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空間站（space station）又稱太空站、航天站，是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。空間站分為單模塊空間站和多模塊空間站兩種。單模塊空間站可由航天運載器一次發(fā)射入軌，多模塊空間站則由航天運載器分批將各模塊送入軌道，在太空中將各模塊組裝而成。在空間站中要有人能夠生活的一切設(shè)施，空間站不具備返回地球的能力。建成空間站是發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)。2021年4月29日11時，長征五號B遙二運載火箭搭載空間站天和核心艙，在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。北京時間2021年6月17日18時48分，航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙，標(biāo)志著中國人首次進入自己的空間站。空間站
一種能夠在軌道長期駐留的載人航天器
繞地球運行的空間站
空間站又稱太空站、軌道站或航天站，是航天員在太空軌道上生活和工作的基礎(chǔ)。它是一種具備一定生產(chǎn)試驗或條件的、可供航天員生活和工作的、能夠在軌道長期運行的航天器，根據(jù)結(jié)構(gòu)組成，可分為單一式和組合式兩種。單一式空間站由運載器一次發(fā)射入軌，組合式空間站由多次運送入軌的單元或組合件在軌道上組裝而成，又分為積木式和桁架掛艙兩種構(gòu)型。一般來說，空間站大都在約400公里高度的軌道上運行。
基本信息
中文名
空間站
英文名
Space Station
別名
航天站、軌道站、太空站
運用領(lǐng)域
微重力環(huán)境下的研究實驗室
1971年，蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上第一座空間站“禮炮”1號，從此載人太空飛行進入了一個新的階段。“禮炮”1號在太空運行了6個月，完成使命后在太平洋上空墜毀。此后蘇聯(lián)共發(fā)射了三代7座空間站，開展了大量的空間試驗與研究。
1993年，以美國和俄羅斯為首，包括歐洲空間局11個成員國、加拿大、日本、巴西等總計16個國家和地區(qū)共同參與研制了國際空間站，并于1998年開始在軌建設(shè)，2011年，國際空間站完成在軌建造階段。國際空間站，是一個在近地軌道上運行的科研設(shè)施，也是人類歷史上第九個載人的空間站，其主要功能是作為在微重力環(huán)境下的研究實驗室，研究領(lǐng)域包括生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)等。
功能特點及系統(tǒng)組成
空間站是一種在太空中長期運營的人造結(jié)構(gòu)，相比一般的航天器，空間站具有有效容積大、可裝載復(fù)雜儀器的特點。由于空間站長期載人，儀器可直接由人操作，可以避免機械動作帶來的誤差，因此也可以完成比較復(fù)雜、非重復(fù)性的太空實驗和設(shè)備維修等工作任務(wù)。空間站作為空間科研基地，其主要功能是作為在微重力環(huán)境下的研究實驗室，研究領(lǐng)域包括生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)等，具體體現(xiàn)為：提供研究條件，測試航天技術(shù)，協(xié)助進行太空科學(xué)實驗，提供微重力環(huán)境，以及支持太空探索等。
空間站的意義在于可以提供一個在太空中長期存在的平臺，為科學(xué)家和工程師提供一個進行太空科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的理想環(huán)境。同時，它還可以促進國際合作，為不同國家的宇航員提供訓(xùn)練和合作機會，推動人類在太空領(lǐng)域的探索和發(fā)展。
用途
空間站的主要用途包括以下方面：
- 對地觀測
- 科學(xué)研究
- 天文觀測
- 微重力材料加工及制藥
- 新技術(shù)試驗
- 在軌服務(wù)
- 飛往月球和其他行星的中轉(zhuǎn)站
系統(tǒng)組成
為了實現(xiàn)以上用途，空間站必須具有以下系統(tǒng)及功能：
- 生命保障系統(tǒng)，包括空氣的控制、供給及循環(huán)系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，食品供應(yīng)系統(tǒng)，廢物處理系統(tǒng)以及防火系統(tǒng)。
- 推進系統(tǒng)，空間站在距地面約400km處運行，雖然在這個高度上地球的大氣已經(jīng)十分的稀薄，但也足夠在長期的運行中逐漸降低空間站的速度，進而使得高度隨之降低，所以空間站需要周期性的推進以保持合適的運行高度。
- 通信及跟蹤系統(tǒng)。空間站必須與地面指揮中心交流，航天員太空行走的時候也必須與其他人員進行聯(lián)系。空間站上的通信系統(tǒng)可分為兩套，其一工作于S波段，進行聲音、指令、自動測量記錄及數(shù)據(jù)的傳輸，其二工作于Ku波段（高顏波段），進行視頻及雙向數(shù)據(jù)傳輸。空間站使用內(nèi)部音頻系統(tǒng)來完成空間站內(nèi)部及空間站與太空行走人員的交流。
- 計算機系統(tǒng)。它們將完成維持空間站的正常運轉(zhuǎn)、實驗數(shù)據(jù)的采集及處理、保障警報系統(tǒng)的控制等工作。
- 緊急逃生通道。為了保證當(dāng)空間站出現(xiàn)突發(fā)事件后所有航天員能夠安全、迅速的撤離，在空間站上一般對接著一個飛船，以保證航天員能緊急撤離。美國航空航天局還設(shè)計并建造了一艘供緊急時刻使用的載人返回式“X-38”飛船，它能同時承載7名航天員。
概念起源和發(fā)展歷史
概念起源
早期設(shè)想
19世紀(jì)后半葉，少數(shù)思想自由的先驅(qū)就已經(jīng)開始設(shè)想在太空建立空間站的可能，愛德華·就雷特·黑爾(Edward Everett Hale)描述了一顆人造地球衛(wèi)星，具備現(xiàn)代空站的大部分功能，如氣象觀測、導(dǎo)航和通信等。后來的作家等則認(rèn)為這樣的空間站或許會成為進入太空更深處的墊彈石，比如，宇宙飛船添加燃料時可以去空間貼，或者乘客和機組人員也可以在這里換乘飛往某顆行星的字窗飛船。
航天之父——康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基是最早深入研究大型空間站設(shè)計的科學(xué)家之一。早在1894年，他就描述了環(huán)繞地球軌道的“太空小屋”，從各方面來看，“太空小屋”其實就是一座空間站，可以用來進行天文觀測。1895年，齊奧爾科夫斯基又在《地球與天空之夢》(Dreams of Earth and Sky)中描寫了一座繞地球運行的空間站，距離地面有2000~3200千米，“逐漸出現(xiàn)了從地球自帶補給、材料、機器和建筑的聚居地”。后來到1929年時，他又在自己的著作《航天學(xué)目標(biāo)》(The Goals of Astronautics)中，寫道：“到目前為止，登上大型天體尚且屬于難以企及的夢想…即便是登上像我們的月球這樣較小的天體，也要等到非常遙遠(yuǎn)的未來才能實現(xiàn)。我們可以實際探討的是去往某些較小的天體和衛(wèi)星，例如…”正是在這里，他提出了人類為了實現(xiàn)行星際航行必須設(shè)置空間站的這一重要論斷。
