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国际空间站(International Space Station,ISS)是一项由六个太空机构联合推进的国际合作计划,也指运行于距离地面400公里的地球轨道上的该计划发射的航天器。 国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的,经过近十余年的探索和多次重新设计,直到苏联解体、俄罗斯加盟,国际空间站才于1993年完成设计,开始实施。 2014年3月9日日本宇航员若田光一正式就任国际空间站站长。若田光一是第39位站长,同时也是第一位日本籍站长。

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    1名称来历

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    国际空间站国际空间站
    “国际空间站”(英语:International Space Station, ISS;俄文:Международная Космическая станция, МКС)是不同命名之间妥协的产物。国际空间站最初提议的名字是“阿尔法空间站(Alpha)”,但是遭到俄罗斯的反对,俄方认为这样的命名暗示国际空间站是人类历史上第一个空间站,可是事实上苏联以及后来的俄罗斯先后成功地运行过8个空间站。

    俄罗斯提议将空间站命名为亚特兰大(英文:Atlanta),但是这个议案遭到美国的反对,美方认为亚特兰大的读音和拼写太接近传说中沉没的大陆“亚特兰蒂斯”,其中似乎隐含了不祥的征兆,而且亚特兰大这个名字也容易与美国的一架航天飞机“亚特兰蒂斯号”航天飞机相混淆。

    虽然国际空间站的命名没有采用最初提出的阿尔法空间站,但是空间站的无线电呼号却是阿尔法(Alpha),这个呼号是空间站第一批乘员登站时确定的,当时国际空间站的名字仍然未定,时任NASA主席的丹尼尔·戈登(Daniel S. Goldin)便给空间站取了一个临时呼号阿尔法,这个呼号最后沿用下来,成为空间站的正式电台呼号。

    2成员国家

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    该空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大日本巴西和欧空局(11个国家)共16个国家参与研制。

    中国参与国际空间站遭到美国的反对,国际空间站筹划建设时美国反对邀请中国参与,所以中国没有成为国际空间站的启动方。美国认为太空空间站技术有军事用途,所以制裁。

    但是,中国计划将于2020年左右建成自己的空间站。

    3建造历史

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    国际空间站国际空间站
    国际空间站计划的前身是美国国家航空航天局的自由空间站计划,这个计划是1980年代美国战略防御计划的一个组成部分。在1987年12月1日NASA宣布波音公司通用电气公司麦道飞机公司和洛迪恩推进动力公司获得了参与建造空间站的订单。老布什执政期间,星球大战计划被搁置,自由空间站也随之陷入停顿,1993年时任美国总统的比尔·克林顿正式结束了自由空间站计划。冷战结束后在美国副总统戈尔的推动下,自由空间站重获新生,NASA开始与俄罗斯联邦航天局接触,商谈合作建立空间站的构想。

    1998年11月国际空间站的第一个组件——俄制曙光号多功能货舱进入预定轨道,同年12月,由美国制造的团结号节点1号舱升空并与曙光号连接,2000年7月星辰号服务舱与空间站连接。2000年11月2日首批宇航员登上国际空间站。

    空间站的各个组件大多由NASA的航天飞机进行运输,由于各个组件大多在地面就已经完成建设任务,宇航员在太空只需要进行很少的操作便可以将组件连接上空间站主体。国际空间站的装配完成了一半,能够支持3名宇航员,到国际空间站完全完成之后,根据其设计共可以提供7名宇航员同时工作和生活。

    国际空间站的预算远远超过了NASA最初的预计,其建造时间表也比预定的要晚,主要原因就是2003年初发生的哥伦比亚号航天飞机失事事件之后,美国宇航局停飞了所有的航天飞机。在航天飞机停飞的两年半时间里,空间站的人员和物资运输完全依赖俄罗斯的联盟号飞船,空间站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了。按照预定计划,空间站的建设将在航天飞机重返太空之后在2006年恢复,但是在2005年7月发现号航天飞机的STS-114飞行任务完成后,由于航天飞机隔热材料在升空过程中脱落,NASA再次停飞所有航天飞机,这使得国际空间站的建设时间表再次拖延。

    2006年11月15日,国际空间站上的活动首次在地球上进行了高清晰度电视直播,并在纽约的时代广场大屏幕电视上播放。这是人类首次观看到来自太空的高清晰度电视直播画面。直播节目的主角是国际空间站第14长期考察组指令长迈克尔·洛佩斯·阿莱格里亚,摄像师是站内的随航工程师托马斯·赖特尔。这套直播系统名为太空视频网关,直播的清晰度可以达到普通模拟视频的6倍。

