[科普中國]-俄羅斯“和平號(hào)”空間站

簡(jiǎn)介

空間站是在地球軌道上運(yùn)行的，適于人類長期工作、生活的大型航天器。俄羅斯“和平”號(hào)空間站是歷史上的第9座空間站，也是迄今為止體積最大、應(yīng)用技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)施最完善、太空飛行時(shí)間最長的空間站。

背景介紹1986年2月20日，蘇聯(lián)用質(zhì)子號(hào)火箭把和平號(hào)空間站的核心艙送上地球軌道，意味粉蘇聯(lián)已先粉一鞭，憊欲搶占太空制高點(diǎn)。核心艙重21噸，長13.13米，最大直徑4.2米，增壓容積90立方米。由過渡艙、工作艙和服務(wù)推進(jìn)艙組成，共有6個(gè)對(duì)接口。兩塊太陽能電池帆板總面積76平方米，最大輸出功率為9千瓦。此后，基礎(chǔ)構(gòu)件先后與5個(gè)太空艙成功對(duì)接。1987年3月31日發(fā)射了由蘇聯(lián)、歐洲航夭局，荷蘭、東德和西德聯(lián)合研制的量子號(hào)天文物理艙，4月23日與核心艙對(duì)接，首次建成了由核心艙、量子號(hào)天文物理艙、聯(lián)盟TM載人飛船和進(jìn)步號(hào)貨艙對(duì)接而成的空間復(fù)合體。量子號(hào)天文物理艙由實(shí)臉艙、儀器艙和推進(jìn)艙組成，總重20.6噸(在軌11.05噸)，長5.8米，最大直徑4.2米，增壓容積40立方米。建成后的“和平”號(hào)體積約400立方米，重約137噸，其中科研儀器重11.5噸1。

結(jié)構(gòu)構(gòu)成“和平”號(hào)空間站采用積木式構(gòu)造，由多艙段空間交會(huì)對(duì)接后組成。其核心艙有6個(gè)對(duì)接口，用來與實(shí)驗(yàn)艙和“聯(lián)盟”號(hào)飛船及“進(jìn)步”號(hào)貨艙對(duì)接。它是一個(gè)艙段式結(jié)構(gòu)，總長13.13米，最大直徑4.2米，總重20.4噸，由4個(gè)基本部分組成：球形增壓轉(zhuǎn)移艙，直徑2.2米，上面裝5個(gè)直均為0.8米的對(duì)接窗口，徑向1個(gè)，側(cè)部對(duì)稱安裝；增壓工作艙，這是空間站的主體總米，長為7.67米，兩個(gè)柱形段的直徑分別為2.9和4.2米；不增壓服務(wù)動(dòng)力艙，位于空間站尾部，長2.26米，直徑4.2米，除裝有主動(dòng)機(jī)(推力2乘2940牛)和推進(jìn)劑外，還裝有對(duì)接天線、探照燈、無線電通信天線等；增壓轉(zhuǎn)移對(duì)接器，它長1.67米，直徑2米，位于服務(wù)動(dòng)力艙中央，提供第6個(gè)對(duì)接通道。

科研成果15年來，“和平”號(hào)先后接待了包括阿富汗、奧地利、保加利亞、法國、德國、日本、敘利亞、英國和美國等十幾個(gè)國家24個(gè)乘務(wù)組的62位科學(xué)家，取得了一大批空間科研成果。特別是俄羅斯宇航員瓦列里·波利雅科夫博士從1994年1月8日至1995年3月在“和平”號(hào)上從事研究，一舉創(chuàng)造了在宇宙空間連續(xù)停留14個(gè)月的世界航天紀(jì)錄1。

“和平號(hào)”空間站大事記

1996年2月20日，俄羅斯和平號(hào)空間站升空10周年。10年來，空間站繞地球飛行57157圈，行程近25億公里，先后接待了各種飛船78艘。進(jìn)入空間站的有59人次，其中，航天員波利亞科夫累計(jì)在太空飛行679天，最長的一次是438天。