概念明確
1923年，德國著名的航天專家、宇航先驅(qū)赫爾曼·奧伯特（Hermann Oberth）出版著作《飛向星際空間的火箭》中，首次提出：讓載人空間站出現(xiàn)在科學(xué)文獻中，而非小說中。他構(gòu)想的空間站內(nèi)有人永久居住，空間站在距地球1000千米的軌道上運行，定期由來自地球的火箭提供補給，并通過旋轉(zhuǎn)為空間站內(nèi)的宇航員提供人工重力，宇航員將在此從事科學(xué)觀測，并為星際飛船補給燃料。正是在這本書中，奧伯特發(fā)明了“空間站”一詞。
工程化構(gòu)想
受赫爾曼·奧伯特的激勵，1929年，赫爾曼·諾丁在《太空旅行問題》一書中，對空間站的建設(shè)工程問題展開了廣泛且詳盡的論述，他率先明確了將空間站付諸實際建造所需考慮的諸多細(xì)節(jié)，例如：他在空間站設(shè)置了氣閘、通過利用太陽光的“鏡子”供應(yīng)電力，也提及通過空間站的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生人工重力。他描述了許多細(xì)節(jié)，比如內(nèi)部的照明問題、水的循環(huán)利用問題、再生凈化通風(fēng)系統(tǒng)、姿軌控制和推進系統(tǒng)等，這些內(nèi)容都在幾十年后都被實際項目一一驗證了。
他還提出：“整個結(jié)構(gòu)，包括上面的設(shè)備在內(nèi)，都必須先在地球上完成組裝，并進行可靠性測試。此外，還必須以能輕松拆卸成各個部件的方式建造，如果有可能的話，還可以拆成裝備齊全的獨立‘單元'，這些單元可以通過宇宙飛船運到外太空組裝起來。”
發(fā)展歷程
1958年10月，美國航空航天局（以下簡稱NASA）成立，美國國會要求NASA明確出臺美國的民用載人航天計劃，在NASA提交的長期目標(biāo)中，就包括了建設(shè)一座多人永久軌道空間站。在NASA早期的空間站概念中，大多是基于載人飛船開發(fā)空間實驗室。
最早進入實際工程項目規(guī)劃的，是1963年公開的美國的“載人軌道實驗室”（以下簡稱MOL）項目，項目計劃基于“雙子星座號”飛船建設(shè)一座軍用空間站，目的是在軌道開展軍事實驗，通過軍事人員手動收集戰(zhàn)略偵察信息的方法克服早期無人間諜衛(wèi)星的局限。由于當(dāng)時美國尚未掌握交會對接技術(shù)，因此MOL設(shè)想對雙子星飛船進行改進，將航天員直接放入空間站內(nèi)發(fā)射到太空中，完成一個月的偵查任務(wù)后返回。隨著成本增加和預(yù)算削減以及間諜衛(wèi)星的技術(shù)發(fā)展，1969年，時任美國總統(tǒng)尼克松取消了MOL項目。
與MOL項目同期，NASA還采納了一項研究由道格拉斯飛機公司開展的“載人軌道研究實驗室（以下簡稱MORL）”研究，研究以泰坦2號或阿特拉斯號火箭為基礎(chǔ)，相比MOL，MORL采用了對接和人員物資在軌轉(zhuǎn)移的方法。該研究后改為由土星1B火箭發(fā)射空間站模塊，空間站上裝配了氣閘、對接適配器和離心機，以便幫助宇航員在返回地球前重新適應(yīng)地面環(huán)境。宇航員會乘坐阿波羅號飛船升空，飛船上還另外搭載了為特定功能設(shè)計的任務(wù)模塊。用于推進、科學(xué)實驗、通信和補給的模塊都已確定下來。MORL規(guī)劃長度19米，運行在400千米高的近地軌道上，飛行乘組由4名宇航員組成，艙內(nèi)氣壓保持在與海拔3000米相當(dāng)?shù)乃?/span>。
MOL和MORL項目一度得到迅速的推進，1963年NASA還曾篩選出14名宇航員準(zhǔn)備參與其建設(shè)。雖然最后由于經(jīng)濟原因兩個項目都被取消，但后來的阿波羅計劃和天宮實驗室都繼承了其中許多研究的成果和技術(shù)。
在同一歷史時期，時任蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫為監(jiān)視美國核動力航空母艦的動向，計劃研究名為“阿爾馬茲”（阿拉伯語，意為鉆石，以下稱為“金剛石”）的小型軍用空間站計劃，使用質(zhì)子號運載火箭發(fā)射，計劃由載人軌道空間站OPS和載人運輸補給飛船TKS組成，每座空間站的運行時間計劃為兩年。由于計劃中的重量持續(xù)增長以至于難以實現(xiàn)，以及負(fù)責(zé)該研究的蘇聯(lián)宇航事業(yè)的總設(shè)計師與組織者——科羅廖夫意外逝世等多種因素的影響，1966年，“金剛石”計劃被取消，但該計劃后續(xù)研究的影響一直延續(xù)到國際空間站。
1969年，贏得月球競賽勝利的美國宣布將于1973年建設(shè)美國的第一座空間站——天空實驗室。為了在下一輪的競賽中獲得主動，決定全力以赴發(fā)展空間站計劃，并希望成為19世紀(jì)驚天動地的壯舉。通過結(jié)合聯(lián)盟號飛船與阿爾馬茲空間站研究結(jié)果，蘇聯(lián)迅速制造了“長期軌道空間站”（DOS），后更名為“禮炮-1號”。該空間站于1971年4月19日在蘇聯(lián)拜科努爾發(fā)射場成功發(fā)射，成為人類歷史上首個空間站，開啟了近地軌道空間站新紀(jì)元。
此后，蘇聯(lián)又連續(xù)發(fā)射了“禮炮-2號”至“禮炮-7號”空間站，以及人類歷史上首個第三代空間站——“和平號”。
1973年5月14日，美國發(fā)射了自己的第一座空間站——天空實驗室，用于太空探索與研究。天空實驗室是利用阿波羅登月計劃的剩余部件建造的，1973~1979年間，天空實驗室在地球軌道上運行了6年時間，它是美國空間站技術(shù)的先驅(qū)，同樣為人類載人航天事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻。、
1993年，以美國和俄羅斯為首，包括歐洲空間局11個成員國、加拿大、日本、巴西等總計16個國家和地區(qū)共同參與研制了國際空間站，并于1998年開始在軌建設(shè)，2011年，國際空間站完成在軌建造階段。國際空間站，是一個在近地軌道上運行的科研設(shè)施，也是人類歷史上第九個載人的空間站，其主要功能是作為在微重力環(huán)境下的研究實驗室，研究領(lǐng)域包括生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)等。
中國的空間站發(fā)展計劃于2010年批準(zhǔn)立項，分為空間實驗室和空間站兩個階段：2016年前，研制并發(fā)射空間實驗室，突破和掌握航天員中期駐留等空間站關(guān)鍵技術(shù)，開展一定規(guī)模的空間應(yīng)用；2020年前后，研制并發(fā)射核心艙和實驗室，在軌組裝成載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術(shù)、近地空間長期載人飛行技術(shù)，并開展較大規(guī)模的空間應(yīng)用研究。
2016年6月24日，神舟9號與天宮一號目標(biāo)飛行器實現(xiàn)受控交會對接，表明中國已經(jīng)完全具備完成手控交會對接的能力，對未來空間站的建設(shè)意義重大。
由于NASA已在2022年2月1日宣布將國際空間站的壽命延長至2030年，此后國際空間站將受控墜毀于南太平洋，屆時，中國空間站將成為太空中最后一座在軌的空間站。