    2007年1月31日,国际空间站第14长期考察组中的两名美国宇航员洛佩斯·阿莱格里亚和苏尼特·威廉斯成功进行超过7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的一个冷却回路从临时系统接入永久系统,完成了一些电路接线工作,使对接的航天飞机能接入并使用站上新太阳能电池板提供的电力,将一个遮光反射罩和隔热罩丢弃掉,然后将一组旧太阳能电池板上的散热器回收。

    2月4日美国东部时间上午8时38分,这两名宇航员再度出舱,进行约7个小时的太空行走。他们将命运号实验舱的另一个冷却回路从临时系统接入永久系统,对一个废弃的氨水冷却设备进行清理。

    同年2月8日,这两名宇航员完成了6小时40分钟的第三次太空行走,将空间站外的两个大型遮蔽罩移除丢弃,并安装货物运输机的几个附属装置。同年2月22日,国际空间站飞行工程师、俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林和洛佩斯·阿莱格里亚进行一次6个多小时的计划外太空行走,修复了对接在空间站上的进步M-58飞船的一处未能收拢的天线。

    2007年10月30日,美国“发现号”航天飞机号太空人日前为国际空间站重新装配太阳能天线电池板时,电池板出现破裂,美国国家航空航天局(NASA)科学家检视电池板破损处,了解造成原因。

    2011年美国航天飞机全部退役又重启太空船对接计划。

    2011年12月最后一个组件发射上天,完成组装工作。

    4建造阶段

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    国际空间站计划分三阶段进行:

    第一阶段

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    1994年至1998年为第一阶段——准备阶段。已顺利完成第一阶段的任务。(主要进行了9次美国航天飞机与俄罗斯和平号空间站的交会对接,取得了宝贵的经验)

    从1994年至1998年,美、俄两国完成航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站的9次对接飞行。美国宇航员累计在“和平”号空间站上工作2年,取得了航天飞机与空间站交会对接以及在空间站上长期进行生命科学、微重力科学实验和对地观测的经验,可降低国际空间站装配和运行中的技术风险。

    1998年11月20日,国际空间站的第一个组件——曙光号功能货舱(美国出资,俄罗斯制造)发射成功,标志着国际空间站正式进入第二阶段——初期装配阶段。

    第二阶段

    此后,国际空间站的第2个组件——美国团结号节点舱于1998年12月4日由奋进号航天飞机送入轨道,并于12月7日与曙光号成功对接。第2阶段的主要目标是建成1个具有载3人能力的初期空间站。

    从1998年至2001年,国际空间站达到有3人在轨工作的能力。1998年11月20日,俄罗斯从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场用“质子”号火箭将国际空间站的第一个部件“曙光”号多功能货舱(FGB)发射入轨,从而拉开了国际空间站在轨装配的序幕。同年12月4日,美国“奋进”号航天飞机将国际空间站的第二个部件“团结”号节点舱送入轨道,并于12月6日成功地与“曙光”号对接;2000年7月12日,国际空间站的核心组件、俄罗斯建造的“星辰”号服务舱发射入轨,同年11月2日,首批3名宇航员进驻空间站,国际空间站开始长期载人,11月30日,美国“奋进”号航天飞机为国际空间站送去两块翼展达72米、最大发电量为65千瓦的大型太阳能电池帆板;2001年2月7日,美国的“命运”号实验舱由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道,4月23日,加拿大制造的遥操作机械臂与国际空间站顺利对接,7月12日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把供宇航员出舱活动的“气闸舱”送入轨道。至此,美国和俄罗斯等国经过航天飞机、“质子”号火箭等运输工具15次的飞行,完成了国际空间站第二阶段的装配工作。

    第三阶段

    第三阶段(2000年~2011年)为最终装配和应用阶段。国际空间站建成后,可载6人,工作寿命为15~20年。从2001年至2006年,国际空间站完成装配,达到6~7人长期在轨工作的能力。此阶段先组装美国的桁架结构和俄罗斯的对接舱段,接着发射日本实验舱和欧空局的哥伦布轨道设施等。

    装配完成后的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于两个足球场大小,总质量达400余吨,将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫,运行在倾角为51.6°、高度为397公里的轨道上,可供6~7名航天员在轨工作,之后国际空间站将开始一个为期10~15年的永久载人的运行期。

    按照计划,建造整个国际空间站共需要超过50次太空飞行和组装,整个建造工作完成后,国际空间站将会有1200立方米的内部空间,总重量419000公斤,总输出功率达到110千瓦,衍架长度108.4米,舱体长度74米,额定乘员6人。

    5组装计划

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    国际空间站在组装阶段,其主要设施由俄罗斯的质子号火箭、欧空局阿里安5号火箭以及美国的航天飞机发射运送。组装完成后的运输工作由美国的航天飞机、猎户座号飞船以及俄罗斯的联盟-TM飞船及进步号货运飞船完成。美国还计划研制一种有升力的救生飞船参与工作。

