天空实验室，美国第一个环绕地球的航天站。用“土星5号”运载火箭发射。轨道高度约435公里，运行周期93分钟，倾角50度。由轨道工作舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”飞船5部分组成，全长36米，最大直径6.7米，重约80吨。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日进入大气层烧毁。
“天空实验室”的建造和使用
初期航天竞争中失利以后，美国人不仅搞抢先载人登月的“阿波罗”计划，“把苏联人摔倒在月球上”，而且要一鼓作气，逐渐甩掉一次性使用的火箭和一次性使用的载人飞船，而建设永久性航天站和为它配套的天地往返运输系统——航天飞机，要远远地将苏联人抛在后面，为此拟订了“天空实验室计划”。
1973年5月15日用两级的“土星5”号火箭发射了试验性航天站的主体，由轨道工场、多用途对接舱、气闸舱、仪器舱和“阿波罗”望远镜等组成。
或者是好事多磨，或者是欲速则不达，轨道工场在发射过程中，它的铝制流星防护层被撕裂。三块太阳能电池帆板中，一块脱落，一块被撕裂的铝条缠住没有展开。这使供电量减少一半，电力严重不足。同时，因太阳能电池帆板除供电外，还起遮阳的作用，由于上述情况，“土星工场”处在太阳暴晒之中，场内温度平均达41℃。
这时，还谈不上有航天飞机前去与“土星工场”对接，代用的是登月剩下的“阿波罗”飞船。在这里，登月舱是派不上用场的，于是便用“阿波罗”计划中研制的“土星1B”火箭，于1973年5月25日发射“阿波罗”飞船的指挥舱和服务舱，将C.康拉德、J.克尔温和P.韦茨三名航天员送上“土星工场”进行抢修。他们首先树起一把遮阳伞，接着展开那块被缠住的太阳能电池帆板，然后进行天地观测，拍摄太阳照片30000多张、地球照片近9000张，记录资料磁带14000米，在太空生活28天。
这年7月28日，第二批3名航天员进入“土星工场”，他们更换了遮阳伞，拍摄太阳照片77000多张、地球照片14000多张，记录资料磁带42000米，在太空生活59天。
这年11月16日，第三批3名航天员进入“土星工场”，他们的重点任务是对地面进行战略侦察，拍摄地面照片20000张，记录资料磁带45000米，也对太阳和康浩特彗星进行了观测，拍摄照片75000张，在太空生活84天。
由“土星工场”和“阿波罗”飞船指挥舱、服务舱组成的“天空实验室”，全长36米，重约91吨，工作容积327立方米。
由于“阿波罗”飞船所剩无几，此后“土星工场”在无人状态下飞行，而原计划与它配套的航天飞机，在它于1979年7月11日坠毁时仍无法问世。 
“天空实验室”的结构
（1）轨道工场：空间站的最大部分，这是一个“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，它遮挡阳光使舱内保护合适的温度，并可防止流星碰撞；
（2）气闸舱：宇航员进行舱外活动的进出口；
（3）对接接合器：提供与指令服务舱对接的接口；
（4）太阳观测台：可载人的天文观测台；
前4部分合称“天空实验室1号”。
（5）指令服务舱，即阿波罗飞船的指令服务舱，又称为“天空实验室2号”。
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。
天空试验室取得了哪些成果？
美国天空实验室空间站在轨道上运行期间，共接待了三批共9位宇航员。除成功完成了空间站的修理工作外，宇航员们在空间站里进行了许多生物实验，研究了植物在太空中生长与在地球上生长是否不同的问题，研究了细菌在太空的生长情况。
在天文学领域，一是第一次观测到一个新彗星──科豪特克彗星，并拍摄了33张色彩丰富、非常清晰的彗星照片，对于研究彗星组成有重要价值。另一项重要成果是拍摄到一次太阳耀斑爆发的全过程。此外，拍摄的有关太阳Ｘ射线、紫外线、可见光谱段的照片多达75000张。
宇航员在天空实验室进行的技术实验还有：利用电炉和电子束枪进行了空间焊接实验，后来证明焊接质量优于地面；进行了晶体生长实验、半导体掺杂实验，生长出的晶体长达2厘米，比预期的长6倍；制造了全新的金锗化合物，这是一种低温下的超导材料。这些工作为太空生产积累了经验。
9名宇航员在轨道上生活和工作了171天13小时14分钟，绕地球2476圈，旅程达1.128亿千米。他们共进行了42小时舱外活动，记录了182842个太阳观测数据，获得了40286张地球照片。宇航员完成了16次医学实验，初步进行了材料加工实验。天空实验室为以后的载人航天空间科学试验积累了经验。同时，也证明了人在空间的重要作用，特别是人具有完成空间操作和航天器维修的能力。
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