結(jié)構(gòu)特點
空間站的總體結(jié)構(gòu)形式最初是艙段式的，后來改為多接口復(fù)合式，又向著桁架掛艙式發(fā)展。從結(jié)構(gòu)特點上來說，空間站可以分為單模塊、多模塊和一體化組合空間站三種。
單模塊空間站
單模塊空間站是指由運載器一次發(fā)射入軌即可運行的空間站，在早期的實驗性的空間站都是單模塊空間站。蘇聯(lián) “禮炮 1 號” 至 “禮炮 7 號” 、美國 “天空實驗室” 、 中國 “天宮一號” 和 “天宮二號” 都屬于單模塊空間站,一般只有 1 個艙段,可由火箭一次發(fā)射入軌, 其中 “禮炮 6 號” 和 “禮炮 7 號” 為第二代實用型 空間站,有兩個對接口,空間站壽命和航天員駐留時間較長。
多模塊空間站
多模塊組合空間站是指由運載器將各模塊逐個發(fā)射入軌并在軌組裝而成的空間站。如蘇聯(lián)的“和平”號空間站就是一個多模塊組合空間站，它由1個核心艙及5個有效載荷艙組成，分別是“量子”1號艙、“量子2號艙、“晶體”號艙、“自然”號艙、“光譜”號艙。該空間站的軸向可以對接載人飛船和貨運飛船，載人飛船負(fù)責(zé)航天員的天地往返，貨運飛船為空間站提供食物、水、氧氣、推進劑等補給品。“和平”號空間站由“質(zhì)子”號運載火箭每次發(fā)射1個艙段(即1個模塊)入軌。
一體化組合空間站
一體化組合空間站又稱一體化綜合軌道基地，其設(shè)想首先由美國提出，后來體現(xiàn)在國際空間站設(shè)計方案中。國際空間站由美國、俄羅斯、歐空局成員國、日本、加拿大、巴西等6方16個國家合作建造。其建造過程如下：先將“曙光”號功能能源艙送入軌道，然后將團結(jié)號節(jié)點1艙送入軌道，并實現(xiàn)兩者組裝，再將氣閘艙、實驗艙、居住艙、大桁架等構(gòu)件發(fā)射入軌并在軌道上裝配。全站有統(tǒng)一的姿控系統(tǒng)，有統(tǒng)一的服務(wù)設(shè)施，集中供電、供氣和溫度控制，以提高全站使用效率。
發(fā)展劃代與具體型號
第一代空間站
第一代空間站包括蘇聯(lián)發(fā)射的“禮炮”1號到5號五座實驗性空間站和美國發(fā)射的“天空實驗室” 實驗性空間站。第一代空間站均為單模塊空間站，其特點是僅有一個對接口, 無法進行貨運補給, 也沒有在軌推進系統(tǒng)，空間站內(nèi)所搭載的儀器設(shè)備和主要物品則均需要發(fā)射前裝入空間站內(nèi)。另外，第一代六座空間站均屬于實驗性空間站，主要目的都是初步探索性質(zhì)的。
第一代空間站的在軌時間雖然短暫, 但相比其他航天器有了較大的進步,而且這些試驗 性空間站的建造與運行為前蘇聯(lián)建造永久性空間站 積累了大量的寶貴經(jīng)驗,包括催生了空間微重力材料學(xué)學(xué)科、植物種植實驗等。
需要注意的是，在第一代空間站中，“禮炮”2號、3號、5號均為軍用空間站——隸屬于前文提到的“金剛石”計劃。
第二代空間站
第二代空間站包括“禮炮”6號和7號。這兩座空間站要解決的問題除進一步提高安全性和可靠性外，另兩項重大的變化是長壽命和擴展應(yīng)用領(lǐng)域。
第二代空間站的特點是：以第一代空間站經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過改進系統(tǒng)的自動化程度提高安全性和可靠性以及減輕航天員工作強度,同時增加飛船對接口以提高空間站在軌運行壽命和擴展應(yīng)用領(lǐng)域。第二代空間站具有兩個對接口，一個用于與載人飛船對接，另一個用于與貨運飛船對接，用于軌道加油和往返運送試驗設(shè)備、試驗物品。
第二代空間站在延長了空間站壽命和航天員在軌時間的同時,也搭載了可確保生活和科研電源供應(yīng)的多塊太陽能電池板、當(dāng)時先進的多光譜望遠(yuǎn)鏡或 X 射線探測系統(tǒng),并增加了醫(yī)療設(shè)備和鍛煉器材，從此空間站從實驗型向?qū)嵱眯娃D(zhuǎn)變。
第二代艙段式實用性空間站外形簡單,不需復(fù)雜的在軌對接組合或裝配等過程,風(fēng)險和難度較小,、安全性較高，但空間站規(guī)模小,各種載荷安裝十分緊湊,不僅限制了有效載荷規(guī)模,也增加了故障修理的難度。另外,不同艙段太陽能電池的相互遮擋也十分嚴(yán)重。總而言之，第二代空間站為后續(xù)的 “和平號” 和 “國際空間站” 積累了建設(shè)經(jīng)驗。
第三代空間站
在 “禮炮” 系列第一代、第二代空間站成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,蘇聯(lián)建造了第三代空間站，即長久性模塊化的 “和平號” 空間站,標(biāo)志著空間站的新階段,其目的就是在太空中提供一個大型且可居住的科學(xué)實驗室。
“和平號” 空間站采用組合式積木結(jié)構(gòu)，主體具有六個對接口，可以與多個艙體在空間實施模塊式對接，形成多次重復(fù)組合龐大的空間站體系，各艙體是相互獨立的。顯然，很容易按需擴展，可對接上各種科研、資源、載人生活和貨運飛船，從而也就彌補了第一、二代空間站的不足之處，使得空間站體系的功能和規(guī)模均有較大改善和提高，最終建成的“和平號”空間站具有五個試驗艙以及一個機械臂，相比以往的空間站大為豐富。
第四代空間站
第四代空間站包括“國際空間站”，作為第四代和長期載人空間站, 國際空間站采用桁架掛艙式構(gòu)型,擁有幾十個艙段和大型構(gòu)件,主要包括航天員居住艙、實驗艙、服 務(wù)艙、對接過渡艙、桁架、太陽能電池等部分,其中以組裝式桁架為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),各種增壓艙和服務(wù)設(shè)施 掛靠在桁架上。這種結(jié)構(gòu)既可保證空間站剛度,又不影響各子系統(tǒng)、實驗設(shè)備等的工作性能,也便于設(shè)備裝配和維修。
中國空間站在建成后也將屬于第四代空間站。
“禮炮”系列空間站
正如上文所述，“禮炮”系列1-7號空間站，完成了從第一代到第二代的跨越，因此前五座與后兩座雖然同為“禮炮”系列，但也有著較大的差異。
長度/米 | 直徑/米 | 質(zhì)量/噸 | 軌道高度/千米 近地點 —— 遠(yuǎn)地點 | 軌道傾角/度 | 軌道周期/分鐘 | 發(fā)射時間 | 墜毀時間 | 在軌時間 | 繞地飛行 | 對接飛船 | |
禮炮 1號 | 13.6 | 4.15 | 18.4 | 200-222 | 51.6 | 88.5 | 1971 年 4 月 19 日 | 1971 年 10 月 11 日 | 175天 | 2929圈/1.19億千米 | “聯(lián)盟”11號，三名宇航員工作24天 |
禮炮 2號 （金剛石-1號軍用空間站） | 14.55 | 18.5 | 261-296 | 89.8 | 1973 年 4 月 3 日 | 1973 年 5 月 28 日 | 54天 | 866圈/3500萬千米 | 無（入軌后不久就發(fā)生了爆炸） | ||
禮炮 3號 （金剛石-2號軍用空間站） | 18.9 | 219-270 | 89.1 | 1974 年 6 月 25 日 | 1975 年 1 月 24 日 | 213 天 | “聯(lián)盟” 14 號，一名宇航員工作15天 | ||||
