国际空间站再度超期服役七年
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国际空间站再度超期服役七年,2020年国际空间站本就已经是超期服役了,它已经带着“伤病”工作了20多年,现在又变成了在原有服役期限基础上再度延长7年,在过去的十几年中,国际空间站就事故频发,
国际空间站再度超期服役七年1
太空领域的竞争越来越激烈,各国在科技方面的竞争已经延伸到了太空领域,在太空领域获取的成就能够彰显一个国家的航天技术的实力,随着各国涌入太空领域,占据更加有力的环境成为了当下的热潮,自中国自主建造空间站之后,对于太空领域的竞争变得更为激烈了,我们都知道世界上只有两个空间站,国际空间站和今年诞生的中国天宫空间站,我们也知道国际空间站即将退役,届时中国空间站将成为全球唯一可用的空间站。
但近日一条消息引起了人们的热议,更在航空界炸开了锅,那就是国际空间站将在原有服役期限基础上延长7年的服役时间,直至2020年国际空间站本就已经是超期服役了,它已经带着“伤病”工作了20多年,之前一直传闻国际空间站将在2018年退役,后来又推迟到了2024年、2028年,现在又变成了在原有服役期限基础上再度延长7年,任何机械在生产和测试过程中都有它的使用极限,国际空间站并不是由于其性能出乎意料的好才继续服役,而是被迫服役,在过去的十几年中,国际空间站就事故频发,而一再决定让其超期服役,这无非是美国的私心,美国不愿意看到中国航天事业有所进步,取得成就。
美国:强国梦与霸主梦
美国自诩是世界唯一强国,在上个世纪美国的确是所有国家公认的超强国,不论是经济实力还是军事实力又或者是科技实力,美国都算得上是佼佼者,在那个时候能与之抗衡的也只有苏联了,因此,整个世界也经历了难熬的冷战和两极格局,在苏联解体之后,美国就顺理成章的成为了世界最强国,美国习惯以世界第一自居,因此直到现在,其称霸世界的梦也还在美国的计划中。在上个世纪美国的强大让人畏惧,在1894年超越英国,美国GDP总量始终高于全球首位,其占比最高达到40%以上,不仅是经济领域,美国在军事领域也非常具有威慑力,美国在全球建立众多基地并在多个国家驻军,成功打击了潜在对手,在经济和军事发展的同时,美国也没有落下航天领域。
美国一直是高科技的代名词,美国硅谷更是闻名世界,美国的航天技术也十分强大,在冷战时期,美国与苏联的对抗就延伸到了太空领域,以举国之力进行科技创新,并且掀起了国际航天探索热潮,在苏联发射首颗人造卫星之后,美国也不甘示弱,投入百亿美金开启“阿波罗计划”,在1969年美国实现了人类首次登月任务。此后,两国都投入了大量精力研发和发射了多颗探测器,并且尝试建立太空站,但各国对于太空的狂热在苏联解体之后逐渐冷淡了。
16国合力建造空间站,敌不过时间的摧残
为了能够更好的探索太空,国际空间站的建造计划就此诞生,国际空间站是以俄罗斯为主导的,美国、韩国、日本等16个国家共同建造而成的,在国际空间站的建造上,俄罗斯主要是提供技术,财大气粗的美国则是提供财力支持,各国各司其职,在多方的努力之下,国际空间站终于建造而成,值得一提的是,美国为了打压中国的'航天事业,在国际空间站的建造计划上将中国排除在外,并切断了NASA与中国或与中国航天背景有关的任何机构的交流,美国在航天领域也用着孤立的那一套。
国际空间站“带病服役”,险些被掀翻
国际空间站投入使用了20余年,如今也到了该退役的时候了,但西方国家却一再延迟国际空间站的退役时间,即使空间站已经发生了多起事故,比如多次漏气的星辰号、以及前不久让国际空间站失控47分钟的俄罗斯科学号实验舱,由于科学号实验舱出现故障,导致国际空间站出现了45度的偏转。在历经千辛万苦与国际空战站对接之后,所有人都欣喜若狂,但没过多久却发生了意外,最终导致科学号与国际空间站对接失败,失败的原因是由于飞船推进器失灵,发动机自己启动,甚至将国际空间站整体掀翻,这一幕真是堪比科幻大片。
