在太空遨游的国际空间站

　　国际空间站是一个长期在近地空间轨道飞行、有人驻守的大规模科研及观测设施，由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局下属的１１个成员国共同建造。

　　１９９８年１１月，国际空间站的第一个太空舱——俄罗斯“曙光”号功能货舱升空，拉开了国际空间站的建设帷幕。此后，美国“团结”号节点舱、俄“星辰”号服务舱、美“命运”号实验舱、美“寻求”号闸舱、俄“码头”号对接舱、意大利的“和谐”号连接舱、欧洲航天局的“哥伦布”实验舱、日本的“希望”号实验舱、俄“探索”号小型实验舱、欧洲航天局的“宁静”号节点舱和“炮塔”号天体观测台以及俄“黎明”号小型实验舱等总共１３个舱体先后升空并相互对接，形成一座主体架构长达８９米、规模空前的“太空城”,其总重量已超过３３０吨。

　　国际空间站的整体架构形似汉字的“干”，各太空舱或前后衔接，或依托桁架分布在“干”字的所有“笔画”上，两两相对的巨大太阳能电池板全部坐落在“干”字较长的一“横”上。 

　　从"奋进"号航天飞机上看到的国际空间站

　　建造如此庞大的空间站主要是为了研究、解决一系列重大空间科学问题，比如长期近地轨道飞行、在轨对接、生命保障、太空医学生物学研究、空间物理化学变化、空间生物技术、对地和天体观测、新材料研发等。这些科研活动的进展有助于人类探索宇宙，开发太空资源，拓展生存空间，全面了解地球环境和资源，研发全新工艺。

　　２０００年１０月３１日，国际空间站的第一批宇航员、来自俄罗斯的克里卡廖夫、吉德津科和美国人谢泼德搭乘“联盟ＴＭ－３１”飞船升空。１１月２日，３名宇航员走出飞船，进入空间站星辰号服务舱，成为空间站的第一批长住“居民”。

　　国际空间站一直在边建设、边工作。迄今已有超过１０万人参与该空间站的建设，其项目总耗资已达１２００亿美元。共有来自１５个国家的１８９名航天员在此工作过，其中有些人还曾两度造访。他们顺利完成了各项飞行和科研任务，有力地促使相关技术日益成熟，推动太空科研不断取得开拓性进展，为人类迈向更加深邃的宇宙打下坚实基础。

　　按计划，美国航天飞机将在２０１０年９月和１１月再为国际空间站运送两次物资。此后，美航天飞机将全部退役，俄罗斯、欧洲航天局和日本的飞船将保证空间站建设的后续枝节工作在今后４年内陆续完成。

　　尽管按最初设计，国际空间站应在２０１５年“退休”，但建设该空间站的各国于２０１０年３月一致认为，让国际空间站服役至２０２０年没有技术问题，其一些轨道设施运行至２０２８年的可行性也可以探讨。正如一些航天专家所言，国际空间站是宇航员的理想“工作平台”和“太空之家”，而对于人类来说，国际空间站犹如向浩瀚宇宙开进的前沿阵地。

　　宇航员说国际空间站可能会“空巢”

　　国际空间站计划的３个阶段

　　“阿特兰蒂斯”号拍摄到的正处于美国加利福尼亚州上空的国际空间站 美联社照片

　　国际空间站计划的实施分３个阶段进行。第一阶段是从１９９４年开始的准备阶段，现已完成。这期间，美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站８次对接与共同飞行，两国宇航员一起开展了一系列科学实验和多次太空行走，特别是训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力，为即将展开的国际空间站的组装工作积累了经验。

　　第二阶段从１９９８年１１月开始，为空间站初期装配阶段，也是建设国际空间站的关键阶段。１１月２０日俄罗斯使用“质子－Ｋ”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。该舱重约２０吨，１３米长，内部容积约７２立方米，是空间站的基础舱，可连接空间站的各实验室和宇航员的生活舱。它装有导航、通信、姿态控制、温度控制、气候环境调节等多种设备，可在空间站建设初期提供电源和推进动力。主舱在太空“落户”后，美国的连接舱、实验舱及俄罗斯的服务舱、“联盟”号飞船等将陆续发射升空。连接舱用于存储货物和提供电力，实验舱则可以进行各种微重力环境实验，包括材料加工与合成、生命科学、生物医学实验及流体实验等。它还担负着一些军事实验任务，因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成，将标志着第二阶段的结束，那时空间站已初具规模，可供３名宇航员长期居住。

