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「天空實驗室」空間站

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與前蘇聯採用成熟技術、循序漸進的發展方針不同的是,美國在空間站的發展上則更多地注重技術上的先進性,而缺乏連續性和繼承性,因而,美國只發射了一個空間站-「天空實驗室」,在該領域遠遠落後於前蘇聯。

1簡介

「天空實驗室」空間站。1966年為了鑒定人在失重條件下的生理反應和工作能力;考察航天員人工操作、維修安裝設備和進行各種試驗操作的能力以及活動的靈活性;進行空間對地和對太陽進行觀測活動;進行宇宙天體的研究,觀測地球環境;研究銀河系的天體;進行空間材料加工及晶體生長試驗等,美國利用「阿波羅」計劃剩餘材料,啟動了「天空實驗室」計劃。1973年,在發射「阿波羅」登月飛船的「土星」5號火箭的舉托下,美國把不載人的試驗型空間站「天空實驗室」送入軌道,軌道高度為435千米。

2構造

「天空實驗室」由軌道艙、氣閘艙、多用途對接艙、太陽望遠鏡和「阿波羅」飛船5部分組成。長36米,直徑6·7米,最大寬度27米,總重量為90噸。
軌道艙是「天空實驗室」的主體,由「土星」5火箭的第三級箭體改裝而成,直徑6·7米,長14·66米,艙內充有氧氣和氮氣混合氣體。溫度為25攝氏度左右。軌道艙內分上下兩層,上層為工作區,下層為生活區,艙外兩側安裝了太陽能電池翼。
氣閘艙長5·36米,供航天員在軌道上出艙用,同時,也是實驗室的環境、電源和通信控制中心。
多用途對接艙直徑3·04米,長5·27米,有兩個供「阿波羅」飛船對接用的艙口,一個沿著縱軸方向安裝,另一個安裝在側面,可以同時停靠兩艘飛船,航天員通過對接艙進入軌道艙,對接艙還可以作為試驗設備和膠捲盒等物品的儲藏室。
「天空實驗室」空間站沒有考慮後續補給的問題,航天員的生活必需品和試驗品均在第一次發射的時候帶足。「天空實驗室」共接待了3批9名航天員,在太空工作時間最長為84天。
「天空實驗室」空間站運行期間,取得了一批科學成果,為以後的載人航天空間科學試驗,積累了經驗。同時,也證明了人在空間的重要作用,特別是人具有完成空間操作和航天器維修的能力。
它的樣子大致是個圓柱體,長36米,最粗的地方直徑接近7米,重達80噸。它有6塊發電用的太陽電池翼板,其中較小的4塊是狹長條形的,交叉成為十字形,好像是風車的旋轉翼。
「天空實驗室」在離地面430千米的軌道上運行。它裡面有實驗室、生活區、食堂、廁所,還有專供航天員鍛煉身體的「健身房」,三、四個人在這裡生活是很適宜的。「天空實驗室」的前端有好幾個對接裝置,可以同時和幾艘飛船對接。
「天空實驗室」有左右兩塊較大的太陽電池翼板。其中,一塊電池翼板在上升過程中被氣流沖刷掉了,另一塊太陽電池翼板在「實驗室」入軌以後又出了故障伸展不開。使得「實驗室」電力幾乎完全喪失。這個耗資20多億美元的太空實驗計劃,面臨著夭折的危險。怎麼辦?美國航宇局決定,派出航天員到太空去進行搶修。
於是,在「天空實驗室」進入軌道10天之後,3名航天員乘坐「阿波羅」飛船來到出了故障的「天空實驗室」身邊。阿波羅飛船同「天空實驗室」在太空中進行了對接。航天員通過對接艙口,爬進了充滿危險的「實驗室」,勇敢地展開了搶修活動。他們首先修理被損壞的太陽電池翼板,幾經周折,終於將剩下的這塊太陽電池翼板修復好,正常打開,電力勉強夠用了。
以後,3名航天員進行了一系列科學實驗,他們在空間生活了28天以後,乘阿波羅飛船,安全返回地球。
為了研究人在長期失重環境中生活,健康會不會受到影響,科學家們對三批航天員分別按一個月、二個月和三個月的時間,逐步延長在太空生活的期限,來觀察和研究人體生理的變化。
一個月後,第二批3名航天員進入「天空實驗室」,生活了59天;第三批3名航天員則在空間站里生活了84天。
在此期間,三批航天員共進行了28項科學試驗,拍攝了4萬多張地球照片和128萬多張太陽照片,錄製了3萬多米的錄像磁帶。
航天員們還在空間站里進行了三項饒有興趣的太空飛行實驗:第一項是背一個背包式腿力器在實驗室內四處飛行;第二項是在實驗室外面,試驗用新的噴氣槍噴氣產生反作用力來幫助飛行;第三項試驗最令人感興趣:讓航天員穿上一種噴氣鞋,以幫助航天員向前、向後,向上和向下飛行,就像中國古典小說中描寫的那個腳踩風火輪的哪吒一樣。
自1974年2月第三批航天員返回地球之後,「天空實驗室」就被關閉起來了。它實際上成了一顆重達80噸的特大型人造衛星,獨自在太空中繞著地球運行。按照原來的計劃,「天空實驗室」至少有10年的軌道壽命,可以運行到1983年。到那個時候,美國太空梭將研製成功,發射上天,對將要墜落的「天空實驗室」進行搶救,由太空梭幫它加速,提高它的運行軌道。
不幸的是,由於70年代末期,太陽黑子活動加強,大氣層的氣體分子密度增加,「天空實驗室」在運行中所受到的阻力增大,結果它的運行軌道高度的降低比預計的要快得多。而太空梭又由於技術上有困難,尚未研製出來,不能上天執行營救任務。於是,這個龐然大物在地球引力的作用下,終於在運行了2200多天,行程14億千米之後,於1979年7月12日凌晨隕落。它在通過大氣層時被燒毀了。據目擊者說,無數殘骸碎片像發光的雨點,傾瀉在南印度洋海面和澳大利亞西部的沙漠地區。燃燒的碎片像無數顆流星劃破長空,色彩繽紛,景象壯麗。
「天空實驗室」是利用「阿波羅」載人登月飛行剩餘的火箭第三級殼體改裝而成,是「一鎚子買賣」,沒有第二座,所以「天空實驗室」隕落以後,就沒有後續的空間站了。
自從「阿波羅」登月計劃結束后,美國專心致志,全力以赴忙於研製太空梭。從70年代初到80年代中的十幾年間,根本顧不上發展空間站,甚至連載人航天飛行也幾乎全部停頓。直到太空梭發射成功並投入使用以後,1984年1月,美國總統里根才宣布:要花10年的時間發展一種永久性的空間站。

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