「航天知识:世界著名空间站」和平号空间站

「航天知识:世界著名空间站」和平号空间站插图

和平号空间站简介

“和平号”是苏联/俄罗斯的第三代空间站,亦为世界上第一个长久性空间站(设计成在轨多模块组装,站上长期有人工作)。“和平号”空间站的轨道倾角为51.6°,轨道高度300~400km。

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“和平号”空间站

“和平号”空间站设计工作寿命为3~5年。按原计划,俄罗斯还将开发出“和平二号”空间站接替“和平号”。但20世纪80年代后期,前苏联的经济危机及前苏联解体后俄罗斯经济处于困境,使“和平二号”因资金不足而停产。于是,“和平号”担负起在困境中发展载人航天技术的使命。由于超期服役,“和平号”的故障越来越多,难以正常运转。据统计,15年来“和平号”上共发生了近2000处故障,其中近100次故障一直未能排除。空间站的中央计算机已老化到了必须完全更换的地步。空间站的温度调节系统也故障不断,太空舱的局部温度有时竟达53℃。“和平号”上的蓄电池曾两次异常放电,导致“和平号”与地面短暂失去联系及空间站局部停电。1997年6月还曾发生货运飞船撞穿“和平号”“光谱”舱事故。15年的宇宙陨石微粒撞击和空间站内部化学物品的腐蚀,也已使“和平号”70%的外体遭到腐蚀。维修“和平号”耗资巨大,每年需投入2.5亿美元。俄罗斯政府对此无能为力;外国航天部门对合作反应冷淡。所以,俄罗斯航天业的著名科学家和有关部门一致赞成坠毁“和平号”。2001年3月23日北京时间14时0 分12秒,“和平号”空间站成功地坠毁在南太平洋预定海域。

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“和平号”空间站坠毁

“和平号”空间站结构

1986年2月20日,苏联发射新一代空间站“和平号”进入太空运行。作为苏联的第三代空间站,它在设计制造上做了许多重大改进,技术更成熟,设施更完善,工作生活条件更好。

“和平号”空间站的核心舱,总重20t,长13.13m,最大直径4.2m,站内最多可容纳12名宇航员。由工作舱、过渡舱和非密封舱三部分组成。它的最大特点是有六个对接口,前端有五个,一个轴向的四个侧向的;后端仅一个轴向的,可同时和六艘宇宙飞船或航天器对接,组成一个大型轨道联合体,成为未来空间城的雏形。和平号作为一个基本舱,可与载人飞船、货运飞船、四个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体,从而扩大了它的科学实验范围。工作舱两侧装有两个大型太阳能电池阵,总面积80m2,总功率比“礼炮七号”大一倍多,达9kW。操纵和对接控制系统更为科学。它的航向对接控制装置可以在“和平号”不进行机动的情况下,自动控制飞船与之对接。

站上由七台电子计算机组成综合计算系统,不但可保证自动对接,还能检验站上所有系统的大部分功能,测出其工作状态数据,而且一面自动显示所测各项数据,一面还能自动更换备用机件,提前测出航天站在太空的运行情况。四个专业舱都有生命保障系统和动力装置,可独立完成在太空机动飞行。其中一个是工艺生产实验舱,一个是天体物理实验舱,一个是生物学科研究舱,一个是医药试制舱。这几个实验舱可根据任务需要更换设备,成为另一种新的实验舱。“和平号”空间站结构如图所示。

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“和平号”空间站组成

从1987年2月6日发射的“联盟TM-2号”飞船与“和平号”对接成功后,3 月31日“量子号”天体物理实验飞行器、4月23日“进步29号”货运飞船先后都与“和平号”对接成功,形成了世界上第一次四位一体的轨道联合体。其后边使用边扩展,直到1996年4月,“和平号”最后一个舱段完成组装。此时的“和平号”是一个总重116t(包括一艘“联盟TM”飞船)、总容积470m3的庞然大物。

空间站上的发动机装置、调节温度和供氧系统、遥测电视系统、通信系统等都更加自动化,操纵可靠、方便。还增开了与地面医生、家属的通话专线。整个航天站比“礼炮号”处理的信息量要大两至三倍。

“和平号”空间站一般可同时供五~六人工作和居住,站内的大气环境与地球上一样,成分、温度相同,一般保持26℃,相对湿度为30%~70%,大气压力为800~970mmHg(标准大气压是760mmHg)。上述这些,都有力地保障了“和平号”能够长寿命的工作。

1987年12月29日,航天员罗曼年科返回地面时,已经在“和平号”上生活了326个昼夜。1988年12月21日从“和平号”上归来的两名航天员季托夫和马纳罗夫,创造了在太空飞行整整一年的新纪录。“和平号”空间站还于1986年5月5日至1986年6月25日进行了航天史上第一次太空转移飞行——在“和平号”联合体与“礼炮七号”联合体之间的穿梭飞行,进行了50多天极其复杂而又十分顺利的空间站之间的往返飞渡。

“和平号”空间站取得的成果

苏联通过发展空间站取得了巨大成就,特别是“和平号”空间站更是成果辉煌。在医学领域,研究了在太空使用的药物处方、航天员飞行后的体力恢复方法等。在生物学领域里,研究了蛋白质晶体生长、高效蛋白质精致、特殊细胞分离、特种药品制备等。在材料和空间加工领域,进行了600多种材料实验,制造了半导体、玻璃、合金等35种材料。在对地观测方面,发现了10个地点可能有稀有金属矿藏,117个地点可能有油脉存在。在天文观测方面也有许多重大发现。

“和平号”空间站在运行过程中积累了丰富的经验。苏联航天员多次出舱修理站体或飞船,安装大量太阳能电池板,回收实验装置,演习太空救援等,创造了一个又一个作业奇迹。经过长时间的经验和改进,苏联的联盟系列飞船、进步系列飞船和“质子号”、“联盟号”运载火箭的性能、可靠性和安全性已相当完善。苏联运用这些工具已经具备了例行出入轨道,进站工作,运送给养的能力。在1971年后的20余年间,苏联再也没有发生一起航天员死亡的事故,无论是火箭发射失败,还是与空间站对接失败,甚至飞船出现故障,航天员都能安全脱险。这样的伟大成就令美国人也感到自叹不如。

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