　　第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后，则标志着国际空间站装配最终完成，这时站上的宇航员可增至７人。

　　国际空间站预计２００４年建成，完工后由６个实验舱（美国一个、欧洲航天局一个、俄罗斯三个）、一个居住舱、两个连接舱、服务系统及运输系统等组成，是一个长８８米，重约４３０吨的庞然大物。它的运行高度平均为３９７公里，４个宽为１０８米的太阳能电池板可提供功率为１１０千瓦的电力。站上居住舱容积为１２００平方米，气压可保持在一个标准大气压。

　　国际空间站由下列部分组成：俄罗斯“进步－Ｍ４５”、“联盟－ＴＭ２３”、“进步－Ｍ－Ｃ０１”飞船，俄罗斯的“晨星”号服务舱、“曙光”号工作舱，美国的“团结”号连接舱和“女神”号实验舱、俄“黎明”号小型实验舱等。

　　目前空间站共有俄罗斯、美国、欧盟和日本发射的１３个舱，重量４００吨。国际空间站运行轨道顺利提升

　　“曙光”号工作舱

　　“曙光”工作舱是国际空间站的第一个组件，由俄罗斯赫鲁尼切夫空间中心和美国波音公司共同研制而成。根据１９９５年８月签订的合同，赫鲁尼切夫中心负责货运舱的设计、生产和试验。赫鲁尼切夫中心于１９９６年１１月２７日，即比预定发射时间提前一年完成“曙光”号工作舱的组装工作。但由于国际空间站的其他一些部件没有完工，“曙光”号被两度推迟发射。

　　“曙光”号重量为２４．２吨（其中包括４．５吨燃料），长１３米，内部容积约７２立方米（可用面积为４０平方米）。它可以在不补充燃料的情况下连续飞行４３０昼夜。

　　“曙光”号一个与和平号空间站类似的大型舱体，用作空间站的基础，能提供电源、推进、导航、通信、姿控、温控、充压的小气候环境等多种功能。它由和平号空间站上的晶体舱演变而来，设计寿命１３年，电源最大功率为６千瓦，装有可接４个航天器的对接件。

　　１９９８年１１月２０日，俄罗斯“质子－Ｋ”号火箭把“曙光”号送入预定轨道。

　　俄专家说国际空间站“曙光”号货舱有望再用12年

　　“团结”号节点舱 (unity node module)

　　“团结”号节点舱是美国为国际空间站建造的第一个组件，也是国际空间站的第二个组件。

　　“团结”号节点舱耗资３亿美元，直径５米、长６米，设有６个舱门。它的作用是充当对接口，连接未来升空的其它舱。

　　１９９８年１２月４日，“团结”号随美国“奋进”号航天飞机升空。１２月６日，“团结”号与“曙光”号对接。

　　“星辰”号服务舱 (zvezda (star) service module)

　　“星辰”号服务舱由俄罗斯承建，是国际空间站的核心舱。“星辰”号长１３米，宽３０米，重１９吨，造价为３．２亿美元。

　　服务舱由过度舱、生活舱和工作舱等３个密封舱和一个用来放置燃料桶、发动机和通信天线的非密封舱组成。生活舱中设有供宇航员洗澡和睡眠的单独“房间”，舱内有带冰箱的厨房、餐桌、供宇航员锻炼身体的运动器械。舱体上设计的１４个舷窗，可供宇航员眺望浩瀚的星空。

　　“星辰”号配有定位和电视联系系统，可保障服务舱与俄罗斯科罗廖夫地面飞行控制中心和美国休斯敦地面飞行控制中心的直接联系。

　　“星辰”号共有４个对接口，可用于接待载人飞船或货运飞船。

　　２０００年７月１２日，“星辰”号由“质子－Ｋ”火箭送入太空；２６日，“星辰”号服务舱与国际空间站联合体对接。

　　2002年4月13日，美国"阿特兰蒂斯"号航天飞机部分宇航员在国际空间站的“命运”号实验舱内合影留念。新华／路透

　　“命运”号实验舱 (destiny laboratory module)