如果科学号能够与国际空间站对接成功,那么不但能够进行相应的科学研究,还能够在科学空间站退役之后为俄罗斯提供独立的太空研究场所,但事与愿违,俄罗斯的计划落空了,被掀翻的空间站让俄罗斯地面指挥中心和NASA都心如死灰,陷入绝境,最后启动了对接目标—星辰号服务舱的发动机,同时也把MS-17货运飞船的发动机也启动,三个动力相互发力和竞争才最终保住了空间站,压制住了空间站翻转的趋势。
通过这一次的折腾,空间站的伤势更重了,美国与俄罗斯相互推卸着责任,美国认为是俄罗斯地面控制中心操作失误而引起,而俄罗斯方面认为是星辰号念旧失修、零部件老化而导致对接失败。总的来说,国际空间站就是临近使用极限了,不管是哪一方的失误都让空间站经受了一次大磨难,让国际空间站继续使用是最大的错误。
中国航天领域发展势如破竹,美国坐不住了
就算是在美国的百般阻挠和打压之下,中国的航天事业也取得了很多成就,在空间站的建造上将中国排除在外、恶意打压的“沃尔夫条款”等等都没能阻挡中国航天事业的发展,在种种限制之下,中国航人天学会的是自主创新和自我发展,造不如买的观念早已在中国不复存在,神舟系列载人飞船的发射、嫦娥登月设备的发射以及天问一号火星探测器的发射,到最后中国凭自己的力量建造的国际空间站,这都表明了中国的航天技术已经有了很大的发展。
即将退役的国际空间站,让中国天宫空间站成为世界上唯一一个能用的空间站,很多国家都申请了与中国进行合作,而美国以高位自居习惯了,总以一副高高在上的姿态要求其他国家妥协,届时,美国将会没有空间站可以使用,现在的美国当然着急了,所以想尽一切方法延长国际空间站的使用年限。
国际空间站再度超期服役七年2
2021年4月底,中国发射“天和”号核心舱,正式开启天宫空间站的建造进程。“天和”号核心舱是迄今为止在轨运行的最大也是最重的单体空间站组件,它长达16.6米,直径4.2米,重约22吨,内部加压空间50立方米。两年后中国空间站“三房一厅”建成时,天和核心舱就是那个“厅”。
中国空间站三房一厅
但是你知道吗,“天和”号核心舱并非人类发射的最大空间站组件,与美国曾经的“天空实验室(Skylab)”相比,它完全就是小巫见大巫。Skylab的长度达到25.1米、直径6.61米、重达76.5吨!不仅如此,它的内部空间高达351.6立方米,是“天和”号的7倍。如果说中国的核心舱是“厅”,那么美国的Skylab就是妥妥的“大别墅”了。
Skylab比天和号大许多
太空竞赛产物
美国为什么要打造这么大的空间站?这其实跟美苏太空竞赛有关。
上世纪五十年代,美苏争霸,两国在各方面展开了全方位竞赛,特别是军事与科学领域。一开始苏联保持领先,他们发射了人类第一颗人造地球卫星、将尤里·加加林送上太空。美国不甘示弱,1969年将宇航员送上月球。1971年苏联向环地球轨道发射了“礼炮1号”空间站,宇航员不仅可以居高临下长时间监视地面情况,还把机枪架在了太空上。美国人坐不住了,1973年,他们将巨大的Skylab射上了天。
实际上,美国“火箭之父”冯·布劳恩早在1959年就提出了“天空实验室”这个概念,NASA和五角大楼密切合作,希望建立一个小的空间站,让两名航天员用大型望远镜从太空侦察地面情况。后来因为“阿波罗计划”不打算继续搞下去了,冯·布劳恩建议将土星五号第三级火箭外壳改造成空间站,这就是Skylab为什么如此巨大的原因。
Skylab由土星5号第三级改造而来
一波三折