禮炮 4號 | 15.8 | 18.2 | 1974 年 12 月 26 日 | 1977 年 2 月 2 日 | 770 天 | 12444圈/3.14億千米 | 聯(lián)盟 17 號、聯(lián)盟 18 號、聯(lián)盟20號（無人） 2批四名宇航員工作92天 | ||||
禮炮 5 號 （金剛石-3號軍用空間站） | 14.55 | 19.0 | 223-269 | 89 | 1976 年 6 月 22 日 | 1977 年 8 月 28 日 | 412 天 | 6666圈/2.7億千米 | 聯(lián)盟 23號、聯(lián)盟24 號 2批四名宇航員工作67天 | ||
禮炮 6號 | 15.8 | 19.8 | 219-275 | 89.1 | 1977 年 9 月 29 日 | 1982 年 7 月 29 日 | 1764天 | 28024圈/11億千米 | 接 19 艘 “聯(lián)盟號” 飛船、4 艘 “聯(lián) 盟 T 號” 飛船和 12 艘 “進步號” 貨運飛船 蘇聯(lián)、波蘭、東德、古巴等 9 個國家 16 批 33 名 航天員進站工作 683 天 | ||
禮炮 7號 | 16 | 19.8 | 219-278 | 89.2 | 1982 年 4 月 19 日 | 1991 年 2 月 7 日 | 3216天 | 51917天/21億千米 | 9 艘 “聯(lián)盟號 T” 飛船、12 艘 “進步” 號貨運 飛船和 2 個空間站艙體 蘇聯(lián)、法國和印度的 12 批 31 名航天員進入站工作 816 天 |
第一代禮炮空間站
“禮炮”1號-5號的設(shè)計基本相似，由一系列不同直徑的圓柱體結(jié)構(gòu)組成。空間站主要包括四個部分：過渡艙、兩個工作艙和一段負(fù)責(zé)宇航員生理活動的區(qū)域。禮炮1號內(nèi)的總可居住空間為82m3，大工作艙是宇航員在軌工作的主要區(qū)域，安放有主科學(xué)儀器包（ONA），同時也設(shè)置了睡袋、鍛煉設(shè)備（以防肌肉萎縮）和小型醫(yī)學(xué)工具箱；較小的工作艙位于大工作艙和過渡艙之間，是空間站飛行控制的主要區(qū)域，也是宇航員就餐的區(qū)域。為了幫助宇航員辨別方向，空間站工作艙的墻壁被涂成了不同顏色：
前后為淺灰色、地板為暗灰色、左右兩側(cè)墻為綠色和淺黃色。
“禮炮”空間站使用KTDU-66型推進系統(tǒng)，包括32個小型調(diào)姿發(fā)動機，可容納1490kg推進劑，總計能夠使用1000s。空間站上的太陽能帆板最大能輸出2kW的總功率，但因為安裝位置固定于一側(cè)，必須通過調(diào)整空間站來達(dá)到最大的發(fā)電功率，但是這一行為會使空間站肩負(fù)的天文觀測和對地觀測任務(wù)受到影響。而在飛行中的40%的時間，空間站處在地球的陰影之中，需要使用蓄電池供電。另外在對接狀態(tài)下時，空間站上的電力供應(yīng)由聯(lián)盟號飛船的太陽能帆板提供。固定式太陽能板發(fā)電效率不佳的問題在后來的3號空間站上得以解決。
1971年4月19日，禮炮1號發(fā)射入軌，1971年4月23日，“聯(lián)盟十號”飛船發(fā)射升空，但由于對接失敗，被迫返航，一個多月后，6月7日，“聯(lián)盟十一號”飛船與“禮炮一號”空間站終于成功對接。在禮炮一號上駐留了23天18小時后，三名宇航員多勃羅沃利斯基，帕查耶夫和沃爾科夫回到聯(lián)盟十一號。由于連接器發(fā)生故障，宇航員不得不打開電子柜，臨時搭載一根電線讓設(shè)備啟動，另外的故障導(dǎo)致返回艙的平衡閥在分離時提前開啟，三名宇航員返回時因缺氧而失去生命，之后，飛船內(nèi)“必須穿宇航服”以及“聯(lián)盟號飛船只能乘坐2個人”，在很長一段時間成為前蘇聯(lián)航天員血的教訓(xùn)。但無論如何，“禮炮1號”的成功升空標(biāo)志著人類進軍太空的步伐又進了一步，也證明了人可以在太空長期生存。
1972年，原本計劃中的DOS-2號空間站（DOS-1即禮炮1號的備份）發(fā)射失敗，蘇聯(lián)決定將原本為軍用計劃的OPS-1即“金剛石”-1號空間站發(fā)射入軌，并占用原本DOS-2號的名稱（即禮炮2號），從而隱藏其軍用的功能。在發(fā)射后不久，可能是由于受到火箭爆炸后產(chǎn)生的碎片撞擊（正在俄羅斯的通信盲區(qū)，但NASA則跟蹤到有五個碎片與其軌道發(fā)生了交叉，從而該原因最具有可能性），禮炮-2號失壓墜毀。
禮炮3號的大體經(jīng)歷與2號相似：OPS-1項目進行的同時，由蘇聯(lián)科學(xué)院負(fù)責(zé)的DOS-3空間站也在進行中，由于OPS-1爆炸，蘇聯(lián)中央要求盡一切努力趕在美國“天空實驗室”前發(fā)射DOS-3。DOS-3相比禮炮一號，主要的改進就是將固定安裝的太陽能板改成能夠轉(zhuǎn)動的，從而使空間站能夠在不改變姿態(tài)的情況下獲得最大的發(fā)電效率。但不幸的是，由于DOS-3重量增加、控制技術(shù)的不成熟等眾多因素的影響，DOS-3在變軌時失敗，而蘇聯(lián)將其記錄為“宇宙”-557，最終，軍用空間站OPS-2再一次占用了原本定于民用的DOS-3的編號，成為了真正的“禮炮-3號”。
作為軍用空間站，禮炮 3 號裝備有 “ 瑪瑙 一 1” 型照相偵察系統(tǒng)和23毫米口徑的高速航空機關(guān)炮，航天員使用偵察系統(tǒng)上直徑1米、焦距最長6.4米的望遠(yuǎn)鏡 ，不僅能夠看清地面上的機場、導(dǎo)彈發(fā)射場和海上的航空母艦，甚至還能看清航母甲板上飛機的數(shù)目和型號。禮炮三號原計劃先后與聯(lián)盟14號和15號兩艘飛船對接，但由于自動對接系統(tǒng)失靈，“聯(lián)盟-15”號未能與禮炮3號空間站對接, 其搭載的2名航天員于發(fā)射后兩天返回地面。禮炮3號于1975年1月24日墜落在太平洋。
禮炮4號空間站是一座民用空間站，于1974年12月26日發(fā)射。1975年1月10日，聯(lián)盟17號飛船發(fā)射。在同禮炮4號對接后，宇航員開始進站工作，5月24日，聯(lián)盟18B載兩名宇航員進入軌道。他們在禮炮4號上工作了62天。這兩組宇航員在禮炮4號上工作生活共計90多天，進行了大量研究和實驗活動，取得了很大成功。禮炮4號于1976年2月16日墜入大氣層。
禮炮4號墜毀4個月后，軍用型禮炮5號空間站于6月22日發(fā)射入軌。期間它只接納了兩批宇航員。2月26日，禮炮5號的回收艙分離并安全回收。它在軌道上進行了多次調(diào)整，最后于1977年8月28日再次進入大氣層。
第二代禮炮空間站
蘇聯(lián)第二代空間站包括禮炮6號和7號。這兩座空間站要解決的問題除進一步提高安全性和可靠性外，另兩項重大的變化是長壽命和擴展應(yīng)用領(lǐng)域。如果軌道高度保持在250千米，每年消耗推進劑為4.75噸；如果軌道提高到350千米，則推進劑消耗只有600千克。禮炮6號和7號正是采用這種較高的軌道。
另外，為更大限度地提高軌道運行壽命，第二代空間站雖然仍為單模塊空間站，但具有兩個對接窗口，可與 “聯(lián)盟號” 系列載人飛船和 “進步號” 無人貨運飛船 同時對接，提高了燃料、水、食物和其他消耗品等物資的補給能力和實驗設(shè)備與物品的運輸能力，延長了空間站壽命和航天員在軌時間。同時,搭載了可確保生活和科研電源供應(yīng)的三塊太陽能電池板、當(dāng)時先進的多光譜望遠(yuǎn)鏡或 X 射線探測系統(tǒng),并增加了醫(yī)療設(shè)備和鍛煉器材。從此前蘇聯(lián)空間站從基本工程研制向?qū)嵱眯娃D(zhuǎn)變。
