航天科學小常識

　　導語：航天員的航天服除了在舒適性和安全性上有特殊要求以外，通常和我們在地球上穿的沒什么差別。下面小編為你整理的航天科學小常識，希望對你有所幫助！

　　1、什么是空間站?

　　空間站，也稱為軌道站或太空站，是一種能長期在地球低軌道上運行的大型載人航天器，航天員可以長期在上面生活和工作，這種大型航天器能在軌道上與飛船或航天飛機對接，由飛船或航天飛機為它運送人員和物資;空間站與飛船或航天飛機的主要區別是它沒有主推進系統和著陸設備，因此它不能在軌道上作機動飛行和返回著陸。

　　根據不同國家和不同的歷史階段，發展空間站有不同的動機和目的。一般講一個國家發展空間站主要有四個目的：第一是政治目的，即為了顯示國家的綜合實力，或者是為了在政治上“壓倒”對方，在載人航天領域取得領導地位，上世紀冷戰時期，這是美蘇發展空間站的主要目的;第二是科技目的，即將空間站作為建在太空的科學實驗室，在上面進行各種科學研究和實驗;第三是經濟目的，利用空間站進行太空生產，或者發展太空旅游;第四是軍事目的，將空間站作為建在太空的“軍事堡壘”。

　　2、空間站的類型?

　　按用途分，空間站可分為民用和軍用兩種類型：民用空間站如前蘇聯的和平號空間站和美國的國際空間站;軍用空間站如前蘇聯的禮炮2，禮炮3和禮炮5號空間站以及美國空軍曾經計劃研制的“載人軌道實驗室”。另外按發射方式劃分，還可分為整體式和模塊式兩種。早期的空間站都是整體式，如美國的“天空實驗室”和前蘇聯的禮炮號，它們都是在地上組裝好，并裝上各種生活用品和實驗儀器，然后整體發射上去，航天員則乘坐載人飛船上去訪問;后來由于技術的改進，采用模塊式建造，即先發射一個核心艙，然后將不同用途的艙室一個接一個發射上去，在軌道上組裝起來，形成一個整體，如前蘇聯的和平號空間站和現在的國際空間站。

　　3、迄今為止在太空一共發射或建造過多少空間站?

　　到目前為止美國和蘇聯/俄羅斯一共發射或建造過4種類型的空間站，共10艘，其中包括前蘇聯在1971-1986年間發射的7艘禮炮號空間站，它們是禮炮1號至7號，不過禮炮1號對接失敗，禮炮2號發射失敗，禮炮3號對接失敗，除了禮炮4號，其余的禮炮5、6、7號都曾發生過一次對接失敗。此外美國于1973 – 1974年間發射的“天空實驗室”;前蘇聯和俄羅斯于1986 – 1999年間建造的和平號空間站，以及至今還在軌道上運行的國際空間站。

　　4、誰最早提出建造空間站的設想?

　　有關空間站的設想最早是由俄國的康斯坦齊奧爾科夫斯基和德國的赫爾曼奧伯特分別提出來的。1895年，齊奧爾科夫斯基在一本科幻小說中首次提出建造空間站的設想，1903年他提出在空間站上要安裝人工重力設備，并提出建造太空溫室，以便人類能長期在空間站上生活和工作。1923年奧伯特首次使用“空間站”這個詞，并認為這是人類飛往月球和火星的起始站。1929年渃爾丹在一本名為《太空旅行問題》的書中提出建造大車輪形空間站的設想，這種空間站直徑為30米，在地球同步軌道上運行。1950年，馮布勞恩進一步發展了車輪形空間站的設想，車輪的直接擴大到76米，由可重復使用并帶有機翼的航天器為其運輸人員和物資。這種空間站可作為地球觀察站、太空科學實驗室和飛往月球和火星的“跳板”。1959年，美國宇航局計劃在月球旅行前建造一個空間站，同年美國眾議院太空委員會決定在水星計劃完成后即開始建造第一個空間站。1969年阿波羅11號的兩名航天員成功登月，宇航局立即決定要在1975年建造一個能承載100人的大型永久性空間站。不過宇航局的這些空間站計劃都是紙上談兵，而前蘇聯在與美國的登月競賽中失敗后，專心致志發展空間站，在上世紀70年代先后發射了7個禮炮號空間站，80年代又建造了大型空間站 – “和平”號。直到1997年國際空間站開始在太空組裝，美國發展空間站的夢想才變成現實。

　　5、一個大型空間站由哪些系統組成?

