苏联的第一次对接也不顺利,宇宙186号和宇宙188号无人飞船在1967年9月30日实现了人类历史上第一次太空自动对接,但对接机构的驱动机构没有拉紧到底,使得两艘飞船的电连接器没有接上。1969年1月,苏联的联盟4号和联盟5号飞船实现其第一次有人对接。但这一阶段对接机构并没有供人员转移的内部通道,两名航天员通过舱外活动从一艘飞船转移到另一艘飞船。
1971年4月19日,人类历史上第一个空间站——苏联的礼炮一号发射入轨,4天后,联盟10号飞船入轨并尝试与之对接,遗憾的是,由于飞船在对接最后阶段出现强烈振动,损坏了对接机构。导致人类历史上第一次从飞船进入空间站的尝试付诸东流。同年6月6日,联盟11号飞船发射入轨,之后成功地与礼炮一号空间站对接,进入空间站开展了一系列科学试验。
此后,苏联还发射了礼炮二号到礼炮五号空间站。除礼炮二号因故障失败外,在礼炮三号、四号和五号空间站上开展了大量的科学试验。这些早期的礼炮空间站属于第一代空间站,其特点是:重量20吨左右,只有一个对接口,因此每次只能与载人飞船对接,无法进行货物补给,人员在太空驻留的时间有限。
美国的第一个空间站——天空实验室是用土星五号火箭的第三级改装而成的。在利用两级的土星五号火箭发射过程中,出现了严重的故障,一块太阳能帆板被破损的微流星防护屏撞坏。后来经过阿波罗飞船的在轨抢修才得以正常工作。虽然天空实验室重达80吨,其内部容积到了后来的“和平号”空间站建设后期才被超越,但只能算是第一代空间站。由于只有一个对接口,无法进行货运补给,不能支持长期载人飞行任务。属于美国利用阿波罗计划剩余资源的一次科学尝试。
1977年9月29日,苏联的礼炮六号空间站发射入轨,它与礼炮七号属于人类历史上的第二代空间站。拥有两个对接口,可在与载人飞船对接的同时,与进步号货运飞船对接。由于航天员每人每天都需要数公斤的氧气、水、食物和其它消耗品,因此货运飞船的出现使得长期在轨飞行成为可能。礼炮六号和七号空间站也不断打破航天员飞行时间纪录,其间,礼炮七号还与宇宙1686号形成组合体,完成了一系列的科学试验。
人类历史上的第三代空间站——苏联与俄罗斯的和平号空间站,其核心舱于1986年2月19日发射入轨,它采用了模块化的设计思想,除核心舱外的5个科学试验舱从1987年到1996年依次发射入轨,最终与核心舱组成了一个重达100多吨的轨道复合体。和平号空间站被誉为“人造天宫”,不但创造了连续在轨437天的长期载人飞行纪录,而且完成了无数次的科学试验,成为人类空间活动历史中的一座丰碑。2001年3月23日,完成历史使命的和平号空间站坠落在南太平洋。
第四代空间站,拥有几十个舱段和大型构件,重量超过400吨,桁架宽度达108.5米,建造过程中共进行了超过50次发射才组装完成,是国际合作的成果
20世纪90年代以来,随着冷战的结束,投入巨大的载人航天越来越以国际合作为主要发展趋势。
拥有丰富的长期载人航天经验和空间站建设、运营经验的俄罗斯,与科技实力强大的美国携起手来,推出了“和平号航天飞机”计划,由美国的航天飞机11次造访和平号,为后续合作奠定了坚实的基础。此后,两国又联合欧洲、日本、加拿大等诸多国家,联合建设了人类历史上第四代空间站——国际空间站。成为人类历史上最大的科学技术国际合作项目。
国际空间站是人类历史上的第四代空间站,采用桁架挂舱结构,拥有几十个加压舱段和大型构件,其重量超过400吨,桁架宽度达108.5米,建造过程中共进行了超过50次发射才组装完成。国际空间站具有良好的可扩展性,将来仍可根据需要发射试验舱段与之对接。它可以完成种类繁多、范围广泛的科学试验和工程技术试验,其中,有中国做出重要贡献的“阿尔法磁谱仪”,是国际空间站上最大的科学仪器,有望在暗物质和反物质探测中,获得重要的研究成果,为人类对宇宙的探索做出贡献。
可以说,国际空间站无愧为人类科技探索的“巅峰之作”。
我国未来的空间站,将由一个核心舱和两个试验舱组成,规模适中,但技术先进
我国作为发展中国家,在载人航天领域稳步前进,已经取得了辉煌的成就。在神舟九号飞行任务中,将在去年天宫一号与神舟八号交会对接成功的基础上,进一步掌握有人的自动和手动交会对接技术,在未来空间站建设征途上迈进一大步。我们采用的对接机构、交会对接雷达微波雷达,以及太阳能电池等技术,达到了世界先进水平。后续的天宫二号和货运飞船等飞行任务,将进一步完善相关的技术体系。我们未来的空间站,将是一个采用模块化设计、由一个核心舱和两个试验舱组成、超过60吨的大型轨道复合体。它的规模适中,符合国情,采用了很多比和平号乃至国际空间站更为先进的技术,将能够更高效地开展科学试验研究和国际空间技术合作。
可以预见,除了在近地轨道的国际空间站和我国未来的空间站外,在不久的将来,随着人类进入太空能力的增强和技术的发展,必然会出现可长期驻留月球的有人科学考察站。在更远的将来,人类实现载人登陆火星后,也有望在火星或太阳系中更远的天体建立科学考察站,将人类的活动范围从近地空间拓展到整个太阳系范围,使整个太阳系真正变成人类的家园。
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