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美国天空实验室

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1979年7月11日 美国“天空实验室”烧毁

天空实验室,美国第一个环绕地球的航天站。用“土星5号”运载火箭发射。轨道高度约435公里,运行周期93分钟,倾角50度。由轨道工作舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”飞船5部分组成,全长36米,最大直径6.7米,重约80吨。航天员由“阿波罗”飞船接送。自1973年5月到1974年2月先后接纳过3批航天员,每批3人,在站分别工作了28天、59天和84天,进行了270多项研究实验,拍摄了18万张太阳活动的照片、4万多张地面照片,还进行了长期失重人体生理学试验和失重下材料加工的试验。1979年7月11日进入大气层烧毁。

“天空实验室”的建造和使用

    初期航天竞争中失利以后,美国人不仅搞抢先载人登月的“阿波罗”计划,“把苏联人摔倒在月球上”,而且要一鼓作气,逐渐甩掉一次性使用的火箭和一次性使用的载人飞船,而建设永久性航天站和为它配套的天地往返运输系统——航天飞机,要远远地将苏联人抛在后面,为此拟订了“天空实验室计划”。

    1973年5月15日用两级的“土星5”号火箭发射了试验性航天站的主体,由轨道工场、多用途对接舱、气闸舱、仪器舱和“阿波罗”望远镜等组成。

    或者是好事多磨,或者是欲速则不达,轨道工场在发射过程中,它的铝制流星防护层被撕裂。三块太阳能电池帆板中,一块脱落,一块被撕裂的铝条缠住没有展开。这使供电量减少一半,电力严重不足。同时,因太阳能电池帆板除供电外,还起遮阳的作用,由于上述情况,“土星工场”处在太阳暴晒之中,场内温度平均达41℃。

    这时,还谈不上有航天飞机前去与“土星工场”对接,代用的是登月剩下的“阿波罗”飞船。在这里,登月舱是派不上用场的,于是便用“阿波罗”计划中研制的“土星1B”火箭,于1973年5月25日发射“阿波罗”飞船的指挥舱和服务舱,将C.康拉德、J.克尔温和P.韦茨三名航天员送上“土星工场”进行抢修。他们首先树起一把遮阳伞,接着展开那块被缠住的太阳能电池帆板,然后进行天地观测,拍摄太阳照片30000多张、地球照片近9000张,记录资料磁带14000米,在太空生活28天。

    这年7月28日,第二批3名航天员进入“土星工场”,他们更换了遮阳伞,拍摄太阳照片77000多张、地球照片14000多张,记录资料磁带42000米,在太空生活59天。

    这年11月16日,第三批3名航天员进入“土星工场”,他们的重点任务是对地面进行战略侦察,拍摄地面照片20000张,记录资料磁带45000米,也对太阳和康浩特彗星进行了观测,拍摄照片75000张,在太空生活84天。

    由“土星工场”和“阿波罗”飞船指挥舱、服务舱组成的“天空实验室”,全长36米,重约91吨,工作容积327立方米。

    由于“阿波罗”飞船所剩无几,此后“土星工场”在无人状态下飞行,而原计划与它配套的航天飞机,在它于1979年7月11日坠毁时仍无法问世。

 “天空实验室”的结构

     由5部分组成:

    (1)轨道工场:空间站的最大部分,这是一个“二层小楼”,下层供宇航员睡觉、准备食品、吃饭、整理个人卫生、处理废物,并进行一些实验工作,上层有一个大工作区和贮水箱、贮放食物箱、冷冻箱以及实验设备、用品。轨道工场外面有一个薄的铝制防护罩,发射时这个罩紧贴在轨道工场上,到大气层外自动张开,防护罩距轨道工场127毫米,它遮挡阳光使舱内保护合适的温度,并可防止流星碰撞;

    (2)气闸舱:宇航员进行舱外活动的进出口;