禮炮6號1977年9月29日由質(zhì)子號運載火箭送入軌道。1982 年 7 月 29 日墜毀,在軌1764 天（58個月）。“禮炮6 號” 由過渡艙、工作艙和中間室等3個密封壓力艙以及科學(xué)實驗儀器艙和兩個非密封艙組成,并具有2個對接口、變軌發(fā)動機以及太空燃料補給能力等。在軌期間, “禮炮6號”先后成功對接19艘“聯(lián)盟號”飛船、4艘“聯(lián)盟T號”飛船和12艘“進步號”貨運飛船，共有前蘇聯(lián)、波蘭、東德、古巴等9個國家16批合計33名航天員進站工作683天，出艙活動3次，其中兩名航天員列奧尼德·波波夫(Leonid Popov)和瓦列里柳明(Valery Ryumin)創(chuàng)造185天飛行記錄。特別是，“禮炮6號”空間站成功對接“宇宙1267”(Kosmos1267)無人空間艙并對接飛行458天，為建設(shè)模塊式的“和平號”空間站提供了實驗依據(jù)。
禮炮6號在軌運行共達(dá)58個月。在宇航員進站工作期間，完成了大量科學(xué)觀測、地球資源觀測、人體生物醫(yī)學(xué)研究和技術(shù)實驗。更具有應(yīng)用意義的工作則是進行了大量半導(dǎo)體、晶體生長實驗和用結(jié)晶爐及合金爐進行了金屬冶煉實驗。宇航員還首次熔化了玻璃，這使蘇聯(lián)科學(xué)家十分興奮。這項工作對于制造高性能的光導(dǎo)纖維有重大意義。
“禮炮7號”空間站是典型的第二代空間站，也是前蘇聯(lián)禮炮系列的最后一個空間站，1982年4月19日發(fā)射，1991年2月7日墜毀，在軌3216天繞地51917圈，飛行距離約21億公里。“禮炮7號”構(gòu)造和功能與“禮炮6號”基本類似，并配備了專用維修工具。“禮炮7號”先后成功對接9艘“聯(lián)盟號T飛船、12艘“進步”號貨運飛船和2個空間站艙體，前蘇聯(lián)、法國和印度的12批31名航天員進入站工作816天，其中三名航天員列昂尼德。基齊姆(Leonid Kizim)弗拉基米爾索洛維約夫(Vladimir Solovyov)和奧列格-阿特科夫(Oleg Atkov)創(chuàng)造了237天飛行記錄。在軌期間，航天員進行了120多項實驗，出艙活動13次，對“禮炮7號”實施了部件更換和修復(fù)工作，提高了空間站的可靠性，延長了飛行壽命。前蘇聯(lián)第二名女航天員斯韋特蘭娜-薩維茨卡婭(SvetlanaSavitskaya)兩次進入“禮炮7號”，并于1984年7月成為人類第一個太空行走的女性。
天空實驗室
天空實驗室是美國第一個空間站，也是美國歷史上唯一一次完全運營的空間站，使用“土星5號”運載火箭發(fā)射，它屬于第一代空間站，其基本參數(shù)如下：
長度/米 | 直徑/米 | 質(zhì)量/噸 | 軌道高度/千米 | 軌道傾角/度 | 軌道周期/分鐘 | 發(fā)射時間 | 墜毀時間 | 在軌時間 | 運行距離 | 對接飛船 |
35（與阿波羅飛船）/ 25（不參與對接） | 6.6 | 90（與阿波羅飛船）/ 76（不參與對接） | 434 近地點 442 遠(yuǎn)地點 | 50 | 93 | 1973年 5月14日 | 1979年 7月11日 | 2246天 | 繞地34981圈/ 14億多千米 | 3艘阿波羅飛船（命名為天空實驗室-2、3、4） 三批9名宇航員，工作717天 |
天空實驗室是利用阿波羅登月計劃的剩余部件建造的，其主體軌道艙是由土星5號運載火箭的第三級箭體改裝而成的，分為上、下兩層，上層為工作區(qū)，下層為生活區(qū)，包含廚房、洗浴設(shè)施、廁所、運動器材和許多科學(xué)實驗設(shè)備。其他主要組成部分有：
- 氣閘模塊 （AM）： 有一個氣閘，用于出艙活動，還裝備了主要的通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸、環(huán)境和熱控制系統(tǒng)，以及電力控制系統(tǒng)。
- 阿波羅天文望遠(yuǎn)鏡（ATM）：是一座多光譜太陽天文臺，主要用來觀測太陽活動和拍攝太陽的照片，還配置了用于獲取額外供電的四個可展開太陽能帆板陣列。
自1973年5月到1974年2月，“天空實驗室”先后接納了3批宇航員員，每批3人，在站分別工作了28天、59天和84天，進行了270多項研究實驗，拍攝了18萬張?zhí)柣顒拥恼掌?萬多張地面照片，還進行了長期失重人體生理學(xué)試驗和失重下材料加工的試驗。1979年7月11日進入大氣層燒毀。
“和平號”空間站
和平號空間站各艙段的設(shè)計壽命為6年，其總質(zhì)量（不包括與其對接的運輸器）達(dá)130噸。和平號空間站是禮炮號空間站的改進型，其規(guī)模并不太大，與禮炮號相仿。其長度為13.13米，最大直徑為4.15米，密封容積90立方米。
和平號空間站核心具有六個對接口，可以與多個艙體在空間實施模塊式對接，形成多次重復(fù)組合龐大的空間站體系，各艙體是相互獨立的。顯然，很容易按需擴展，可對接上各種科研、資源、載人生活和貨運飛船，從而也就彌補了第一、二代空間站的不足之處，使得空間站體系的功能和規(guī)模均有較大改善和提高。
和平號空間站與禮炮號空間站的兩個不同點：對接過渡艙的存在是和平號技術(shù)改進的重點，其上裝有新型的對接機構(gòu)，新型的“雌雄同體——周邊式”對接機構(gòu)在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于過去的對接機構(gòu)，它的外形尺寸較小，但具有很大的支撐能力，對接物體的重量可達(dá)1.8到100噸。此外，增加了機械臂是和平號空間站的另一個特點。
在和平號年久失修的情況下， 2001年3月23日，和平號成功墜毀于南太平洋指定海域。和平號空間站自發(fā)射以來，科學(xué)家用它進行了內(nèi)容廣泛、成果豐碩的空間科學(xué)和技術(shù)試驗，其中包括為建造國際空間站做準(zhǔn)備工作。
“和平”號空間站有5個試驗艙：
（1） 天文物理艙
量子1號（Kvant-1）也稱為和平號空間站的天文物理艙，1987年3月31日發(fā)射，4月9日與和平號空間站對接，1988年8月25日拋掉了服務(wù)艙，使之再入返回。其主要功用是用于載人/自動天文觀測，擴展和平號實驗設(shè)施。天文物理艙的組成包括了實驗室艙和傳送艙，它們是密封艙，其容積為40立方米，還有非加壓后載荷艙。全長為5.8米，最大直徑為4.5米。與和平號空間站對接飛行時，其重量為11050公斤（其中包括了1.5噸的科學(xué)儀器、2.6噸的和平號設(shè)備，如太陽能電池板等）。
（2） 量子2號艙
量子2號（Kvant-2）是和平號空間站的第一個徑向艙。其主要功用是擴展和平號空間站，并作為艙外活動的通道和出入口。它于1989年11月26日從邱拉坦航天中心發(fā)射； 12月8日，在機械臂的幫助下，從前軸向?qū)涌谵D(zhuǎn)移到徑向?qū)涌谔幣c之對接。至此，和平號空間站復(fù)合體成了“L”形在軌道上運行。量子2號艙由三個主要部分組成主體結(jié)構(gòu)：氣閘艙、科學(xué)設(shè)備艙和服務(wù)存貯艙。
（3） “晶體號”艙