2月21日，俄羅斯聯(lián)盟TM23號(hào)飛船載著奧努夫連科和烏薩切夫飛往和平號(hào)，以接替在那里的吉真科、阿夫杰耶夫和賴特。5名航天員在站上工作一周后，原在站上的3名航天員于2月9日乘聯(lián)盟TM22號(hào)飛船返回地面。

3月22日，美國阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)載6人升空，6人中有2名是女性，其中一名為53歲的香農(nóng)·露西德。23日實(shí)現(xiàn)了與和平號(hào)的第三次對(duì)接。對(duì)接后，露西德前往和平號(hào)，成為美國第一位進(jìn)駐俄羅斯和平號(hào)空間站的女航天員。另外，航天飛機(jī)將1噸重的水、科學(xué)設(shè)備運(yùn)進(jìn)和平號(hào)，美國、俄羅斯航天員還交換了紀(jì)念品。3月29日，航天飛機(jī)與和平號(hào)脫離，31日返回地面。這是美國航天飛機(jī)的第76次飛行。

4月23日，俄羅斯用質(zhì)子號(hào)火箭將和平號(hào)空間站最后一個(gè)艙段-自然艙發(fā)射入軌。26日與和平號(hào)對(duì)接成功，從而完成了和平號(hào)的全部建造工作，該艙主要任務(wù)是對(duì)地觀測(cè)。至此，和平號(hào)上已對(duì)接了量子1號(hào)、量子2號(hào)、晶體號(hào)、光譜號(hào)、自然號(hào)等艙段，另有聯(lián)盟TM23號(hào)飛船與之對(duì)接，總重量為120多噸，可用空間近400立方米。

8月17日，俄羅斯首次用聯(lián)盟Y火箭發(fā)射聯(lián)盟TM24號(hào)載人飛船成功。19日飛船與和平號(hào)對(duì)接，俄羅斯航天員科爾尊、卡列里及法國女航天員安德烈-德埃進(jìn)入和平號(hào)，與奧努夫連科、烏薩切夫和露西德會(huì)合。9月2日，奧、烏和安乘聯(lián)盟TM23號(hào)返回。

9月16日，美國阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)載6人上天。18日實(shí)現(xiàn)了與和平號(hào)第四次對(duì)接，把美國的布萊赫送往和平號(hào)，同時(shí)，把女航天員露西德接回。23日航天飛機(jī)同和平號(hào)脫離對(duì)接。26日，航天飛機(jī)返回地面。露西德在太空生活了188天，打破了俄羅斯康達(dá)科娃創(chuàng)造的女性在太空飛行的最高記錄。這是美國航天飛機(jī)的第79次飛行。

1997年1月12日，美國阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)載6人升空。其中一人為布來赫的替換者利寧格爾。15日航天飛機(jī)與和平號(hào)實(shí)現(xiàn)第五次對(duì)接，19日航天飛機(jī)脫離和平號(hào)返回，同時(shí)接回在太空飛行了128天的布萊赫。22日航天飛機(jī)返回。這是美國航天飛機(jī)第81次飛行。

2月10日，俄羅斯聯(lián)盟TM25號(hào)飛船載兩名俄羅斯航天員齊布列耶夫和拉佐特金及一名美國航天員利寧格爾升空。12日因自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)出現(xiàn)故障，航天員采用手動(dòng)方式與和平號(hào)對(duì)接。

2月23日，和平號(hào)上的兩臺(tái)基本電解生氧裝置連續(xù)出現(xiàn)故障，站上的3名航天員改為使用高氯酸鋰裝置來生產(chǎn)氧。航天員拉佐特金在量子1號(hào)艙內(nèi)制氧時(shí)，制氧設(shè)備突然破裂，引起火災(zāi)，明火燃燒了90秒，煙霧彌漫到整個(gè)空間站，航天員們都帶上了防毒面具，濃煙持續(xù)了5-7分鐘。幸好站上的空氣過濾系統(tǒng)性能良好，沒有給航天員造成更大危害。

