國際航天站有著非常復雜的來歷?

美國搶先將人送上月球后,把建造永久性航天站作為在航天技術上繼續壓倒蘇聯的競爭目標,但它發射的"天空實驗室"因航天飛機計劃沒有跟上而曇花一現?蘇聯的航天站技術卻日臻完善?1981年航天飛機試飛成功后,美國航宇局便在醞釀宏偉的航天站計劃,提出了"大型載人航天操作中心"?"大型軌道結構"等許多構想,1983年還成立了一個60人的特別工作委員會,研究航天站的用途?

1984年1月25日,美國總統里根批準建造永久性航天站的計劃,要求在10年內建成,取名"自由"號?

1985年10月,航宇局確定航天站的雙骨龍電力塔式方案,長和寬分別達110米和151米,可長期載8-12人工作,它既是科學實驗?衛星修復?天文觀測?新材料制造基地,又是月球和火星探測的中繼站?預計需投資200多億美元?大概是因費用龐大,美國邀請日本?加拿大和西歐盟國參加,但盟國卻心存疑惑?計劃難以進展,問題出在不切實際上?

"冷戰"中的浮夸好大思想,使"自由"號航天站計劃不自由?迫不得已,里根總統于1987年4月宣布縮小規模,推遲到1994年建成?1988年1月與盟國達成協議,改為"單龍骨"結構,1996年建成?但實際進度到時只能完成第一階段的工程?而且核算表明,到完成2/3工程時,維護工作量就已超過所能負擔的極限?不得已再次縮小規模,推遲到1997年建成?

蘇聯解體?"冷戰"結束,人們的思想變得實際一些了,于是再次縮小規模,只長期載4人工作,2000年首次發射部件?但仍遭到物理學會等科學家團體的反對,認為沒有必需搞航天站?由于失去"冷戰"的動力,眾議院撥款小組的政治家們更在1991年5月拒絕撥款,建議取消計劃?這引起盟國的擔心和不滿?同年6月,經激烈辯論,眾議院決定在92財年撥款19億美元?這簡直是杯水車薪,因為這時估算,完成整個計劃需要近1200億美元?1992年10月,布什總統批準撥款21億,并強調建造航天站是實現航宇目標"一個不可少的步驟"?

1993年3月,克林頓總統要求重新設計方案,并確定其性質是"單純的太空科學實驗室"?

由于俄羅斯無錢建造新的航天站,美國則想借助俄羅斯的載人航天技術,兩個前"冷戰"對手于1993年9月簽訂協議,在各自現有航天站基礎上,建立包括歐洲航天局?日本和加拿大部件的"阿爾法國際航天站",后定名為"國際航天站"?

1984年，美國總統羅納德·里根提議由美國與其他幾個國家合作，建立一個由政府和工業界支持的永久居住空間站。四年后，美國、加拿大、日本和歐洲航天局聯手，使這個空間站成為現實。

20世紀90年代，參與國家的名單增加，俄羅斯和巴西加入該項目，但是巴西最終在2007年切斷了與國際空間站的聯系。美國宇航局帶頭協調了國際空間站的建設，如今國際空間站已成為生命、物理、地球和材料科學實驗的軌道實驗室。

它在軌道上的組裝始于1998年，自2000年以來一直住著宇航員。國際空間站包含大量相互連接的氣閘室、對接端口和加壓模塊。截至2019年11月，空間站總共進行了222次太空行走。

