Question

太空实验室是什么？

Answer 1

人们早就幻想，在宇宙空间建立永久性的居住村，让地球上的人长期在那里生活、工作，并作为到其他星球旅行的中转站。20世纪70年代，宇宙飞船围绕地球做太空旅行和登上月球并安全返回地面以后，建立宇宙空间站的目标就近在咫尺了。前苏联最先迈出了这一步。

1971年4月19日，世界上第一个长期围绕地球运转的人造天体——轨道空间站，从前苏联拜科努尔宇航中心发射升空，它取名“礼炮”号，其意思可能就是人类进入太空长期生活和工作的开张典礼吧。“礼炮”号轨道空间站的近地点为200千米，远地点为222千米，相当接近于一个圆形轨道，这个近圆形轨道与地球赤道面的夹角为51?6度。“礼炮”号轨道空间站实际是一个天空实验室，里边很宽阔，分成几个部分，可以同时进行几种科学实验工作。它与宇宙飞船“联盟”号对接后，总重量为25?6吨。

1971年4月23日，前苏联发射了“联盟10”号宇宙飞船，宇航员沙塔洛夫、叶利谢耶夫和鲁卡维什尼科夫乘“联盟10”号飞船，跟随“礼炮”号轨道空间站，在太空飞行了5个小时，并同礼炮号对接，然后就按预先规定的地区返回地面安全着陆，很多人都猜想，这次飞行没有完成任务，失败了。1971年6月6日，前苏联又发射了“联盟11”号飞船，宇航员是冬布罗夫斯基、沃尔科夫和帕察耶夫。一昼夜后，完成会合、对接程序，宇宙飞船乘员组进入空间站，宇航员在空间站逗留23昼夜，完成了大量而复杂的综合科技实验和研究任务。6月30日，“联盟11”号宇宙飞船和“礼炮”号轨道空间站分开，返回地球时，由于回收舱漏气，3名宇航员全部死亡。10月11日，按地面指令“礼炮”号轨道空间站进行制动，进入稠密大气层后陨毁。

1973年5月14日，美国用“土星5”号运载火箭把空间站“天空实验室”送入近地轨道（近地点高434千米，远地点高437千米），运行周期93分钟，倾角50度。它在轨道上重770吨，长24?6米，最大直径6?6米。利用改进型的“阿波罗”宇宙飞船将乘员送入轨道，并返回地面。自1973年5月25日至1974年2月8日，曾先后把3个探险队发送上“天空实验室”。

他们在“天空实验室”制造了各种材料，在失重条件下，他们用不着使用任何容器，就能熔化金属并把它们混合起来。把“天空实验室”制造的材料与在地球上工厂生产的材料相比，前者更纯。这就证明了容器污染材料——一项对工业有重要意义的发现。

在“天空实验室”中，宇航员们用特殊摄影机，在大气层以外拍摄了上万张太阳照片，其中包括对太阳爆发的描绘。这些照片可以指引科学家发现由太阳能转变为电能的新途径。他们还拍摄了几千张地球地质照片，这些照片可以帮助科学家去发现各种矿藏。

按原定计划，“天空实验室”将在轨道上运行10年，但因其各种缺陷，于1979年7月11日坠入稠密大气层烧毁。

1983年11月28日美国东部时间上午11时，耸立在肯尼迪航天中心39号发射台上的“哥伦比亚”号航天飞机，开始了它的第六次航天飞行。在“哥伦比亚”号航天飞机货舱内，装载着目前世界上规模最大的太空实验室。

这个太空实验室是由欧洲空间局负责研制的一种可重复使用的载人空间实验装置。整个空间实验室计划于1973年开始，欧洲空间局的11个参加国为它的研制耗资约10亿美元。该实验室是由标准构件组合而成，组合形式可视各种不同的实验需要而定。标准构件有密封科学舱和托盘两种，密封科学舱呈圆筒形，长约7米，直径约4米，内装实验所需的各种仪器设备，科学家在它的里面工作。这次首航的太空实验室—1采用的是一个密封舱与一个托盘的组合。按设计要求，太空实验室—1的使用寿命可达10年，使用中它还可以根据需要重新组合。