4月6日，俄羅斯進(jìn)步M34號(hào)貨船升空。8日與和平號(hào)對(duì)接，為和平號(hào)送去了3個(gè)滅火器、電解生氧備件、燃料和生活用品。6月25日，進(jìn)行了進(jìn)步M34號(hào)例行的重新對(duì)接試驗(yàn)，俄航天員齊布利耶夫用遙控方式引導(dǎo)飛船與和平號(hào)對(duì)接時(shí)，飛船與和平號(hào)光譜艙發(fā)生了碰撞事故，把艙體靠近散熱器處撞了一個(gè)300平方毫米的孔，并使兩塊太陽能帆板偏轉(zhuǎn)了角度，造成空間站電力減少一半。

4月29日，俄羅斯的齊布利耶夫和美國的利寧格爾進(jìn)行了首次俄、美航天員聯(lián)合太空行走，兩人在和平號(hào)艙外工作了4小時(shí)57分，進(jìn)行空間站組裝與操作演練。

5月15日，美國阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)載7人升空。16日與和平號(hào)實(shí)現(xiàn)第六次對(duì)接，把美國航天員福爾勒送上和平號(hào)替換利寧格爾，并為和平號(hào)帶去了1.8噸補(bǔ)給，包括一臺(tái)氧氣發(fā)生器和修理工具。21日與和平號(hào)分離，24日利寧格爾隨機(jī)返回地面。這是美國航天飛機(jī)第84次飛行。

7月18日，俄羅斯和平號(hào)上的一航天員意外地?fù)p壞了和平號(hào)上的制導(dǎo)系統(tǒng)，致使太陽帆板偏離太陽，再次造成斷電事故。為此，地面人員決定停止此次的出艙修復(fù)光譜艙的工作，這項(xiàng)工作改由下一批航天員完成。

8月5日，俄羅斯和平號(hào)空間站上的一臺(tái)供氧電子系統(tǒng)又發(fā)生故障。和平號(hào)上共有兩個(gè)供氧電子系統(tǒng)，其中的一個(gè)早已因電能不夠而關(guān)閉。

同日，俄羅斯發(fā)射聯(lián)盟TM26號(hào)載人飛船升空。7日，以手動(dòng)方式與和平號(hào)對(duì)接，進(jìn)站的索洛維約夫和維諾格拉多夫同站上的3名航天員會(huì)合，他們將替換齊布利耶夫和拉佐特金。9月6日，索洛維約夫和福爾勒進(jìn)入太空工作了6個(gè)小時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)被進(jìn)步號(hào)貨船撞過的光譜艙雖表面撞擊嚴(yán)重，但整個(gè)光譜艙殼體完好無損。為確保光譜艙的能源，他們還調(diào)整了太陽帆板的朝向。此次是世界第200次載人航天飛行。

9月26日，美國阿特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)載7人升空，將美國航天員沃爾夫送上和平號(hào)，替換在和平號(hào)上的福爾勒。27日與和平號(hào)實(shí)現(xiàn)第七次對(duì)接，并送去一臺(tái)計(jì)算機(jī)和4噸用于修補(bǔ)和平號(hào)的材料。10月3日，航天飛機(jī)與和平號(hào)分離，在和平號(hào)上工作了4個(gè)半月的福爾勒也同機(jī)返回。這是美國航天飛機(jī)第87次飛行。

11月6日，俄羅斯索洛維約夫和維格拉多夫再次到和平號(hào)艙外行走，安裝一塊新的太陽能帆板，以代替被進(jìn)步號(hào)貨船撞壞的帆板，他們?cè)谔障群笥萌チ?小時(shí)17分鐘。入艙時(shí)，又發(fā)現(xiàn)量子2號(hào)過渡艙漏氣。

12月20日，俄羅斯進(jìn)步M37號(hào)貨運(yùn)飛船升空，22日與和平號(hào)空間上對(duì)接，為和平號(hào)運(yùn)去給養(yǎng)、9條蠑螈和120只蝸牛，用來做太空失重試驗(yàn)。

1998年1月23日，美國奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)載7人升空，執(zhí)行第八次航天飛機(jī)與和平號(hào)對(duì)接任務(wù)。同機(jī)到達(dá)的托馬斯進(jìn)站替換了沃爾夫，沃爾夫隨奮進(jìn)號(hào)返回。這是美國航天飛機(jī)第89次飛行。

