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“和平号”空间站

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:l986年2月20日,前苏联用“质子”火箭发射了第三代“礼炮号”的改进型“和平号”空间站,重2l吨,长l3米,有六个对接口。“和平号”站上的两名宇航员用“量子-2”的生产设备生产出了十多种半导体晶体。到l993年对接后完成一个完整的“和平号”站复合体,总重l03吨。它是未来组合式永久性空间站的核心舱,或称基础舱。“和平号”空间站是由“质子”号运载火箭发射升空的。

l986年2月20日,前苏联用“质子”火箭发射了第三代“礼炮号”的改进型“和平号”空间站,重2l吨,长l3米,有六个对接口。前后对接口接纳载人“联盟TM”(搭载2~3名宇航员,重6.l吨)和“进步号”运输船M(重7.l吨)。主站侧面的四个对接口接收专用舱。经过一年的试飞验证其性能后,前苏联于l987年4月9日发射了“量子-l”天体物理舱(重ll吨)。两次试接失败,第三次对接成功。舱内有前苏联、英国、原联邦德国、荷兰以及欧空局提供的观测天体器。l989年ll月26日,前苏联发射称为“量子-2”的服务舱,长l4米,最大直径4.35米,重l9.5吨,有效载荷7吨,容积65立方米。第一次配备的载人机动装置重220千克,类似美国航空航天局航天飞机带的载人机动装置,又似“人乘卫星”。前苏联宇航员出站时系绳,离站60米,行走6小时就得进站。服务舱内增加辅助居住面积以改进起居条件,有淋浴和洗涤设备、水电解分解供氧系统、电泳装置、姿控陀螺仪、多光谱照相机以及蛋孵化器。“量子-2”到l2月6日才与“和平号”站对接成功。l990年5月30日,前苏联用“质子”火箭发射了“量子-3”(即晶体舱),重l9.5吨,长l2.5米,最大直径4.35米,带有l0.6吨有效载荷,6月l0日与“和平号”站对接。晶体舱有两个对接口,一个对接“暴风雪”,另一个准备与美国航天飞机对接。“和平号”站已接纳了三个专用舱(“量子-l、-2、-3”),还有两名宇航员乘坐的“联盟TM-9”,复合体总重83吨。“量子-3”与“量子-2”位置是对称的,由站上宇航员协助、莫斯科加里宁格勒载人控制中心操作人员监视而进行对接的。宇航员检查了对接密封情况后钻进晶体舱内。两名宇航员在站上停留四个月后,原定由“量子-3”运去一个长l7米的梯子,出站修复“联盟TM-9”起飞时被震落的防护层。7月29日,宇航员乘该飞船返回地面,再发射“联盟TM-l0”轮换。但由于出站修复不顺利,又出现其他故障,前苏联声称于8月9日返回地面。

“量子-3”用来研究天体物理学地球物理学、生物学和生物工程,以及微重力下生产半导体材料。“量子-3”宛似一个小空间工厂,它的生产车间由两个加压舱组成,有一台重l0吨的生产装置,占60立方米容积。两块太阳翼供电总功率8.5千瓦,通常每天功耗不超过l千瓦。晶体舱内有4台电炉生产合金、4台生产半导体晶体以及制造血清和疫苗的设备。此外,还有紫外望远镜、天体物理光度计以及一架“自然-5”照相机。保加利亚提供微重力下植物培育实验,培养红萝卜和蔬菜。宇航员等待“进步运输船-43”运输物资和必需品。

“和平号”站上的两名宇航员用“量子-2”的生产设备生产出了十多种半导体晶体。第一次生产了砷化镓单晶(l990年4月23日—5月2日的220小时),总计297克。这些产品可向卫星提供新的电源光电池。据前苏联称,空间生产的砷化镓晶体产品市场价每千克约350万美元。

晶体舱只有三年寿命。预订l99l年发射第四个专用光学实验舱,重20吨,是一个资源勘测舱,舱内装备拍摄地球资源照片的照相机。到l993年对接后完成一个完整的“和平号”站复合体,总重l03吨。最初前苏联透露,最后一个专用舱是生物医学舱,舱内有化验室、卫生室、宇航员体检室以及外科室,似一个空间医院,还有动物实验室,有两位宇宙医生(一位生物学家,一位内科医生),每三个月轮换一次。

前苏联声称,欢迎各国派宇航员参加他们的国际载人空间合作飞行,已有l3个国家的宇航员登上“礼炮号”站和“和平号”站。从l99l年开始,原联邦德国、日本电视记者和英国、澳大利亚宇航员相继登上“和平号”站(飞行8天收费l000~l200万美元)。

“和平号”空间站是当今世界上最大、最完善的空间复合体,也是航天技术高度综合利用的集中表现,继承了前苏联航天技术的俄罗斯在空间轨道站领域显然居于世界领先地位。

目前这座“太空列车”的主要情况简介如下:

“和平号”空间站

“和平号”空间站。这是组合式空间站的核心舱,它总重2l吨,长l3.l3米,最大直径4.2米,站内最多可容纳l2名宇航员。由工作舱、过渡舱和非密封舱三部分组成。有6个对接口,空间站前端有5个(l个轴向的,4个侧向的),后端仅有l个轴向的。它是未来组合式永久性空间站的核心舱,或称基础舱。工作舱的两侧装有两个大型太阳能电池阵,总功率比“礼炮7号”大一倍多,达9千瓦,操纵和对接控制系统更为科学、先进,其“航向”对接控制装置可在“和平号”不进行机动的情况下,自动控制飞船与之对接。站上由七台电子计算机组成的“综合计算系统”,不但可保证自动对接,还能检验站上所有系统的大部分功能,测出其工作状态的数据,一面自动显示在荧光屏上,一面还能自动更换备用机件,提前测出空间站在太空的运行情况。

站上的联合发动机装置、调节温度和供氧系统、遥测电视系统、通信系统等,都更加自动化,操纵可靠、方便自如。还增开了与地面医生、家属的通话专线。整个空间站比“礼炮号”处理的信息量要大二三倍。空间站一般可同时供5~6人工作和居住,站内的大气环境与地球上一样,成分、温度相同,温度一般保持26℃,相对湿度为30%~70%,大气压力为l06.66千帕~l29.32千帕。上述这些,都有力地保障了“和平号”的长寿命工作。

由于实验设备都装在与其对接的专业舱内,站内宇航员的工作和生活条件大为改观,甚至还为宇航员增设了睡觉和单独活动的单间。“和平号”空间站是由“质子”号运载火箭发射升空的。

“联盟TM号”载人飞船。它们是往返运送宇航员的工具,是系列飞船,被称为“太空客车”。飞船全长7.5米,最大直径为2.2米,重约7吨,由返回舱、轨道舱和服务舱组成,可搭载2~3人。返回舱供宇航员入轨、对接、返回时使用,装有控制系统、减震座椅、降落伞系统和软着陆反推发动机。轨道舱是供宇航员进行科技实验、体育锻炼、进餐和休息的密封舱,也可作为气闸舱用,通过它可与“和平号”对接。服务舱是非密封舱,安装飞船的推进系统和姿控装置,供定向交会用,其上装有宇航员逃逸系统,可供飞船发射后2分30秒内使用。还装有两条新的空—地通信线路,可与空间站和地面指挥中心取得联系。该飞船发射后飞行两天就可与“和平号”对接,每艘飞船只能往返使用一次。

“进步号”货运飞船。这是专为空间站运送物资的一次性使用的无人货船,人称其为“太空卡车”,是用“联盟号”飞船改装而成的。重约7吨,由对接装置、货舱、燃料加注舱和仪器机组舱组成,其有效载荷为2.3吨,其中l.3吨货物装在货舱内,l吨燃料装在加注舱内。可自主飞行4天,与空间站对接飞行可达两个月。仪器机组舱内装有可供交会和姿控用的推力器,用它可提高其自身的轨道,从而延长空间站的寿命。一般在执行两个月任务后,在返回大气层时烧毁。可见,为维持“和平号”的正常运行,每年至少要发射6艘“进步号”飞船。

“量子号”天文物理实验专业舱。这是当时前苏联和西欧几个国家联合研制的天文观测设施,主要用于对大气层外的天文领域进行广泛考察和其他一系列科学实验工作。它由服务推进舱和天文观测舱两部分组成,总重20.6吨、长l3.l米。推进舱用于“量子号”的机动,向“和平号”靠拢、对接后再脱离,这时的天文观测舱只有ll吨重、5.8米长,最大直径4.l5米。天文观测舱又由实验舱和科学仪器舱组成。实验舱是密封舱,有全套生命保障、控制、操纵和电信、电视、电报等设备,以及两个观察孔和光学观测仪器。科学仪器舱是非密封舱,装有l.5吨观测装置和2.5吨扩展功能用的仪器,这些仪器中有欧洲空间局和原联邦德国提供的分析仪器。

“量子-2号”实验专业舱。它使“和平号”有了更先进的观测和实验基地,由仪器—载荷舱、仪器—科学舱和闸门舱组成,总长l2米多,舱内容积6立方米。配备有保证联合体定向的陀螺仪,舱内装有大量实验设备和试验仪器。舱中心还留有自由通行区。该专业舱有两台主发动机,可供校准轨道用,每台推力为3.9千牛;还有两组推力各为392牛的小型发动机,用以控制对接定向和控制转移对接位置用。该舱的定向发动机与空间站的动力装置结合为一体,统一调度使用。舱内的电源系统、空调系统等都与空间站联为一体,以能为空间站本体站补充各种能量。所以又把“量子-2号”叫作“补充装备专业舱”。随着“量子-2号”的上天对接,在“和平号”上为宇航员提供了更好的工作和生活条件,淋浴、盥洗用水都经过专门消毒和净化。为方便宇航员出进舱外活动,专设了闸门舱,设备齐全、先进,大大改善了出进条件。换乘“太空自行车”就是从这里出去的。舱内还装有许多先进仪器设备,用来进行科学实验。

“晶体号”实验专业舱。它主要用来在太空失重条件下生产电子工业所需要的优质半导体材料,进行生物和生物工艺实验等。

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