國際空間站到底是怎麼建造的,對我們有什麼用?

2021-01-08 騰訊網

當你仰望天空,你會看到藍天白雲

那麼再往上呢,比如在離地面400公裡的高度上呢?

沒錯,國際空間站就運行在那裡。

什麼是國際空間站?

它是一個有關人文科學實驗的軌道器,是人類除了地球之外的另外一個家。

人類為了建造它花了數十年的時間,並且它是由16個不同的國家和航天組織合力建造而成的。機組人員居住在這些圓形軌道器內部,裡面大概有5間臥室,每間臥室可容納6個人。

它有巨大的機械臂,位於空間站外部,大約15米長,主要作用是用來移動空間站周圍的物體和搭建空間站。

空間站結構

空間站裡面的結構是什麼樣子?我們簡單了解一下裡面的幾個艙。

穹頂艙

穹頂艙是歐洲空間局建造的國際空間站觀察臺組件,這個觀察臺為太空人提供一個直接觀察機械臂操作,已對接的太空飛行器和遠眺地球的地方。

穹頂艙直徑約2米,高1.5米,並設有6個周邊窗戶和1個天窗。全部窗戶均安裝活動遮蓋板來避免小型流星體以及太空垃圾的撞擊,當和飛行器對接時,太空人會在這裡進行觀察和控制。

穹頂艙

節點艙

空間站的第一個節點艙名字叫「團結」,它是美國為國際空間站建造的第一個部分,它有六個能和其他艙室連接的通用接駁裝置。

簡單說這個艙的目的是用來提供空氣、電能、水和其他系統支持國際空間站和其他八個艙。

節點艙

對接艙

顧名思義就是跟其他太空飛行器對接的地方。

對接艙

實驗艙

它是國際空間站科學研究用載荷中的主要實驗室。

實驗艙

氣密艙

這個艙主要目的是為穿著太空衣的航天員做太空行走出發前的準備。

這裡要說下太空人在出艙任務前的準備,一般會持續1到2個小時,而出艙任務一般會持續大約6到8小時

另外它有八個太陽能電池板,太陽帆板可以旋轉,從而對準太陽,為空間站提供源源不斷的能源。

我們能從地球上看到國際空間站?

答案是肯定的。

實際上空間站是繼太陽和月亮之後,外太空中的第三亮的物體。它每92分鐘繞地球一次,需要太陽光照射其身上,經過反射我們才能看到它。

如果你有一副雙筒望遠鏡,可以從地球上清晰的看到它,不需要望遠鏡也是可以的。因為望遠鏡放大倍數太大,而空間站的運行速度很快,就導致了很難看到它。

空間站有多大多重?

空間站有一個美式橄欖球場那麼大,它重達408噸,一共用了40枚火箭才將各個組件運輸到太空中。

順便說下:

空間站使用的時間是格林威治標準時間,也就是英國倫敦的時區。由於空間站的地面合作夥伴遍布全球各地,所以不得不選擇同一個時區作為時間參考。並且空間站也是有wifi的,許多外部有效負載和空間站內部都是通過wifi來進行通信交流。

空間站速度有多快?

它的移動速度大約是每小時28000公裡,被稱為低地球軌道的軌道速度。這意味著它繞地球一周需要92分鐘,也就意味著上面的太空人每天可以觀看16次日出和16次日落。

太空人平時都在幹什麼呢?

他們在上面研究各種科學學科,包括地球科學、太空科學以及微重力下的生物科學。比如在太空試驗植物,遠程採訪以及遠程科教等等,並且還要在太空中工作和生活。

當機組人員不維護空間站時候,他們就研究在微重力下他們自己身體的變化和影響。他們也會健身,避免微重力環境導致的骨質流失和肌肉萎縮。

這裡要說下微重力環境

微重力環境開啟了探索新世界的大門,在國際空間站上進行科研所解決的問題,是掌握宇宙和地球未來的關鍵。

物資是如何運輸到空間站?

