遨游太空的国际空间站

　　两种“空中阁楼”

　　空间站犹如一座空中阁楼，是一种体积大、运行时间长、可供多名航天员巡访并长期居住和工作的大型航天器，能用于大规模开发太空资源。因其无法进行天地往返，所以需要通过宇宙飞船或航天飞机以及空间交会对接设备，将航天员和物资接送到空间站上。这也是在研制空间站之前，必须先掌握天地往返和空间交会对接技术的重要原因。

　　由于可以实现在轨补给，空间站工作寿命可达10年以上。空间站上的大型实验或空间装配任务可由几批航天员陆续完成，空间站内的航天员一般每隔90天轮换一次。

　　前苏联发射了“礼炮1号”后，对美国产生了极大的刺激，于是美国用阿波罗工程的剩余材料研制了一个名叫“天空实验室”的空间站，并于1973年5月14日发射升空，还创下了当时连续载人航天84天的世界记录。

　　此后，美国似乎有些“喜新厌旧”，将研制中心转移到了航天飞机的身上。而前苏联对空间站一直格外青睐，采取了积极稳妥的发展战略，先后独自发射了8座空间站，在空间站领域着实领先了一步。最终，美俄等16个国家又联合建造了国际空间站，并于2011年5月最终完工。

　　从总体结构上讲，这些空间站可分为以下两种。

　　第一种空间站是单舱式空间站。目前已发射的有前苏联的“礼炮1号”至“礼炮7号”和美国的“天空实验室”。

　　这种只有1个舱段的空间站只需运载火箭运送1次就能完成。其优点是所用硬件少、成本低、技术简单，不需要航天员出舱，因而早期的空间站都采用这种设计方法。但它也有致命的缺点，那就是容积小、太死板、工效低，影响了许多科学实验活动的进行，并且很难实现长期载人航天。

　　第二种空间站是多舱式空间站。目前已发射的有前苏联/俄罗斯的“和平号”和多国研制的国际空间站。这种空间站是由陆续发射的多个舱段在轨道上组装而成。其优点是航天员的生活和工作空间大、灵活性强、运行时间长；缺点是技术复杂，投资和风险大。

　　四代“宇宙堡垒”

　　空间站也被称之为“宇宙堡垒”。已发展的两种空间站还可细分为4代：前苏联“礼炮1号”至“礼炮5号”和美国“天空实验室”是第一代空间站，“礼炮6号”和“礼炮7号”为第二代，和平号空间站为第三代，国际空间站则为第四代。

　　第一代空间站也叫试验性空间站，其主要特征是空间站上只有1个对接口，因而只能接纳1艘客货两用飞船运送往返人员和少量物品。其科研仪器和主要物品均是发射前就装入了空间站内，无法及时补给，这就限制了载人航天的时间和空间站在轨运行的寿命。不过，第一代空间站解决了许多有关的重大科技问题。例如，证实了在太空也和地面一样，有必要把卧房、工作间等按各自的特点分别建造，以免相互束缚和影响；可用轮换航天员的办法，使空间站利用率大为提高。空间站虽然是短暂性的，但相比其他航天器，也有较大的进步。

　　第二代空间站也叫实用性空间站，“礼炮6号”和“礼炮7号”分别于1977年9月29日、1982年4月19日入轨。其主要特点是均有2个对接口，即可以同时接纳2艘飞船，从而把载人与运货分开，大大延长了空间站的寿命和航天员的在轨时间。

　　第三代空间站也叫长久性空间站。这一代的代表——和平号空间站采用积木式构型，于1986年2月20日开始了如同搭积木一样的建造过程。其最大特点是率先升空的核心舱不仅能用于航天员生活居住，控制整个空间站正常运行，还有6个对接口，先后对接了5个专用实验舱及联盟号载人飞船、进步号货运飞船，形成了庞大的空间复合体。“和平号”是世界第一个多舱式空间站，如同一座空间大厦或宇宙城堡，大大扩展了航天员的活动空间，具有功能强、寿命长、使用范围广等一系列优点，但也存在供电严重不足、效率不高、故障频繁等问题。

　　第四代空间站也叫永久性空间站，是由16个国家联合建造。它采用桁架挂舱式构型，以上百米的组装式桁架为基础结构，然后将多个舱段和设备安装在桁架上。国际空间站共有13个增压舱，其中6个用于科学实验，3个供航天员居住，1个为多功能货舱，3个为对接用的节点舱，容积约1000立方米，质量约400吨，是开发太空的理想平台。其优点是可以实现集中供电，灵活性强，工作效率高，且使用维修方便。但它的缺点是费用高、技术复杂。

　　据权威专家公开介绍，从我国实际情况考虑，我国空间站是多舱式空间站，将采用积木式构型，它包括1个核心舱、2个实验舱，总质量60吨。

　　

　　　　未来“太空城”

　　　　经过30多年的空间站研究和实践，人类已经认识到空间站的广泛用途，如科学实验、望天观地、通信导航、空间组装、技术试验、材料加工、太空维修、星际中转等。

　　人类现已完成了试验性、实用性、长久性空间站的发展阶段，国际空间站的建造，标志着永久性空间站的发展阶段业已形成，它使载人航天的意义更加明朗。

　　从目前来讲，空间大、运行时间长的空间站是最适合长期载人航天、开发太空资源的理想基地。它不仅能进行各种科研、试验、军事和生产活动，还可以作为服务中心，为其他航天器提供组装、维修等服务，也能作为宇宙旅馆或载人登火星的中转站。

　　换句话说，利用空间站能长期载人的优势，可进一步研究地球环境和宇宙空间，并开发太阳系；实现空间工业化生产，进行微重力科研及材料、生物制品等产品的空间加工和生产；充分发挥航天员在观察、判断、触觉及处理意外情况等方面高超的主观能动性，在空间站上组装和维修各类航天器；建立空间补给维修基地；以空间站为中转站，把航天员送到其他星球……

　　今后，人类还有望建造基于空间站的太空旅馆、太空工厂以及可以产生人造重力的太空城。(庞之浩)
       来源：中国航天报社