    到2000年7月为止,国际空间站已有3个舱送入太空,即俄罗斯提供的功能货舱、服务舱和美国提供的节点1号舱。按计划,此后还将陆续发射加拿大制造的遥控机械臂、美国的中央桁架和节点2号舱、日本的实验舱和站外暴露平台、欧空局的实验舱和美国的居住舱等。预计在2011年年底将完成全站的组装任务。

    6返回地球

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    2014年3月10日据“俄罗斯之声”网站报道,在国际空间站工作满半年的俄罗斯宇航员奥列格·科托夫和谢尔盖·梁赞斯基及美国宇航员迈克·霍普金斯准备返回地球。格林威治时间3月11日0点1分(北京时间11日8点1分),将下令让“联盟TMA-10M”号飞船与空间站脱离,1分半钟后飞船脱离空间站。

    与国际空间站俄罗斯舱脱离后,在下一批考察组飞抵之前,俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林、美国宇航员马斯特拉基奥和日本宇航员若田光一将继续在空间站执行任务。

    7最酷试验

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    太空鼠太空鼠

    1、太空鼠:

    人类想要探索深太空或者移民其它星球,我们必须找到方法应对长期暴露在强宇宙辐射带来的影响,长期辐射会导致癌症
    和基因突变。实验鼠成为科学家研究辐射的重要工具,科学家将冰冻的老鼠胚胎送入太空,然后将其植入到地球上的代孕老鼠体内。科学家将通过这些老鼠研究寿命、癌症发展以及基因突变等课题。

    2、无头扁形虫:

    在地球上,扁形虫能够再生细胞取代老化和受损的细胞。

    2014年9月,科学家将切掉头部或者尾部的扁形虫送入到国际空间站,以此研究这种再生能力背后的细胞信号传导是否在太空中与在地球上有着相同的工作方式。这项研究将帮助我们了解重力对组织再生、受损器官和神经恢复有何影响。

    3、西葫芦:

    2012年宇航员Don Pettit写微博描述了在国际空间站上通过一颗种子成长起来的一株绿皮西葫芦,这是在太空种植绿色植物的诸多试验之一。这项研究的最终目的是通过植物为长期的太空任务提供氧气和新鲜食物。重力对于普通植物的生长和发育非常重要,但是植物也受到辐射、光线变化和其它太空因素的影响。

    4、灭火:

    由于燃料蒸发、热量损失以及化学动力学之间的复杂相互作用,火在太空中表现的完全不同。

    有效的在太空中扑灭火焰需要了解它们之间的相互作用。科学家本月月初在微重力环境下测试了各种灭火剂,他们发现太空中的火燃烧温度更低、速度更慢而且需要氧气较少。

    5、空间站机器人:

    国际空间站上的这个双臂人形机器人能够操控硬件,并且在高风险环境下工作,让宇航员休息一下。机器人宇航员是通过远程遥控操控的,地面操控员能够通过摄像头和遥测技术进行遥控。

    6、夜光:

    宇航员在太空拍摄的照片从20世纪60年早期就开始被公众所熟悉。

    夜光夜光

    宇航员从太空站拍摄了数百万张照片,其中近30%拍摄于夜晚,而且这些照片都是最高分辨率的夜晚照片。现在科学家们正在寻找人们帮助对这些照片进行分类编目。

    7、船长日志:

    著名的探险家通过日志让我们了解了如何在极端的任务中存活下来。

    现在,数月时间呆在地球轨道狭窄的船舱内就是我们面临的极端任务之一。在这项研究中,科学家要求登上太空站的十位宇航员保留写日志的习惯。

    8、体育运动:

    美国宇航局研发出了先进的阻力运动装置,能通过真空气缸提供阻力,让宇航员能够进行在太空进行负载运动。

    这种阻力运动能够帮助宇航员减少长期太空飞行带来的骨质疏松和肌肉萎缩的症状。

    9、太空中的鱿鱼:

    夏威夷短尾鱿鱼和它共栖的发光菌进入到国际空间站。

    这项实验的目的是为了观察微重力对于依赖细菌存活的动物发育以及对于人类健康的影响。研究人员试验发现,细菌能够在微重力环境下在鱿鱼组织内繁殖。

    10、液体流动:

    液体在太空中的流动与地球上不同,但是我们对于这种流动的物理现象并不完全了解。

    佛罗里达理工学院、麻省理工学院以及美国宇航局肯尼迪航天中心的研究人员借助独立自主的卫星进行了试验。这项实验的目的是为了改善火箭液体燃料箱的计算机模型,让火箭变得更安全。

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    • 浏览次数: 12418 次
    • 更新时间:2014-11-24
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