天文史上的今天 | 天空实验室

欢迎关注微信公众号：“星空早知道”

“天空实验室”（Skylab）是美国建设的第一座空间站，于1973年5月14日发射升空。

在1973~1979年间，这座空间站在地球轨道上运行了6年时间，但它的开局却并不顺利...

“天空实验室”项目徽标

来源：NASA

“天空实验室”（Skylab）是美国建设的第一座空间站，1973~1979年间，这座空间站在地球轨道上运行了6年时间。

上世纪60年代，美国宇航局（NASA）的精力高度集中在载人登月的“阿波罗”计划上，没有过多的财政和其他资源能够被用到空间站建设方面。

天空实验室全貌，注意它左侧缺了一个太阳能帆板，头顶上加了一块“遮阳布”

来源：NASA

后阿波罗时代

随着1970年代初，阿波罗计划逐渐接近尾声，NASA开始考虑如何对阿波罗计划期间未使用的硬件备件加以利用，另外，美国政府也需要考虑在后阿波罗时代如何想办法让那么多在阿波罗时代锻炼出来的成熟的航天产业继续维持下去，而不至于出现因为开工不足而导致的人才流失等问题。

美国航天计划的核心人物之一冯·布劳恩博士提议，利用未使用的火箭箭体搭建美国的空间站，如此可以将开发成本降到最低。这非常符合“后阿波罗时代”面临预算削减压力的NASA的胃口。

冯·布劳恩站在巨大的土星五号火箭面前，他是一位前纳粹德国的火箭天才，美国航天计划的绝对核心

来源：NASA

“天空实验室”的整体结构包括一个“阿波罗望远镜台座”，这里安装了一台多光谱太阳望远镜，一个多功能对接舱段（包括两个对接口），一个用于宇航员舱外活动的气闸舱，以及一个太空实验-生活舱，即所谓“轨道工作室”。空间站整体质量大约77吨。

这是什么概念，做个比较，我国前不久刚刚坠落的天宫一号目标飞行器，总质量大约8.5吨，而未来我国将要建设的空间站，按照前不久中国载人航天工程总设计师周建平所透露的数据，总质量应该是在66吨左右，而之前苏联的“和平号”大型空间站，总质量则超过120吨。

“天空实验室”内部结构图

来源：NASA

“天空实验室”的电源来自太阳能帆板，以及与其对接的阿波罗“指令/服务舱”内安装的燃料电池。空间站内还安排了废物间，推进剂罐等设施。

在1973年5月~1974年2月间，一共有3个宇航员乘组抵达，其中最后一个乘组的停留时间达到84天，创造了美国在航天飞机时代开始之前的记录。

开局不利

1973年5月14日，一枚改装版土星5号火箭发射升空，将“天空实验室”送入轨道

来源：NASA

1973年5月14日，“天空实验室”发射升空，这也是用于阿波罗登月计划的“土星五号”超级火箭的最后一次飞行。然而事情进展的并不顺利。

火箭升空后大约63秒，“天空实验室”一侧的“微陨石防护/阳光隔热层”在高速飞行中被撕裂，连带导致其一侧的太阳能帆板脱落，在此过程中产生的碎片撞击并引发另一侧的太阳能板展开机构也发生故障，在进入轨道后只达到了部分展开。

“天空实验室”破损的外侧微陨石/隔热防护层

来源：NASA

这是一起极为严重的故障，空间站几乎没有电力供应，并且失去微陨石-隔热防护的空间站内温度开始不断升高，空间站内储存的食物和胶卷等物资都将被损坏，塑料制品在高温下也产生了大量有毒气体。

美国宇航局马歇尔空间飞行中心的工程师们开始想方设法稳定空间站的情况，比如设法调整空间站姿态，以最大限度减缓升温状况，并紧急设法应对空间站不断恶化的电力不足问题。

地面使用各种方法挽救天空实验室，比如调整其面对太阳的角度，尽量降低舱内过高的温度

来源：NASA

除此之外，后来有“Mr. Fix It”（‘修好它先生’）之称的NASA杰出工程师杰克·金斯勒（Jack Kinzler）设计了一个不需要让宇航员们冒险进行太空行走的修复方案。