NASA會和其他商業合作夥伴一起進行空間站的運輸工作。

這裡要說下SpaceX 公司的龍飛船。不同於聯盟號與天鵝座貨運飛船,龍飛船是第一款由私人企業開發並發射進入近地軌道並返回地球的宇宙飛船。也是首款為國際空間站進行貨運補給的私人航天企業宇宙飛船,也是目前唯一有下行運輸能力的貨運飛船,同時也是唯一實現重複利用的貨運飛船。

龍飛船

2006年8月16日,NASA宣布SpaceX 被選定為國際空間站貨物服務提供商。

龍飛船的外形是一個傳統的鈍錐形彈道膠囊設計,高6.1米,直徑3.7米,加壓艙容積11立方米,非加壓艙容積為14立方米。其起飛載重為6噸,返回載重為3噸,頂部有1.27米的正方形對接口,可以讓大型艙內實驗設備口可以通過,裝載了18個姿態調整推進器,在兩個推進器失效中仍能正常飛行。

龍飛船是由獵鷹9號火箭發射,使用國際空間站的空間站遙控系統來抓取龍號飛船進行對接。這個方法避免了複雜的機載對接系統,比起異體同構周邊式對接系統和低衝擊對接系統更可靠。

從2015年開始,龍飛船每年都執行了三次運送任務。

龍飛船能夠攜帶3500公斤物資返回地球,遠遠高於俄羅斯的聯盟號載人飛船。大部分太空人的生活垃圾和試驗物品都會由龍飛船負責帶回。

當然了還有其他貨運飛船也會給國際空間站運送貨物,但是SpaceX作為一個商業公司,和NASA合作開展了範圍更廣的合作,因為其低廉的價格和可靠的服務成為NASA的首選。

2006年,SpaceX 宣布已經製造出了能夠維持生命支持30日每人的太空飛船系統。在這些研發的基礎上,SpaceX 也開展了私人航天業務。

2020年5月27日,SpaceX龍飛船將進行載人首秀,兩名NASA太空人將隨獵鷹9號從佛羅裡達州甘迺迪中心升空前往國際空間站,這將是自2011年太空梭退役以來美國本土首次載人航天任務。

空間站作用

空間站是如何幫助我們深入探索太空的?

空間站作為我們在太空的第一個住所,已經讓我們學會了在太空環境中,使用真正生活上需要的、創造性的東西。

從空間站返回地球大約需要3個小時,而如果我們去月球, 需要耗費3天時間才能返回。

在學習如何在月球上工作和生活之後,未來我們將會到火星上去。從地球到火星大概要6到9個月,空間站將繼續成為我們的基地。

空間站貢獻

空間站對人類最大的貢獻是什麼?

可以幫助人類進行各種各樣的科學實驗,可以收集宇宙中的物質和反物質以及高能粒子,試圖理解構成宇宙的基礎。還可以研究地球上無法進行的人體生理學課題。

最重要的是,未來如果我們前往火星的話,你肯定會坐上宇宙飛船,而這些飛船會用特殊材料製成,有封閉的環境系統,能夠回收水和空氣,然而如何擁有這些系統,前期都是可以通過空間站學到的。

最後

我個人覺得關於空間站最酷的事情。

就是它是由16個不同的國家緊密合作,花了10年時間去共同打造的這麼一個國際空間站,陸續有100多個國家的太空人造訪,並在上面進行了各種有價值的科學實驗。

它就像一個真正全球化的企業,表明人類可以超越國家、種族進行合作。

由於安全問題,美國於2011年就終止了太空梭的計劃,目前美國的載人升空計劃都是租用俄羅斯的聯盟號飛船。當然、很快SpaceX的龍飛船會擔起載人升空的任務。

介紹到這裡,有同學會問,為什麼國際空間站的項目中沒有中國的身影?這個問題,我們會在下期視頻中解答,敬請期待。

好啦,今天的內容就到這裡,如果你喜歡我們「52 赫茲實驗室」,歡迎訂閱我們的頻道,點讚轉發或者在評論區和我交流。

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