　　一個大型空間站至少由十大系統組成：(1)結構系統;(2)電力系統;(3)熱控系統;(4)姿態測定與控制系統;(5)軌道導航和推進系統;(6)自動化和機器人系統;(7)計算與通信系統;(8)環境控制與生命保障系統;(9)航天員居住系統;(10)人員和物資運輸系統。

　　6.我國是否也要發展空間站?

　　2010年10月27日，中國載人航天工程新聞發言人表示，我國載人空間站工程已正式啟動實施，2020年前后將建成規模較大、長期有人參與的國家級空間實驗室。我國載人空間站工程分為空間實驗室和空間站兩個階段實施。2016年前，研制并發射空間實驗室，突破和掌握航天員中期駐留等空間站關鍵技術，開展一定規模的空間應用;2020年前后，研制并發射核心艙和實驗艙，在軌組裝成載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術、近地空間長期載人飛行技術，并開展較大規模的空間應用。我國載人空間站工程建設，將充分繼承載人航天工程前期成果，繼續使用已有的神舟飛船、長征二號F運載火箭、發射場和著陸場。載人空間站建成后，將全面實現我國載人航天“三步走”發展戰略，進一步推動我國載人航天技術向更高水平發展，為推動國家科技進步和創新發展、提升綜合國力、提高民族威望做出重要貢獻。

　　7、我國空間實驗室的主要任務是什么?

　　空間實驗室系統的主要任務有：(1)進一步掌握飛行器空間交會對接技術;(2)突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運飛船補加等關鍵技術;(3)驗證天地往返運輸飛船的性能和功能;(4)進行一定規模的空間應用。中國空間技術研究院研制的“天宮”二號空間實驗室將主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗。“天宮”三號空間實驗室將主要完成驗證再生生保關鍵技術試驗、航天員中期在軌駐留、貨運飛船在軌試驗等，還將開展部分空間科學和航天醫學試驗。

　　目前我國正在研制的空間實驗室采用兩艙構型，分別為實驗艙和資源艙，實驗艙由密封的前錐段、柱段和后錐段組成，密封艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航天員生存條件，可用于航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的后錐段安裝再生生保等設備。實驗艙前端安裝一個對接機構，以及交會對接測量和通信設備，用于支持與飛船實現交會對接。資源艙為軌道機動提供動力，為飛行提供能源。

　　8、空間實驗室有什么關鍵技術?

　　空間實驗室階段關鍵要突破飛船空間交會對接技術。空間交會對接技術難度很大，在對接過程中，如果計算不準，就可能發生飛船相撞事故。因此，需要進行大量試驗才能掌握這一技術。

　　兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數的協調，在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上，通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。實現兩個航天器在太空交會對接的系統稱為交會對接系統。

　　交會對接系統通常包括跟蹤測量系統、姿態與軌道控制系統、對接機構系統等。兩個航天器在太空進行對接，其初始條件是兩者保持對接機構的同軸接近方式和確定的縱向速度，以及在其他線坐標和角坐標上的速度為零。但兩個航天器之間的實際相對運動參數總是有偏差的。一般情況下，兩個航天器之間的相對位置及其平動速度通常是靠主動航天器軌道控制系統和兩個航天器的姿態控制系統來維持的，前者適用于控制質心的平動運動，后者適用于控制繞質心的轉動運動。航天器的空間交會對接控制方法有兩種，一種是人工控制、另一種是自動控制。用人工控制來完成太空交會對接可以提高交會對接的成功率。自動控制交會對接可靠性高，不需考慮人員的安全和救生問題。在航天器的交會對接技術方面，未來的發展趨勢是人工控制和自動控制相結合，以提高交會對接的靈活性、可靠性和成功率。

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