3月14日，俄羅斯進(jìn)步M38號(hào)貨運(yùn)飛船升空，17日與和平號(hào)空間站對(duì)接，除送去給養(yǎng)外，還有一臺(tái)新的外置發(fā)動(dòng)機(jī)，以替換已超期服役的舊發(fā)動(dòng)機(jī)。

5月15日，俄羅斯進(jìn)步M39號(hào)貨運(yùn)飛船升空，17日與和平號(hào)對(duì)接。

6月2日，美國發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)載6人升空，其中一名為俄羅斯航天員柳明。4日與和平號(hào)對(duì)接，這是美國航天飛機(jī)與和平號(hào)的第九次對(duì)接。主要任務(wù)是接回在和平號(hào)上工作的美國航天員托馬斯，同時(shí)還試驗(yàn)阿爾法空間站新燃料箱，施放有中國人參加的阿爾法頻譜儀，在太空第一次尋找反物質(zhì)和暗物質(zhì)。這是美國航天飛機(jī)的第91次飛行。

8月13日，俄羅斯聯(lián)盟TM28號(hào)飛船載3人升空，15日飛船與和平號(hào)對(duì)接。航天員為巴塔卡爾，阿夫杰耶夫和巴圖林，巴圖林是俄羅斯首位進(jìn)入太空的政府官員，他曾擔(dān)任過葉利欽總統(tǒng)的國防助理。25日巴圖林同已在站上的馬薩巴耶夫、布林達(dá)一同乘TM28號(hào)飛船返回。

10月25日，俄羅斯進(jìn)步M40號(hào)貨運(yùn)飛船升空。

1999年2月22日，“和平”號(hào)空間站27號(hào)機(jī)組人員成功接駁“和平”號(hào)空間站。此前，2月20日，“和平”號(hào)空間站27號(hào)機(jī)組人員成功地發(fā)射了“聯(lián)盟”TM-29號(hào)宇宙飛船并抵達(dá)“和平”號(hào)空間站。27號(hào)機(jī)組人員計(jì)劃在空間站上停留六個(gè)月，機(jī)組人員包括俄羅斯的阿凡納西耶夫(Afannassiyev)、法國的海格納(Haignere)以及貝拉和帕達(dá)卡，后兩人將于3月初返回地面2。

1999年2月27日，一半的“和平”號(hào)空間站26號(hào)機(jī)組人員與貝拉一起乘“聯(lián)盟TM-28”號(hào)飛船脫離空間站，并于1999年2月28日在哈薩克斯坦著陸。阿維代耶夫與“和平”號(hào)的27號(hào)機(jī)組人員阿凡納西耶夫和海格奈爾一起仍留在空間站。

1999年8月27日，“和平”號(hào)27號(hào)機(jī)組的阿凡納西耶夫、阿維代耶夫和法國人海格奈爾乘“聯(lián)盟TM-29”號(hào)飛船與“和平”號(hào)空間站脫離，并于8月28日格林尼治時(shí)間0時(shí)35分在哈薩克斯坦的Baikonur市60公里遠(yuǎn)的Chapayenka附近著陸?！斑M(jìn)步M-42”號(hào)貨運(yùn)飛船仍與“和平”號(hào)空間站前端軸向?qū)印?000年2月2日，“進(jìn)步M-42”號(hào)飛船脫離空間站，重返大氣層自毀2。

2000年2月1日，俄羅斯發(fā)射了“進(jìn)步M1-1”號(hào)貨運(yùn)飛船為“和平”號(hào)機(jī)組人員提供支援，這些宇航員將在“聯(lián)盟TM”號(hào)上執(zhí)行一次為期45至72天的任務(wù)?！斑M(jìn)步”號(hào)于2月3日與“和平”號(hào)對(duì)接。這艘送貨飛船的裝載的主要物資是氮/氧和燃料供應(yīng)。俄羅斯將“和平”號(hào)重新推進(jìn)到350公里的高空軌道上。已經(jīng)與“和平”號(hào)進(jìn)行軸向?qū)拥摹斑M(jìn)步M-42”號(hào)飛船于2月2日與空間站脫開，然后重返大氣層自毀。

