□ 邸乃庸
圖解世界載人航天發(fā)展史(十九)
□ 邸乃庸
長(zhǎng)期載人航天器 (中)實(shí)用型空間站之和平號(hào)空間站
和平號(hào)空間站是蘇聯(lián)于1986年2月20日開(kāi)始組建,至1996年4月26日組建完畢,形成由核心艙、量子1號(hào)艙、量子2號(hào)艙、晶體號(hào)艙、光譜號(hào)艙和自然號(hào)艙6個(gè)艙段組成的大型空間站,組建過(guò)程歷時(shí)10年。“和平號(hào)”長(zhǎng)31米、寬27.5米、高19米,增壓空間350立方米,運(yùn)行軌道傾角51.6度,近地點(diǎn)高度350千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度400千米,額定乘員3人。
核心艙是和平號(hào)空間站的基礎(chǔ)艙,由工作艙、過(guò)渡艙、服務(wù)艙構(gòu)成,長(zhǎng)13.13米,小直徑工作艙直徑2.9米,大直徑工作艙和服務(wù)艙直徑4.15米,重20.4噸,太陽(yáng)電池陣翼展20.73米。工作艙和過(guò)渡艙為增壓艙段,服務(wù)艙為非增壓艙段。
核心艙內(nèi)部剖面圖。前端(左側(cè))是過(guò)渡艙,設(shè)置有對(duì)接口;工作艙內(nèi)設(shè)置了儀器設(shè)備和生活設(shè)施,小直徑工作艙上方預(yù)留了安裝第三塊太陽(yáng)電池陣位置(黃色);右側(cè)服務(wù)艙中心設(shè)置了長(zhǎng)1.67米、直徑2米的增壓通道,用于連接工作艙與后對(duì)接口。
左圖為核心艙前端的過(guò)渡艙,可以看到對(duì)接段的5個(gè)對(duì)接口和對(duì)接框上面的定位裝置及4個(gè)結(jié)構(gòu)鎖;還可以看到過(guò)渡艙錐段側(cè)壁上4個(gè)舷窗中的兩個(gè)。右圖為核心艙內(nèi)景,各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備、電纜、通風(fēng)管道布滿(mǎn)了各個(gè)艙壁,顯得比較擁擠。
量子1號(hào)艙是增壓艙,重10噸,其前后端都有對(duì)接裝置(前端是桿-錐式對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)部分,后端為對(duì)接機(jī)構(gòu)被動(dòng)部分),前端用于對(duì)接到核心艙,后端用于接收飛船停靠。艙內(nèi)安裝有幾臺(tái)天文觀(guān)測(cè)設(shè)備和其他科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器及對(duì)地觀(guān)測(cè)設(shè)備。圖為量子1號(hào)艙對(duì)接到核心艙后端,并為核心艙帶去了第三塊太陽(yáng)電池陣,量子1號(hào)艙后端對(duì)接口還??苛诉M(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船。由核心艙和量子1號(hào)艙構(gòu)成的兩個(gè)艙段狀態(tài)的和平號(hào)空間站運(yùn)行了2年8個(gè)月。
左圖為加加林航天員培訓(xùn)中心內(nèi)的和平號(hào)空間站訓(xùn)練用艙段,量子1號(hào)艙對(duì)接在核心艙的服務(wù)艙后端(畫(huà)面右側(cè)是量子1號(hào)艙、左側(cè)是核心艙);右圖為量子1號(hào)艙內(nèi)景,艙內(nèi)空間不大,畫(huà)面顯示的是航天員從核心艙通往量子1號(hào)艙對(duì)接艙時(shí)的景象。
位于畫(huà)面左側(cè)的量子2號(hào)艙對(duì)接到核心艙前端側(cè)面的對(duì)接口上,量子2號(hào)艙也是增壓艙段,設(shè)置了一些生命保障設(shè)施,重19.6噸,具有兩扇太陽(yáng)電池陣,這樣,此時(shí)的和平號(hào)空間站成為由3個(gè)艙段構(gòu)成的空間站,共有5塊太陽(yáng)電池陣發(fā)電。畫(huà)面右側(cè)在量子1號(hào)艙的后端還??恐M(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船。