晶體號于1990年5月31日從邱拉坦航天中心發(fā)射， 6月11日，在機械臂的幫助下，與量子2號相對應(yīng)的對接口處實現(xiàn)了對接。晶體艙由兩個密封艙組成：儀器載荷艙和儀表對接艙。全長為11.9米，最大直徑為4.35米，艙內(nèi)的密封總?cè)莘e為60.8立方米，總重量為19.64噸（其中含有7噸貨載）。
晶體號是和平號空間站的第二個徑向艙，其主要功用是在空間飛行條件下，獲得特殊性能的結(jié)構(gòu)材料、電子器件、生物制劑和植物栽培工藝；增強地球資源勘察和天體物理實驗的能力；作為航天飛機的停靠的“碼頭”。顯然，更增大了和平號空間站，為長期性載人飛行帶來了更加有利的條件。
（4）光學(xué)艙
1995年5月20日，由SL-13“質(zhì)子”號火箭發(fā)射，總質(zhì)量約200噸。主要用于研究大氣物理，還可用于研究生物醫(yī)學(xué)等。1997年6月25日，俄“進步”型貨運飛船與“和平”號對接時發(fā)生碰撞，將光學(xué)艙撞壞并導(dǎo)致空間站外殼損傷，致使光學(xué)艙段被迫關(guān)閉，部分氧氣泄漏，動力系統(tǒng)也受到影響。該艙的遙感設(shè)備專用于大氣研究，規(guī)劃有兩年的壽命期。光學(xué)艙還安裝有一個小型的外部操縱器，這個機械臂還可以用于部署小型衛(wèi)星。
（5）自然艙
1996年4月27日升空，長約13米，總質(zhì)量19.7噸。自然艙又稱為環(huán)境監(jiān)測艙，其上裝有多光譜、微波和紅外掃描器、激光雷達(dá)、臭氧敏感器和其他環(huán)境監(jiān)測敏感器。主要用于陸地、海洋和大氣層遙感探測及材料科學(xué)、生命科學(xué)和生物技術(shù)研究。
隨著蘇聯(lián)的解體和太空競賽的結(jié)束,擁有豐富載人航天和空間站建設(shè)及運行經(jīng)驗的俄羅斯和擁有強大經(jīng)濟與科技實力的美國于 1993 年推出了 “和平號——航天飛機” 計劃 (Shuttle-MirProgram), “和平號” 空間站也成為兩國第一次大規(guī)模太空技術(shù)合作交流的舞臺。作為美俄國際空間站合作計劃的一部分，美國航天飛機與和平號空間站實施了九次交會對接，1995年2月6日發(fā)現(xiàn)號航天飛機與和平號在太空對接，期間進行了設(shè)備和航天員的交換。在“和平號”的服役生涯中，除3次短期無人駐留外，前蘇聯(lián)/俄羅斯、美國、英國、法國、德國、日本等12個國家、104名航天員(其中11人女性，1名日本太空記者)、137人次進站，實施了80次太空行走，完成了24個國際性科研計劃和約22000次科學(xué)實驗可俄羅斯航天員瓦列里波利雅科夫(Valeri Polyakov)創(chuàng)造了太空連續(xù)駐留438天的世界紀(jì)錄，謝爾蓋·阿夫杰耶夫(Sergei Avdeyev)先后3次進入“和平號”累計駐留748天，美國女航天員香農(nóng)，露西德(Shannon Lucid)創(chuàng)造女性太空飛行188天的最高記錄。
俄羅斯和美國間以和平號為基礎(chǔ)展開的太空合作為建造和運營國際空間站積累了經(jīng)驗。和平號作為當(dāng)時體積最大、應(yīng)用技術(shù)最先進、設(shè)施最完善、在軌時間最長的空間站，在生物學(xué)、人類生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、氣象學(xué)和航天器系統(tǒng)等方面中進行了大量科學(xué)實驗和許多有益探索，取得了大量數(shù)據(jù)和具有重大實用價值的成果，為太空探索積累了豐富的經(jīng)驗。
國際空間站
20世紀(jì)90年代隨著太空競賽的結(jié)束，1998年美國國家航空航天局(NASA)、俄羅斯聯(lián)邦航天局(Roscosmos)、日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)、加拿大國家航天局(CSA)、歐洲航天局(ESA)和巴西航天局(AEB)等6家空間機構(gòu)啟動“國際空間站”合作，美國、俄羅斯聯(lián)合歐洲航天局11個國家(德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭、比利時、丹麥、挪威、瑞典、瑞士和英國)以及日本、加拿大和巴西等16個國家聯(lián)合分工建設(shè)“國際空間站”。國際空間站有史以來規(guī)模最大、耗時最長且涉及國家最多的空間國際合作項目。
“國際空間站” 設(shè)計壽命為10 至15 年,指揮和控制由美國和俄羅斯雙方分擔(dān),1998 年 11 月 20 日主體核心艙發(fā)射,2011 年12月完成所有組件安裝。該空間站是一個微重力和空間環(huán)境下的實驗室，主要面向生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地球與空間科學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理等領(lǐng)域展開科學(xué)研究。
國際空間站的總體設(shè)計采用桁架掛艙式結(jié)構(gòu)，以集成桁架結(jié)構(gòu)（ITS）為核心結(jié)構(gòu)，用來安裝各艙段、太陽能電池板陣列、熱輻射器、移動服務(wù)系統(tǒng)及站外暴露試驗設(shè)施等。
其基本信息如下：
英文名稱 | 質(zhì)量 | 長度 | 寬度（太陽能電池板寬度） | 軌道周期 | 平均速度 | 軌道參數(shù) |
International Space Station（簡稱ISS） | 419噸 | 73米 | 109米 | 93分鐘 | 約28000千米/小時 | 近地點400.2千米，遠(yuǎn)地點409.5千米， 軌道傾角51.64° |
組成國際空間站各艙段的發(fā)射時間、與空間站的對接時間，及其負(fù)責(zé)國家與發(fā)射工具如下表所示：
發(fā)射時間 | 在軌對接時間 | 制造國家 | 發(fā)射工具 | |
曙光號功能貨艙 | 1998-11-20 | - | 俄羅斯 | “質(zhì)子-K”運載火箭 |
團結(jié)號節(jié)點艙 | 1998-12-04 | 1998-12-07 | 美國 | “奮進號”航天飛機 |
星辰號服務(wù)艙 | 2000-07-12 | 2000-07-26 （至此完成初期建設(shè)） | 俄羅斯 | “質(zhì)子-K”運載火箭 |
命運號實驗艙 | 2001-02-08 | 2001-02-10 | 美國 | “亞特蘭蒂斯”航天飛機 |
尋求號氣閘艙 | 2001-07-12 | 2001-07-15 | 美國 | “亞特蘭蒂斯”航天飛機 |
碼頭號對接艙 | 2001-09-15 | 2001-09-17 | 俄羅斯 | “聯(lián)盟M”運載火箭 |
和諧號節(jié)點艙 | 2007-10-23 | 2007-10-26 | 意大利（歐空局） | “發(fā)現(xiàn)號”航天飛機 |
哥倫布號實驗艙 | 2008-02-07 | 2008-02-12 | 意大利（歐空局） | “亞特蘭蒂斯”航天飛機 |
希望號實驗艙 | 2008-03-11（貨運模塊） | 2008-03-14 | 日本 | “奮進號”航天飛機 |
2008-06-01（加壓模塊） | 2008-06-03 | “發(fā)現(xiàn)號”航天飛機 | ||
2009-07-15（艙外平臺） | 2009-07-18 | “奮進號”航天飛機 | ||