    (3)对接接合器:提供与指令服务舱对接的接口;

    (4)太阳观测台:可载人的天文观测台;

     前4部分合称“天空实验室1号”。

    (5)指令服务舱,即阿波罗飞船的指令服务舱,又称为“天空实验室2号”。

为发挥航天站能长期居住的优势,“天空实验室”的生活设施考虑得极为周全。与以往狭窄的飞船相比,具有368立方米容积的“天空实验室”的生活要舒适得多。它有11个食品贮藏器和5个食品冷冻器,可贮藏907千克食品,不同种类的冷热食品分装在金属盒内。另外,卫生设施大为改善,有沐浴、香皂、毛巾和大小便袋等。

 天空试验室取得了哪些成果?

美国天空实验室

美国天空实验室

宇航员加里奥特科学实验

拍摄到太阳耀斑爆发全过程

美国天空实验室空间站在轨道上运行期间,共接待了三批共9位宇航员。除成功完成了空间站的修理工作外,宇航员们在空间站里进行了许多生物实验,研究了植物在太空中生长与在地球上生长是否不同的问题,研究了细菌在太空的生长情况。

    在天文学领域,一是第一次观测到一个新彗星──科豪特克彗星,并拍摄了33张色彩丰富、非常清晰的彗星照片,对于研究彗星组成有重要价值。另一项重要成果是拍摄到一次太阳耀斑爆发的全过程。此外,拍摄的有关太阳X射线、紫外线、可见光谱段的照片多达75000张。

    宇航员在天空实验室进行的技术实验还有:利用电炉和电子束枪进行了空间焊接实验,后来证明焊接质量优于地面;进行了晶体生长实验、半导体掺杂实验,生长出的晶体长达2厘米,比预期的长6倍;制造了全新的金锗化合物,这是一种低温下的超导材料。这些工作为太空生产积累了经验。

    9名宇航员在轨道上生活和工作了171天13小时14分钟,绕地球2476圈,旅程达1.128亿千米。他们共进行了42小时舱外活动,记录了182842个太阳观测数据,获得了40286张地球照片。宇航员完成了16次医学实验,初步进行了材料加工实验。天空实验室为以后的载人航天空间科学试验积累了经验。同时,也证明了人在空间的重要作用,特别是人具有完成空间操作和航天器维修的能力。

 天空实验室空间站是如何修理的?

美国天空实验室

1973年5月14日,一枚两级的土星V运载火箭在肯尼迪航天中心点火发射。火箭第三级的位置上是装着天空实验室。然而火箭升空后不久,一连串的故障发生了。起飞后63秒,发现头部整流罩已经抛掉,地面控制中心的技术人员从测控设备上发现轨道舱上的微流星防护罩和太阳电池板展开之初出现不正常的遥测信号。阿波罗望远镜主体两个电池板也毫无反应。另外,遥测信号表明,微流星防护罩也未展开。

    1973年5月25日上午,第一批宇航员康拉德、克尔温和韦茨终于乘坐阿波罗飞船由一枚土星IB运载火箭发射升空。经过8个小时的飞行,飞船开始接近天空实验室。第二天,宇航员开始为空间站遮阳。这项工作进行得比较顺利。虽然遮阳伞没有完全张开,但也明显起了降温作用。他们小心地打开空间站的门,检查了里面有无毒气体。进站工作了一个多小时,使舱内温度降到了31℃。此后的几天,他们一方面进行了研究与试验工作,另一方面研究太阳电池板的修理问题。6月7日,他们在舱外工作了3个多小时。他们先装了一根长7.7米的直杆,一端连在望远镜支架上,康拉德身上绑上一根安全带,爬到太阳电池板附近,把电缆剪钳口对准卡住的碎片,克尔温则使劲拉操纵绳索。最后,终于将收缩梁的卡塞物问题解决了。这个电池板终于伸了出来。至此天空实验室的几大故障成功的排除。

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