组装而成。空间站上设有对接口,以对接或停靠前来补给或维修的航天器。空间站上还设有气闸舱,以供航天员从空间站的密封舱外出时减压和返回密封舱时加压之用。