2000年4月6日，“聯(lián)盟”TM-30號(hào)宇宙飛船將“和平”號(hào)空間站28組組員送至空間站，并與“和平”號(hào)空間站手動(dòng)對(duì)接。

2000年4月25日，“進(jìn)步”M1-2號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射升空，對(duì)“和平”號(hào)空間站28組組員進(jìn)行支援，該組人員將在空間站上生活45-72天。“進(jìn)步”M1-2號(hào)貨運(yùn)飛船于4月28日與“和平”號(hào)空間站對(duì)接，它主要提供油料、氮?dú)?氧氣補(bǔ)給和食物。此前，“進(jìn)步”M1-1號(hào)貨運(yùn)飛船已經(jīng)于4月26日與“和平”號(hào)空間站脫離，并于三小時(shí)后重返大氣層自毀。

2000年4月28日，“進(jìn)步”M1-2號(hào)貨運(yùn)飛船與“和平”號(hào)空間站對(duì)接，并于10月15日脫離空間站，在新西蘭上空重返大氣層自毀，該船主要負(fù)責(zé)為“進(jìn)步”M-43號(hào)貨運(yùn)飛船與“和平”號(hào)空間站對(duì)接作準(zhǔn)備。

2000年6月16日，“和平”號(hào)空間站28組組員安全降落在哈薩克斯坦阿卡利克東南四十五公里處。

2000年10月16日，“進(jìn)步”M-43號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射升空，準(zhǔn)備提升“和平”號(hào)空間站的軌道高度；10月21日，貨運(yùn)飛船與“和平”號(hào)空間站尾端接駁端口相接。

2001年1月24日，“進(jìn)步”M1-5號(hào)油船發(fā)射升空，并于1月27日從尾端與“和平”號(hào)空間站對(duì)接，該船將在3月初協(xié)助“和平”號(hào)空間站墜落。

2001年1月25日，“進(jìn)步”M-43號(hào)貨運(yùn)飛船從尾端與“和平”號(hào)空間站脫離，并于1月29日重返大氣層自毀。

淘汰原因和平號(hào)空間站畢竟是在外界壓力下，為了軍事安全和政抬目標(biāo)趕進(jìn)度、倉促上陣趕制出來的。不計(jì)成本、不顧客觀規(guī)律和后果，是它的致命弱點(diǎn)。這些弱點(diǎn)，在長達(dá)巧年的運(yùn)行中一一暴露。耗資巨大，運(yùn)行效率較低，在設(shè)計(jì)和技術(shù)上都存在不同程度的問題1。

1.供電嚴(yán)重不足。

2.天地往返運(yùn)價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)價(jià)能力不夠。

3.姿控系統(tǒng)問越杖多。

4.日常運(yùn)行資用難以承受。

5.設(shè)備老化，故障頻繁。

評(píng)價(jià)雖然 “和平號(hào)”已成為歷史，但其探索宇宙所取得的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)不僅是俄羅斯的財(cái)富，也是全人類的財(cái)富。人類在 “和平號(hào)”上所掌握的太空艙建造、發(fā)射、對(duì)接技術(shù)，載人航天及太空行走技術(shù)，太空生命保障技術(shù)，航天醫(yī)學(xué)、生物工程學(xué)、天體物理學(xué)、天文學(xué)知識(shí)，以及商業(yè)航天開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，都正在或?qū)⒃谌祟惖奶仗剿髦邪l(fā)揮不可替代的作用2。

“和平號(hào)”空間站作為前蘇聯(lián)第三代載人空間站，也是人類歷史上的第9座空間站，它不僅是俄羅斯人心中的驕傲，也應(yīng)該是全人類的驕傲和光榮。作為技術(shù)上的天之驕子，“和平號(hào)”包含了科學(xué)家太多的理想：開發(fā)太空資源、建立空間工廠、向地外星球移民等2。