其核心包括设计一个类似“太阳伞”的结构，其能够从原先太阳能帆板脱落的破损处伸出去，并在原先隔热层的破损位置上方展开，等于给“天空实验室”打一把太空遮阳伞。

挽救天空实验室的功臣：有“Mr. Fix It”（‘修好它先生’）之称的NASA杰出工程师杰克·金斯勒（Jack Kinzler）

来源：NASA

这一计划说服了NASA高层，营救计划迅疾展开。1975年5月25日，NASA派遣以前阿波罗12号任务指令长皮特·康拉德（Pete Conrad）为首的三人宇航员小组升空。

次日，宇航员们小组成功进入空间站内，并按计划为空间站上方展开了7.3米X8.5米的遮阳伞。这一方案被证明是有效的，舱内温度被稳定在大约21℃，有毒气体被逐渐排除，经过多次努力，被卡住的另一侧太阳能帆板也顺利展开，空间站开始正常运作。这也是人类首次在太空进行如此规模的修复行动。

天空中的实验室

修补后的天空实验室

来源：NASA

在“天空实验室”服役期间，宇航员们在这座空间站上开展了大量实验。它搭载的太阳望远镜大大推进了太阳科学的研究，宇航员们还拍摄了数以千计的地球照片。除此之外，此前苏联航天员创造的23天太空停留时长记录也被美国宇航员们打破，美国宇航员们在“天空实验室”内创造了连续太空生活84天的新纪录。

1974年2月份，最后一批NASA宇航员离开天空实验室，在离开之前，宇航员们利用乘坐的原阿波罗登月计划中使用的“指令/服务舱”为天空实验室进行了助推，抬升其飞行高度。助推完成后，天空实验室运行在一个高度大约450公里的轨道上。NASA认为其至少可以运行到1980年代初期，这样就能够赶上1979年开始试飞的航天飞机。

换个角度，看的更加清楚，看到那张大大的遮阳网了吗？

来源：NASA

但人算不如天算，航天飞机计划的研制进度比原计划延迟了将近两年，第一架航天飞机到1981年才第一次升空。

但太阳活动的加剧却导致地球外层大气膨胀，“天空实验室”附近地球大气阻力增加，轨道开始快速衰减。到1979年，NASA确信天空实验室的坠落已经不可避免，地面唯一能做的就是尽量使其避开地面人口稠密区。

天空实验室太阳望远镜拍摄的一次强烈太阳日珥活动

来源：NASA

最终，1979年7月11日，“天空实验室”坠入地球大气层解体，大部分碎片落到了印度洋的无人海域，但也有一小部分碎片残骸洒落到了澳大利亚西部荒原中，幸好没有人员伤亡。

随着“天空实验室”的坠落，美国宇航局的注意力转向全力开发航天飞机，并在后来通过与俄罗斯等国共同开发的方式进行人类长期太空驻留研究，如参与俄罗斯的“和平号”空间站计划，并最终在20世纪末与多国合作，开启了“国际空间站”的开发建设。

天空实验室拍摄的1973年飓风“艾琳”

来源：NASA

编者按：

《天文史上的今天》栏目是老严的一次个人历险，试图通过坚持365天，完整记录一年中每一个日子在人类漫长的天文历史中留下的印记。

版权声明：

本公众号文章均为个人原创，请尊重作者所付出的辛勤努力，任何转载请事先联系老严以获得授权，转载时请务必标注来源。谢谢合作。

果断扫描关注

打赏支持老严

《天文史上的今天》过往精彩内容回顾：

5月：

5月13日：天文史上的今天 | 首次三人太空行走

5月12日：天文史上的今天 | 苏联“月球5号”坠毁于月面

5月11日：天文史上的今天 | 最后一次哈勃维护任务

5月10日：天文史上的今天 | 揭开恒星成分之谜：塞西莉亚佩恩的故事

5月9日：天文史上的今天 | 多灾多难：记人类首次小行星取样返回任务

5月8日：天文史上的今天 | 地球的“月相”

5月7日：天文史上的今天 | 你好，我叫“奋进号”

5月6日：天文史上的今天 | SpaceX公司创立

5月5日：天文史上的今天 | 美国进入太空第一人

5月4日：天文史上的今天 | 一封写给未来的信

5月3日：天文史上的今天 | 从“小老鼠放屁”到“太空政变”，太空老顽童沃尔特·西拉的故事

5月2日：天文史上的今天：苏联登月计划宣告失败

5月1日：天文史上的今天：海卫二被发现

>>>更多内容请订阅后，进入公众号，点击“查看历史消息”查阅

May

14