国际空间站的建造和运行#探索宇宙

国际空间站是如何建造和运转的？我们将按照组装顺序依次讲解每个模块以及参与建造的相关国家。科学家们用了很多年才真正在太空中建成国际空间站ISS。这个项目最初由美国在1984年提出，取名为"自由空间站"。你现在看到的是它的最初设计图纸，但在建造时并未按此实施。最终落成的空间站有很多新的优化和改进。

这就是已经建成的国际空间站，主要用于那些只有在太空中才能完成的科学实验。空间站通常配有6名宇航员轮流工作，每六个月往返地球更换一次，这样能避免每个人在太空中停留时间过长造成身体伤害。

空间站在地球大气层外的近地轨道运行，大概距离地面400公里，这个位置离地球并不是很远。考虑到它不是很高，很多卫星在这个高度的轨道运行。空间站环绕地球一周大约用一个半小时，时速达2.8万公里。运行时间久了，空间站的高度会逐渐下降，偏离轨道。如果没人管它，最终会下降到大气层中烧毁。

为了防止这种情况发生，科学家们必须定期检查空间站的位置，发现它下降时会重新提升其运行高度，以让空间站持续在轨道中运行。现在主要参与空间站建造的国家包括美国、加拿大、俄罗斯、日本和许多来自欧洲航天局的其他国家。

我们进入正题，来了解一下空间站的构成。这个集成桁架结构是空间站的主干，上面设有太阳能电池面板以及散热面板，还装有很多其它科学设备。比如这部分就包括加压模块，是宇航员生活和工作的地方，他们在这里可以不用穿宇航服。左侧这部分是俄罗斯轨道段，右侧是美国和欧洲轨道段。日本和加拿大也参与了少量部件制作。

空间站的不同部分被称为"模块"，它们分别建造于世界各地，出厂后再被发射到太空。由三种飞行器分别发射，包括美国航天飞机、俄罗斯质子号火箭和俄罗斯联盟号火箭。进入太空后，这些模块将被像搭积木那样组装，但过程要复杂万倍。从第一个模块安装开始到基本架构形成，足足用了10多年。

1998年11月，第一个叫Zarya的模块由俄罗斯制造完成，并成功发射到太空。它由太阳能电池板供电，是太空站的基础模块，包含有一个推进器，可以在需要时推动空间站转移。Zarya设有四个接口，这些将用于连结到空间站的其它部分。

第二个升入天空的模块叫作Unity，由美国制造，它有六个接口。同时，美国还建造了两个加压适配器，简称F。像一个万能接头，能实现不同模块间自由对接，它们和Unity模块一起发射升空。

2000年7月，Zvezda服务模块进入太空，它是空间站的生命支持系统，为航天员提供氧气、水、食物等生存必需品。它有四个接口，三个在前端，一个在后端。

接下来组装的是Z1桁架，它于同年10月升空，被安装在Unity上部，是一个独立的桁架，为提前来到空间站的模块提供一个临时的安装位置。接着，是一个万能接头被安装到Unity的底部，它为更多科研模块提供了延展接口。

2000年年底，P6桁架被发射到太空，临时安装在了Z1桁架的顶部。它搭载着第一个太阳能电池阵列，为空间站提供了所必须的电力。P6桁架上还配置了散热面板，帮助散热。到此为止，空间站已经具备了宇航员生活工作的条件。实际上，自2000年11月开始，就一直有人住在空间站中。

2001年2月，美国研发的命运模块，又称美国实验室，进入太空组装。该模块可以进行很多科学实验，安装它时，需要先调整安装顺序。3月，他们又安装了外部积载平台ESP-1，用来存放空间站的备件。

随后，一个"超能"组件，由加拿大生产的机械臂，被送入空间站。它被安装在命运模块的外侧，机械臂的两端设置相同，都可以连接到这种抓钩处。空间站的很多地方都设有这种组件。

2001年7月，Quest气闸由美国发射到太空，它的作用是帮助宇航员安全地进行EVA，即太空行走。同年9月，俄罗斯的气闸模块Pirs也升空组装，它还增加了对接其它航天器的端口。

下面，我们来看看空间站的主干。

桁架结构是如何组装完成的？

·第一块是S0桁架，它被安装到命运模块的顶部。

·接着是安装移动远程服务基本系统MBS，该模块能沿桁架左右移动，在上面安装加拿大机械臂后可以对其周边模块进行很多维护工作。

·继续安装S1桁架、P1桁架，S代表右舷，P代表左舷，两个桁架各自提供3个散热板的安装空间，目前只有中心位置安装了散热板。

·这是P3/P4桁架，搭载着太阳能电池板和散热器面板，被组装在桁架的左端，其尾部装有小巧的P5桁架。为了平衡国际空间站的结构，科学家们要收起一些太阳能面板。次年在空间站另一端增添了新的桁架S3、S4，同时一并加装了备件箱S5。

·新的桁架电池板打开，维持平衡后，此前临时安装在Z1桁架顶部的P6桁架被移动到你现在看到的位置，此时S1、P1桁架上将被部署更多的散热板。

·接下来是和谐模块，它被称为节点舱2，主要负责连结作用，由美国于2007年10月发射升空，它可以直接与命运模块对接，所以在安装时需要进行一个调整。节点舱有6个接口，能提供更多的延展性。

·与节点舱连结的是哥伦布模块，它是欧洲实验室，由欧洲10个国家参与制作。在空间站上还有更先进的机器人，也是由加拿大制造的，这个叫做Dextre的太空机器人，它可以使用与机械臂相同的抓钩组件或者直接安装在"机械臂"的另一端，在更大的范围里工作。

·空间站实验模块Kibo，它被分为两大块安装到空间站上，配有自己专属的机械臂。

·好了，就剩下最后一个桁架段了--S6桁架，安装完它整个空间站就初具模型了，上面展开的太阳能板是可以旋转的，能不断跟随太阳的方向吸收能量，转换更多电能。

截止到此，桁架结构基本组装完成后就剩最后一批模块陆续升空组装了。这是日本实验模块最后一个添加的组件，叫开放型设施EF，它可以用来做完全暴露于太空环境中的实验。

·这是俄罗斯模块Poisk，它与Pirs气闸模块非常相似，是用于俄罗斯航天器停靠的另一个位置。

·这是货舱ELC-1，用于存放维持空间站运转硬件的地方。货舱ELC-2被安装在桁架的顶部。

·这是宁静模块，是一个强大的生命支持系统，也是节点舱，被添加到Unity模块的一侧。在宁静模块下方安装了一个叫作观景穹顶的小房间，它拥有七个窗户，可以看到太空风景，每个窗户都有一个可以关闭的盖子，在不用时关闭穹顶。

·然后是另一个俄罗斯模块Rassvet，它被用于存储物资和停靠航天器。eonardo模块用于存储空间站的供应物资和废物，当垃圾被装满后便可以从空间站中卸下。

·这是货舱ELC-3和ELC-4，这是一个科学试验仪，被称为Alpha电磁光谱仪，用来研究稀有粒子，例如反物质。

·空间站最新添加的组件是比奇洛扩展活动模块BEAM，它在发射火箭中只占用很小的空间，被附加到空间站后便膨胀成型，用来检验这种膨胀成型的构建技术是否可行。

国际空间站目前只有维持运行到2025年的资金，但它很可能继续扩建。之后可能会看到空间站的各部分被用于其它太空项目。国际空间站是太空中最大的人造工程，它被分为若干个部分，发射到太空，然后在轨道上组装。