美国人对土星5号充满信心,同样也对Skylab满怀期望,它是如此巨大,并且携带了足够多的氧气、水和食物,至少可以在440公里高的轨道上驻留十年。天空实验室上架设了一台X射线天文望远镜;可以满足长时间对地观测需求;它两片巨大的太阳能电池能提供12.4千瓦电力;空间站外层安装的一块巨大防护盾可以抵挡微流星撞击。
Skylab与阿波罗飞船组合体
但在发射升空的的第63秒,流星防护盾意外松动脱落,不仅扯掉了舱体一侧的太阳能帆板,还卡住另一边的2号电池。这样一来,Skylab一升空就面临残废:它失去大部分电力供应,舱内还被太阳辐射烤到52℃,人在里边完全没法呆。
Skylab入轨11天后,三名宇航员乘坐飞船升空,在费了九牛二虎之力(8次对接失败)与空间站对接后,他们第一个任务就是通过出舱维修拿一块布遮挡阳光,两个星期后再次出舱修复被卡住的太阳能电池。即便如此,Skylab的电力供应只有设计值的一半。
Skylab维修前后
执行第一次飞行任务的三名宇航员在空间站呆了28天,除了维修任务外,他们还进行了一系列生命科学实验和对地、对日观测。
第二批宇航员在Skylab里呆了60天,第三批宇航员在空间站创纪录地工作了84天。由于NASA不断额外添加任务推迟返回时间,宇航员一度因不堪重负而闹情绪,出现消极怠工的情况。
NASA拖时间是有原因的,因为他们发现空间站出了许多新故障,三个陀螺仪坏了两个,第四次任务有可能被取消。
被迫放弃
对于烧钱不眨眼的NASA来说,Skylab实在是便宜,制造它总共只花了22亿美元,大约相当于今天120亿美元(780亿人民币)。这不仅因为它是利用土星5号第三级改装,火箭和飞船也都是阿波罗登月计划留下的。
Skylab也使用了一些新技术,包括后来坏掉的陀螺仪。准确地说那是三个用于控制飞行器姿态的反作用轮,Skylab上总共装了3个,今天我们的“天和”号上装了6个。
空间站上的力矩控制陀螺
力矩控制陀螺仪是一种利用陀螺仪旋转时产生的惯性力矩来稳定或者调整航天器角度的装置,美国的Skylab上是首次安装,目前全球也只有美、俄、中三家有这种技术。它的好处是不需要发动机推力就能精确调整航天器姿态,节省燃料,缺点是这东西一直要保持高速稳定旋转,容易坏。Skylab上边装了三个陀螺,其中一个是冗余,但坏了两个就容易失控,你很难控制空间站让它跟飞船对接。
1973年底,空间站三名宇航员罢工,他们关闭了与地面的通信,抗议高强度工作。1974年2月8日,最后一批机组成员返回地面。至此为止,Skylab总共使用了171天,也就是半年不到的时间。按成本分摊,Skylab的成本并不低,平均每名宇航员每天花掉2340万美元,是今天国际空间站花费(750万/天/人)的3.1倍。
坠入大气层
NASA原计划利用航天飞机去维修Skylab的陀螺仪,并且将它推到更高的轨道维持寿命,但由于经费不足以及航天飞机跳票等原因一直未能实施。1973年后,由于太阳活动增加,地球大气受热变得更厚,Skylab受到空气阻力影响减速并快速下降高度,1979年7月11日坠入大气层。
美国为什么放弃Skylab
当第三批宇航员离开空间实验室返回时,他们留下了许多食物,并且空间站里储存的氧气和水也足够使用一段时间。之所以Skylab被放弃最主要的原因有两方面:
NASA手里没有足够经费维持它继续运营,航天飞机计划花了许多钱但一直跳票,陀螺仪坏了没法修,阿波罗飞船用完了没钱造新的火箭和飞船,国会又不愿意追加拨款,地主家也没有余粮,这是主要原因。
对于今天的空间站来说这个别墅太奢侈
Skylab本来就是一次性的,虽然它做得很大,但并没有考虑重复和长期使用。它自身没有动力,无法维持轨道高度;无法加氧加水,宇航员的排泄物也没法抛弃。Skylab自身在设计上没有长期打算也是其短命的重要因素。
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