探索號小型研究模塊 | 2009-11-10 | 2009-11-12 | 俄羅斯 | “聯(lián)盟M”運載火箭 |
寧靜號節(jié)點艙 | 2010-02-08 | 2010-02-12 | 意大利（歐空局） | “奮進號”航天飛機 |
穹頂號觀測艙 | 2010-02-15 | |||
黎明號小型研究模塊 | 2010-05-14 | 2010-05-18 | 俄羅斯 | “亞特蘭蒂斯”航天飛機 |
萊奧納爾多號多功能后勤艙 | 2011-02-24 | 2011-03-01（從此轉(zhuǎn)入在軌應(yīng)用與維護階段） | 意大利（歐空局） | “發(fā)現(xiàn)號”航天飛機 |
”畢格羅“可拓展活動模塊 | 2016-04-08 | 2016-04-16 | 美國 | “龍”貨運飛船 |
科學(xué)號無人多功能實驗艙 | 2021-07-21 | 2021-07-29 | 俄羅斯 | “質(zhì)子M”運載火箭 |
碼頭號節(jié)點艙（上文中碼頭號對接艙已退役并燒毀，這是新的同名艙段） | 2021-11-24 | 2021-11-26 | 俄羅斯 | “聯(lián)盟-2.1b”運載火箭 |
自從2000年11月，宇航員首次抵達(dá)國際空間站時起，國際空間站內(nèi)始終保持有宇航員駐站，截至2022年底，國際空間站的累計在軌工作時間已經(jīng)超過8100天，有來自20個國家的263名宇航員抵達(dá)了國際空間站。
2022年2月1日，美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）宣布，將國際空間站的壽命延長至2030年，屆時國際空間站將受控重返大氣層，經(jīng)過燒蝕之后墜入南太平洋的尼莫點（是地表上距離各大陸最遠(yuǎn)的位置，又稱“衛(wèi)星墳?zāi)埂保?/span>
天宮空間站
2010年9月中國空間發(fā)展計劃一《載人空間站工程實施方案》正式獲批，中國空間站計劃(CimaSpace Station Plan)正式啟動實施，其中明確中國空間站工程的戰(zhàn)略目標(biāo)是：在2020年前后，建成和運營近地空間站，使中國成為獨立掌握近地空間長期載人飛行技術(shù)，具備長期開展近地空間有人參與科學(xué)技術(shù)實驗和綜合開發(fā)利用太空資源能力的國家。
“天宮一號”目標(biāo)飛行器
2011年9月29日中國第一個目標(biāo)飛行器“天宮一號”發(fā)射，在軌飛行2376天，其中有人駐留20天，于2018年4月2日墜毀。
“天宮一號”是中國首個簡易空間實驗室，只有1個交會對接口，屬于第一代空間站。該站由實驗艙和資源艙構(gòu)成，全長10.4米，最大直徑3.35米，重約8.5噸。實驗艙由密封艙和裝有對地遙感設(shè)備的非密封后錐段組成，其中密封艙是飛行器的控制艙，也是航天員的工作艙和生活艙，實驗艙前端裝有可與載人飛船交會對接的裝置。資源艙為非密封艙，主要為軌道機動提供動力、燃料和電能等，艙外裝有一對太陽電池翼及中繼衛(wèi)星天線，其尾部裝有2臺490N軌控發(fā)動機。
在軌期間，“天宮一號”先后和1艘無人飛船(2011年11月1日“神舟八號”)、2艘載人飛船(2012年6月18日“神舟九號”、2013年6月13日“神舟十號”)完成了4次自動和2次航天員手控交會對接，2批6名航天員進入“天宮一號”，航天員短期在軌駐留，并開展了對地遙感應(yīng)用、空間物理與環(huán)境探測和空間材料等實驗，獲取了大量有價值的數(shù)據(jù)信息和十分豐顧的應(yīng)用成果，作為中國首個試驗空間實驗室，“天宮一號”完成了航天器組合體控制與管理、航天員在軌駐留保障、航天員在軌維修操作等一系列技術(shù)試驗驗證，為中國載人空間站研制建設(shè)和運營管理積累了十分寶貴的經(jīng)驗。
“天宮二號”空間實驗室
2016年9月15日“天宮二號”發(fā)射，在軌飛行1037天，2019年7月19日以受控方式離軌重返大氣層。
“天宮二號”在外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量上與“天宮一號”基本一致，由實驗艙和資源艙組成。在結(jié)構(gòu)上也屬于第一代空間站，只有1個交會對接口，但采用模塊化艙內(nèi)設(shè)備設(shè)計，增加了推進劑補加系統(tǒng)，配備在軌維修技術(shù)驗證和機械臂維修操作驗證系統(tǒng)，從功能上看相比歷史上美、蘇的第一代空間站是有所超越的，介于一、二代之間。
在軌期間，“天宮二號”于2016年10月19日與“神舟十一號”載人飛船自動交會對接形成組合體，航天員景海鵬和陳冬進入空間實驗室完成30天的中期在軌駐留任務(wù)，并進行了較大規(guī)模的地球觀測、航天醫(yī)學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、植物培育、釋放伴飛小衛(wèi)星、首次太空腦機交互等實驗或試驗。“天宮二號”于2017年與“天舟一號”無人貨運飛船先后完成了3次自主快速交會對接試驗(4月22日、6月19日、9月12日)、3次推進劑在軌補加試驗(4月27日、6月15日、9月16日)，繞飛試驗(6月19日)、在軌釋放立方星(8月1日)等實驗或試驗。
“天宮二號”完成了航天員中期駐留，考核和驗證了面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)、推進劑在軌補加技術(shù)等，為未來空間站建成并運行奠定了重要基礎(chǔ)。因此，“天宮二號”是中國空間站建設(shè)的最后一次全面技術(shù)驗證，標(biāo)志著中國全而進入空間實驗室任務(wù)實施階段。
中國空間站（天宮空間站）
2021年4月29日，中國文昌航天發(fā)射場，長征五號B遙二運載火箭成功將天和號核心艙送入高度340-450公里的近地軌道，這是中國空間站第一個，也是最重要的一個艙段——核心艙，中國空間站的在軌組裝建造正式開始。
中國載人航天工程總設(shè)計師周建平介紹，空間站基本構(gòu)型有3個艙段，1個核心艙，2個實驗艙。每個艙都是20噸級，三艙組合體質(zhì)量約66噸。空間站整體呈T字構(gòu)型，核心艙居中，實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ分別連接于兩側(cè)。其中，核心艙用來控制整個空間站組合體，兩個實驗艙分別用于生物、材料、微重力流體、基礎(chǔ)物理等方面的科學(xué)實驗。
2022年7月25日3時13分，問天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口，這是中國兩個20噸級航天器首次在軌實現(xiàn)交會對接，也是空間站有航天員在軌駐留期間首次進行空間交會對接。2022年9月30日12時44分，經(jīng)過約1小時的天地協(xié)同，問天實驗艙完成轉(zhuǎn)位。
2022年11月1日4時27分，夢天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口。2022年11月3日9時32分，空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位，標(biāo)志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成，向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。按計劃，后續(xù)將開展空間站組合體基本功能測試和評估。