國際空間站的部件和裝配

建造國際空間站(ISS)就像用孩子的樂高積木制作玩具一樣。但是這些玩具的數目往往很少，而ISS包含了成千上萬個零部件。以下列出了一些主要組件。

像Zarya、Zvezda、Destiny、Columbus和Harmony這樣的加壓艙為宇航員居住和工作的宿舍、設備室和實驗室提供了透氣、溫暖的環境。

節點是將較大的模塊連接在一起的小模塊，允許宇航員穿越空間站并移動設備。

各種各樣的空間飛行器將自己與國際空間站對接。

整體桁架結構是一種長的線性梁框架，位于受壓模塊上方。

這是太陽能電池板和散熱器的固定點，它們有助于控制空間站的溫度。

移動基座系統是沿桁架結構軌道運行的移動工作平臺。

在飛船上，有一組機械臂可以運輸貨物和實驗包。

外部研究和有效載荷設備在國際空間站外部提供了多個安裝位置，用于在該設施內無法進行的實驗。

聯盟號宇宙飛船和進步號補給飛船等宇宙飛船與國際空間站對接，運送宇航員和補給物資往返地球。

國際空間站的組裝工作始于1998年11月，當時一枚俄羅斯質子火箭將第一個模塊——功能性貨艙(Zarya)送入軌道。2000年10月31日，國際空間站的第一批三名成員從俄羅斯發射升空。宇航員在國際空間站上度過了4個月17天，啟動了系統并進行了實驗。從那時起，許多航天器已經將國際空間站的部分部件送入軌道，組裝工作也取得了進展。在這段時間里，國際空間站一直在不斷有人值守。

國際空間站相當大，前面提到的桁架長108.8米)，幾乎和一個美國足球場一樣長。國際空間站還包括多套寬的矩形太陽能電池板，翼展273米。就重量而言，這個空間站的重量達到了419725公斤。它有388立方米的可居住空間，每有一艘船停靠在這里，這個數字就會增加。

國際空間站在離地球表面400公里的平均高度上，以每小時27724公里的驚人速度運行。這些都是相當令人印象深刻的規格，但也許更令人印象深刻的是國際空間站如何維持一個宜居的環境。

維持一個永久性的空間環境

要想在太空中維持一個永久的環境，需要許多東西：新鮮的空氣、水、食物、舒適和可居住的氣候，甚至是垃圾清除和防火。

首先，讓我們談談空氣。我們都需要氧氣，所以國際空間站有幾種提供氧氣的方法。一種技術是通過宇宙飛船從地球運送氧氣，定期給航天飛機提供新鮮的氧氣。國際空間站也有利用循環水制造可呼吸氧氣的系統。其中一些裝置通過電解將水分解成氫氣和氧氣。

宇航員會呼出二氧化碳，在地球上，這通常不是問題，因為植物吸收二氧化碳。然而，國際空間站的園藝空間有限，這迫使工程師們設計出其他方法來清除多余的二氧化碳。電解過程開始后，一些氫與積聚的二氧化碳發生反應。這種相互作用的副產品是甲烷氣體，它被排放到太空。與此同時，回收的氧氣進入國際空間站的空氣供應。

在此過程中，飲用水會被循環利用，因為其中一些機制會重新包裝呼出的空氣。水也可以通過收集汗液、冷凝物和尿液來回收。此外，一些機組成員從重復使用廁所和淋浴用水中獲得水。

據歐洲航天局稱，國際空間站上多達80%的水是循環利用的。現在，歐洲航天局和美國宇航局正在修補閉環生命支持系統，如果完善的話，可能會完全消除向國際空間站運送水和氧氣的需要。破解這項技術可能成為未來遠程太空旅行的關鍵。

除了一些在船上種植的可食用植物外，宇航員的大部分食物供應依賴于日常運送。很多菜單上的東西都是特別設計的，用尼龍搭扣粘在餐桌表面，以免它們在低重力環境中漂浮。

保持適宜居住的溫度是另一個大問題。國際空間站必須在地球黑暗和陽光充足的一面分別承受-128攝氏度和93攝氏度的溫度。國際空間站使用加熱器、絕緣裝置和液態氨循環回路來調節內部溫度。散熱器幫助釋放空間站上一些機器產生的多余熱量。

像任何家庭一樣，國際空間站必須保持清潔。這在太空中尤其重要，因為漂浮的灰塵和碎片可能會造成危險。宇航員使用各種各樣的抹布、清潔劑和真空吸塵器來清潔表面、過濾器和他們自己。垃圾被裝進袋子里，裝進一艘補給船上，然后運回地球或焚毀。

動力、推進和通訊

國際空間站基本上是一個大型航天器。因此，它必須能夠在太空中移動，它的機組人員必須與地面的控制人員保持通信，它需要電力來完成這一切。