组装太空站

沈羡云　唐承革

国际空间站是世界航天领域最大规模的科技合作项目，也是航天史上第一个由各国合作建设的载人空间站。世界各个在航天方面有实力的国家都参与到这个国际航天项目中来，其中美国、俄罗斯是主导国家。为建造国际空间站，美国已经进行了多次航天飞机发射，如“奋进号”航天飞机，曾为建设中的国际空间站安装加拿大研制的机械臂，这个19米长的机械臂将承担空间站今后建设任务中的许多重活，大大减轻了宇航员在太空工作的负担；“阿特兰蒂斯号”航天飞机曾为空间站与太空之间建立了一个通道；“发现号”航天飞机曾为空间站携带了大量的科学仪器和补给用品。

除了美俄之外，还有其他一些国家和组织，如欧空局、日本等。日本负责研发的“希望”号宇宙空间实验舱将于2004年底或者2005年发射升空，与国际空间站对接。装配完成后的国际空间站长110米，宽88米，大致相当于两个足球场大小，总质量达400多吨，是有史以来规模最庞大、设施最先进的人造天宫。

这样大的建筑物是无法从地面直接发射上太空的，因此在设计空间站时，采用了桁架挂舱式结构，即以桁架为基本结构，将美俄等国制造的服务舱、实验舱、生命保障舱、大型太阳能电池帆板等衔接在上面。这样庞大的太空建筑物是靠航天员在太空中走出座舱，在太空中组装而成的。

在地面建造一个大型建筑物时，我们常常看到的是这样的景象：头顶上一台起重机将一个10吨重的建筑物准确地放好，然后工人们跑着、爬上建筑物，用手和工具将一块块材料拼起来。这几乎在任何城市街道的每个角落都会看到的工作景象。但要建造这个外观如摩天大楼一样的国际空间站却困难得多，它是位于402公里以外的高空，这里没有空气，没有重力，一个物件如果处于强烈的阳光辐射下，很快就可以从冰冷变到炽热。在这里，建筑工人是航天员，而起重机是一个新研制的太空机器人。

地球轨道成为工地，航天员在这里昼夜不停组装重达454吨的国际太空站。人类开始一次规模空前的从地球往外太空的大搬运。航天员将在未来几年中进行数次太空行走，太空行走的次数将是自航天飞行以来所进行的2.5倍以上。航天员们在组装国际空间站时，将得到一个名叫“小蚯蚓”的机械手，一个有两个手指的“加拿大手”，甚至包括一个围绕检测太空站情况的可自由飞行的机器眼的帮助。在太空站完全安装成功之前，要进行40多次的发射，用不同型号的火箭将100多种组件送到太空，用螺栓、掣子固定等方法将他们组装在一起。

在组装太空站的过程中，不仅要固定在航天器上，而且有时候还不得不进行太空行走，有一位进行过舱外行走的航天员是STS-88的任务专家詹姆斯·纽曼，他的同伴也是一名太空任务专家，名为杰里·罗斯，每一次出舱执行任务都是非常危险的，一旦与航天器脱离，他们就可能永远无法回归地球，造成生命终结的惨剧。他们的任务是将俄罗斯和美国的太空舱组合在一起。

由于相当复杂，美国宇航局希望在轨道的施工中有惊人之举。在十多年的太空漫步飞行实验中，为了组装航天站，工程师和航天员已经建立了系统的实践程序，准备了空间装配的工具、检测设备，使宇航员具备了建筑经验，国际空间站的组装是在这些有利的条件下进行的。

在建造国际空间站的计划中，安排了37架航天飞机参与1998—2005年国际空间站的安装工作。在这一段时间内，为了安装和维护太空站，大约要进行160次太空漫步，出舱活动时间总计960小时或1920人工时。在16个国家的共同努力下，它将建成能为七名航天员提供长期生活和实验室的太空站。虽然由于“哥伦比亚”号航天飞机的失事，国际空间站的组装工作推迟了。尽管如此，在“哥伦比亚”号失事第二天，俄罗斯就从拜科努尔发射场发射了“进步-M47”货运飞船，随后这艘飞船就在太空与国际空间站进行了成功对接，当时在空间站工作的3名宇航员收到了2568千克的食品、燃料、科研装置和邮件。俄罗斯在准备增加飞船发射次数的同时，正在考虑削减计划中的商业发射，以全力保证国际空间站的建设和长期考察团的往返。