中國空間站核心艙命名為“天和”，全長16.6米，最大直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量22.5噸，可支持3名航天員長期在軌駐留。它既是空間站的管理和控制中心，也是航天員生活的主要場所，還能支持開展少量的空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。核心艙供航天員工作生活的空間約50立方米，加上兩個實驗艙后，航天員活動空間整體達(dá)到110立方米。核心艙又包括節(jié)點艙、生活控制艙和資源艙三部分，有3個對接口和2個停泊口。停泊口用于連接兩個實驗艙，一起與核心艙組裝形成空間站組合體。對接口用于載人飛船、貨運飛船及其他飛行器訪問空間站，另有一個出艙口供航天員出艙活動。其中，核心艙前端的兩個對接口接納載人飛船對接停靠，后端的一個對接口接納貨運飛船停靠補給。對接口可以支持其它飛行器短期停靠，并接納新的艙段對接，擴展空間站規(guī)模。
實驗艙Ⅰ名為“問天”，主要任務(wù)是開展艙內(nèi)和艙外空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗，也是航天員的工作生活場所和應(yīng)急避難場所。實驗艙Ⅰ配備了航天員出艙活動專用氣閘艙，支持航天員出艙活動，配置了小型機械臂，可進行艙外載荷自動安裝操作。實驗艙Ⅰ有著核心艙部分關(guān)鍵平臺功能，這意味著在需要的時候，它可以執(zhí)行對空間站的整個管理和控制。實驗艙Ⅱ名為“夢天”，具備和實驗艙Ⅰ類似的功能。實驗艙Ⅱ還配置有貨物專用氣閘艙，在航天員和機械臂的輔助下，支持貨物、載荷自動進出艙。
空間站工程也包括天地往返運輸系統(tǒng)和貨物運輸系統(tǒng)。天地往返運輸系統(tǒng)由神舟載人飛船和長征二號F運載火箭組成，用于航天員和部分物資往返空間站。神舟載人飛船可支持3名航天員實現(xiàn)天地往返，在空間站停靠期間也作為救生船，用于航天員應(yīng)急救生和返回。貨物運輸系統(tǒng)則由天舟貨運飛船和長征七號運載火箭組成。貨運飛船為空間站運送航天員生活物資、推進劑、載荷設(shè)備等補給物資。
中國的空間站未來還有一個重要計劃，在空間站建造完成后，會單獨發(fā)射一個十幾噸的光學(xué)艙，與空間站保持共軌飛行狀態(tài)。光學(xué)艙命名為“巡天”，具備自主飛行能力，正常任務(wù)時與空間站共軌飛行，進行高分辨率天文觀測，開展天體物理和空間天文學(xué)研究。需要燃料補給和設(shè)備維修時，光學(xué)艙可與空間站對接，進行推進劑補加和設(shè)備維修維護，提高自身壽命和工作性能。
未來發(fā)展
中國
根據(jù)中國第五部航天白皮書——《2021中國的航天》規(guī)劃，在未來五年內(nèi)，中國在載人航天方面將繼續(xù)實施載人航天工程，發(fā)射“問天”實驗艙（已發(fā)射，參上）、“夢天”實驗艙（已發(fā)射，參上）、“巡天”空間望遠(yuǎn)鏡以及“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船，全面建成并運營中國空間站，打造國家太空實驗室，開展航天員長期駐留、大規(guī)模空間科學(xué)實驗、空間站平臺維護等工作。中國空間站完成在軌建造以后，將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。航天員將長期在軌駐留，開展更加深入的空間科學(xué)研究和宇宙空間探索。
中國首個大型“巡天”空間望遠(yuǎn)鏡則計劃于2023年發(fā)射，開展廣域巡天觀測，將在宇宙結(jié)構(gòu)形成和演化、暗物質(zhì)和暗能量、系外行星與太陽系天體等方面開展前沿科學(xué)研究。
首批國際合作項目載荷也將于2023年進入中國空間站，這些載荷屬于中國載人航天工程辦公室與聯(lián)合國外空司、歐洲空間局共同遴選的多個空間科學(xué)應(yīng)用項目。其他國家的宇航員也將在未來進入中國空間站。
此外，中俄還將牽頭聯(lián)合建設(shè)月球軌道空間站，未來邀請各國科學(xué)家開展探測數(shù)據(jù)及月球樣品的聯(lián)合研究，推動人類對月球及宇宙的認(rèn)知。計劃中的國際月球科研站將開展多學(xué)科、多目標(biāo)的科研活動，包括月球自身探索和利用、月基觀測、基礎(chǔ)科學(xué)實驗和技術(shù)驗證等，長期無人自主運行，遠(yuǎn)景有人參與。
俄羅斯
新型俄羅斯軌道空間站計劃至少包括5個艙：核心艙；專用生產(chǎn)艙；后勤物流艙；用于組裝、發(fā)射、接收和維修航天器的平臺艙；一個可容納4名游客的商業(yè)艙。該站采用開放式架構(gòu)設(shè)計，由于更換了模塊，因此使用壽命不受限制。按照該計劃，新的俄羅斯空間站的規(guī)模將比“和平”號更大，將在高度400公里、傾角98度的軌道上飛行，這將有可能監(jiān)測整個地球表面。
但俄方這次空間站規(guī)劃某種程度上是一種政治層面的表態(tài)，后續(xù)是否有足夠資金來研制新一代的空間站還存在較大變數(shù)。
美國
2022年2月1日，美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）宣布，將國際空間站的壽命延長至2030年，屆時國際空間站將受控重返大氣層，經(jīng)過燒蝕之后墜入南太平洋的尼莫點（是地表上距離各大陸最遠(yuǎn)的位置，又稱“衛(wèi)星墳?zāi)埂保?/span>
美國的未來空間站發(fā)展將朝著深空化和商業(yè)化發(fā)展，其中近地軌道運行的空間站可能交給商業(yè)航天公司，美國宇航局已經(jīng)將國際空間站物資補給和載人飛行交給了商業(yè)航天企業(yè)，經(jīng)驗和技術(shù)都滿足要求。
在商業(yè)化近地軌道空間站方面，NASA提出“商業(yè)近地軌道目的地”(CLD)項目，2021年12月2日，NASA向三個太空合同撥款4.156億美元，其中藍(lán)色起源公司獲得1.3億美元，納諾拉克斯公司獲得1.6億美元，諾斯羅普·格魯曼公司獲得1.256億美元。該項目兩個階段的第一階段，預(yù)計將于2025年結(jié)束。在第二階段，NASA將選擇其最喜歡的解決方案，供NASA宇航員使用，并購買一套初始服務(wù)。
除了CLD項目外，NASA還向航天公司Axiom Space授予了價值1.4億美元的合同，為國際空間站建造艙段。當(dāng)國際空間站退役后，Axiom計劃將其模塊分離，將其改造為能夠獨立飛行的空間站。
深空方向，2020年9月21日，NASA正式發(fā)布“阿爾忒彌斯”月球探索計劃，其中計劃利用“門戶”月球軌道空間站作為月球表面探測器的通信中繼和物資中轉(zhuǎn)站。“門戶”空間站的規(guī)劃為：主要結(jié)構(gòu)包括居住艙、動力與推進單元、貨運艙、氣閘艙、獵戶座飛船Orion等，除了動力與推進艙具有動力系統(tǒng)可以由商業(yè)火箭發(fā)射，其它模塊將主要由SLS發(fā)射。
其他
印度計劃完成首次載人航天飛行任務(wù)后從2022年開始著手建設(shè)該國首個空間站，建成后可供宇航員在其上停留工作15至20天。
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