左圖為運(yùn)行中的量子2號(hào)艙,可以看到其艙口前端用支架固定著一個(gè)太空機(jī)動(dòng)裝置,該太空機(jī)動(dòng)裝置用于航天員艙外活動(dòng)時(shí)移動(dòng)身體(只做了試驗(yàn),沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用過(guò));右圖為量子2號(hào)艙的內(nèi)景,明顯比量子1號(hào)艙寬敞多了,里面放置了許多維修用設(shè)備,有些設(shè)備(如水箱等)是用彈性帶固定在艙壁上。
左圖中晶體號(hào)艙對(duì)接口(畫(huà)面下方)安裝的對(duì)接機(jī)構(gòu)是按照對(duì)接暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)研制的,雖然也可以用于對(duì)接美國(guó)航天飛機(jī),但是很不方便;右圖為晶體號(hào)艙內(nèi)景,兩側(cè)機(jī)柜內(nèi)主要設(shè)置了用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料的4臺(tái)晶體爐以及進(jìn)行植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)的小型植物溫室。
晶體號(hào)艙主要用于材料加工、加工工藝和生物制品的研究,也稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)艙。晶體號(hào)艙重19.6噸,具有兩塊又窄又長(zhǎng)的太陽(yáng)電池陣,艙段前后都設(shè)置有對(duì)接裝置。組裝了晶體號(hào)艙后,和平號(hào)空間站已經(jīng)增加到4個(gè)艙段(畫(huà)面中間是核心艙,上方是量子1號(hào)艙,畫(huà)面下方左側(cè)是晶體號(hào)艙、右側(cè)是量子2號(hào)艙)。
光譜號(hào)艙有4扇太陽(yáng)電池陣,重19.6噸,有一個(gè)對(duì)接口。左圖是1995年6月1日對(duì)接到核心艙上的光譜號(hào)艙,此時(shí)的和平號(hào)空間站由5個(gè)艙段組成;右圖是光譜號(hào)艙內(nèi)景,兩側(cè)是裝載各種設(shè)備的機(jī)柜,通氣管路沿著下方艙壁與核心艙相通。
左圖為美國(guó)航天飛機(jī)將重6134千克的對(duì)接艙組裝到晶體號(hào)艙端頭,替代用于蘇聯(lián)暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)的對(duì)接口后,使美國(guó)航天飛機(jī)的軌道器可以順利對(duì)接到晶體號(hào)艙上;右圖為美國(guó)航天飛機(jī)準(zhǔn)備與和平號(hào)空間站對(duì)接。
自然號(hào)艙主要用于對(duì)地球觀(guān)測(cè),艙內(nèi)設(shè)置了許多光學(xué)和電子觀(guān)測(cè)設(shè)備。圖為組裝到核心艙前端剩下的唯一一個(gè)側(cè)面對(duì)接口的自然號(hào)艙,其設(shè)置于艙外的合成孔徑雷達(dá)比較大,面對(duì)地面以獲取地面的有關(guān)信息。
1996年4月26日,重19噸的自然號(hào)艙成功對(duì)接到核心艙上,至此,歷時(shí)10年,終于完成了和平號(hào)空間站的全部組裝任務(wù),形成了由6個(gè)艙段組成的完整復(fù)合空間站。和平號(hào)空間站一直運(yùn)行了15年,于2001年3月23日解體墜毀,其間有12個(gè)國(guó)家的134名航天員在站上生活和工作,共有31艘載人飛船、62艘貨運(yùn)飛船和9架次美國(guó)航天飛機(jī)與其交會(huì)對(duì)接。
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