太空实验室这次历时10天23个小时的科学实验飞行中，科学家们进行了由4个国家提出的73项实验达数百次，实验内容涉及面很广，包括大气学、气候学、地球学、天文学、医学、生物学和冶金学等很多方面，取得了丰硕的成果。

1986年2月20日，前苏联用“质子”火箭发射的世界最先进的“和平”号轨道空间站进入轨道。这是前苏联的第三代轨道空间站。3月15日，“联盟”T15号飞船与它对接，宇航员及工程师进入“和平”号空间站工作。7月16日，宇航员基齐姆和索洛维约夫结束了125天的宇宙飞行，回到地面。“和平”号轨道空间站仍在太空自动飞行。

“发现”号宇宙飞船拍摄的“和平”号空间站

“和平”号轨道空间站还有一个豪华的生活场所，它第一次使宇航员有单人房间，房间内有睡袋、椅子和桌子，宇航员可随时伏案书写宇航日记。还可以用桌子上的电炉烹调自己吃的食物。由12人组成的定期轮换的标准航天队伍，可长期舒适地在站内生活和工作。

“和平”号轨道空间站接待了很多宇航员、科学家、医生和工程师，进行物理学、化学、医学、工程等各方面的科学实验。有些人在“和平”号轨道空间站工作和生活很长时间。1987年2月6日，前苏联著名宇航员尤里·罗曼年科进入空间站，进行了天文学、物理学、工艺学、地球物理学等科目的科学实验1000多次，绕地球飞行5000多圈，于12月9日返回地面，连续在太空飞行326天，创造了人类航天史上长时间飞行的最高纪录。

据报道，由目标飞行器“天宫1”号以及“神8”、“神9”、“神10”三艘飞船组成的中国首个太空实验室，可能在2009年底前进入发射场，进行联合演练。通过“神7”成功发射，中国掌握了太空行走技术，这也令载人航天工程正式进入第二阶段——建立小型太空实验室。　目前中国太空实验室研发顺利，已完成初样设计，进入正样研发阶段。这一阶段的中国载人航天工程，主要将突破“交会对接”技术，目标飞行器将通过这一技术与多艘飞船组合成小型太空实验室。同时，从“天宫1”号到“神10”飞船，堪称中国载人航天史上最密集的发射，4个飞行器要保证在1年时间内全部升空。

中国航天的目标分为三大步，第一步是把人送上太空，这个目标在“神5”顺利升空时即已达成。第二步是继续突破载人航天的基本技术：多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接。第三步就是建立永久性的空间试验室，进行科学试验。“神7”升空，意味着三部曲中的第二音阶已然奏响，随后的“神8”到“神10”飞船将相继升空，以奇丽的太空之舞构筑起中国自己的“天宫”系列太空实验室。

我国将在2010年至2015年间发射“天宫1”号目标飞行器和“天宫2”号、“天宫3”号两个空间实验室，还将分别发射2艘无人飞船进行无人对接试验，然后再发射5艘飞船进行载人对接试验和载人驻留试验，预计在7年内连续发射7艘太空飞船。

在“神5”和“神6”的时候，我国的载人航天工程就有八大系统，对外宣称七大系统，只是正在研制中的空间实验室系统，没有参与此前的“神舟”系列。实际上关于“天宫”太空实验室的研制，早在“神舟6”号飞行期间就已经展开。在实现“太空行走”和交会对接技术之后，以空间实验室为平台的空间应用系统将发挥更大的作用。

有了自己的空间实验室甚至空间站，也就有了更多用于空间科学试验的空间，空间应用系统在载人航天工程中的比重也将随之增大。外太空处于真空和失重状态，而且没有大气的阻隔，太空中还有太阳电磁辐射和高能粒子辐射，这样的环境不适合人类居住，但却为人类提供了独特的试验环境。太空生命科学试验不仅可以进行植物育种、发明新的药物，而且在半导体、特种材料、天文学、对地观测等方面的好处更是不一而足。“神舟7”号飞船将进行固体润滑材料的外太空暴露试验，试验数据有助于改善润滑剂效能，应用于汽车还能达到节能减排的作用。因此，以“神7”为起点的空间站建设，将为科学研究带来更大的舞台。

知识点

近地轨道

近地轨道又称低地轨道、顺行轨道，是指航天器距离地面高度较低的轨道，一般高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。由于近地轨道卫星离地面较近，绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。