　　２００１年２月７日，“命运”号实验舱随美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机升空。“命运”号实验舱价值１４亿美元，是国际空间站中最昂贵的组件。它由美国波音公司制造，形似圆筒，长９．３米、直径４．３米，重１３．６吨，上有４１．５万个零件。它不仅是未来空间站成员在接近零重力的状态下执行科学研究任务的基地，也将作为国际空间站的指挥和控制中心，是国际空间站６个实验室中最重要的实验舱之一。

　　“莱奥纳尔多”号多功能后勤舱 (leonardo multipurpose logistics module)

　　“莱奥纳尔多”号多功能后勤舱由意大利研制，价值１．６亿美元。它是一个由金属铝制成，长２１英尺（约为６．４米）、直径为１５英尺（约４．６米）的圆筒，分为１６个货箱，能携带９．１吨货物。后勤舱可重复使用，其功能是为国际空间站运送必需的物资，再将空间站上的废弃物带回地面。

　　空气阻隔舱 (airlock)

　　空气阻隔舱又称压力舱，由金属铝制造，重约６吨，造价１．６４亿美元。空气阻隔舱共有两个舱室，一个供宇航员执行太空行走任务之前更换宇航服，另一个为宇航员减压和漂浮到太空的接口。舱内有４个气罐，各重５４０千克，用于给空气阻隔舱加压。

　　２００１年７月１５日，空气阻隔舱由美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机和国际空间站上的宇航员联合安装到空间站。空气阻隔舱是国际空间站与太空间的通道，是航天器有压空间与太空真空环境间的缓冲地带，它的安装使空间站内的宇航员不必再等航天飞机的到来就可以进行太空行走。

　　加拿大第二臂 (Canadarm2)

　　“加拿大第二臂”又被称为“大臂”，由高强度的金属铝、不锈钢和环氧石墨制成，长１９米，重量为１．６３吨。

　　这只长约１７米的巨型机械臂的设计概念是１９８４年美国前总统里根提议建设“自由”空间站时产生的，其最初研制目的是，在航天飞机不能自行与空间站对接时依靠机械臂将航天飞机拉到空间站旁。“加拿大第二臂”由加拿大研制，并由美国“奋进”号航天飞机于２００１年４月１９日携带升空，２２日被安装到国际空间站上。与多次随航天飞机升空执行任务的小机械臂相比，它不仅比多次随航天飞机升空执行任务的“小臂”更长，也更长、更结实、更灵活。

　　“码头”多功能对接舱 (mooring compartment module)

　　“码头”多功能对接舱由俄罗斯“能源”火箭航天公司研制，重约４吨，体积为１３立方米。对接舱一端与“星辰”号服务舱连接，另一端的对接装置能与“进步”系列货运飞船和“联盟”系列载人飞船对接。对接舱的一侧还有一个隔舱，当宇航员穿上宇航服，调节好隔舱中的气压后，就可以打开隔舱门进行太空行走。多功能舱对接舱有助于增加国际空间站与地面间的货物、人员运输。

　　“码头”多功能对接舱于２００１年９月１７日安装到国际空间站。

　　“黎明”号小型实验舱

　　俄“黎明”号小型实验舱在２０１０年５月由美“阿特兰蒂斯”号航天飞机运送至国际空间站。“黎明”号实验舱长约７米，重约７．８吨，主要用于科学实验。

　　据俄罗斯科学院医学－生物学问题研究所的专家介绍，弗雷德是由俄罗斯航空航天局和美国航天局共同研制成功的。从外表上看，弗雷德好似一樽没有手臂和腿的人体雕像。它身长９０厘米，体重４３公斤，其体表覆盖着人造皮肤，体内装有由特制塑料制成的骨骼、脑、甲状腺、心脏、肠和其它器官，它们的密度和韧度均与真正的人体组织器官完全相同。

　　在弗雷德体内的各器官中共安装着数百个宇宙辐射传感器。这些装置可以测量、记录弗雷德所受到的不同波长的宇宙射线辐射和高能粒子的作用。当弗雷德与考察组一同返回地面后，专家们将根据传感器中的记录来研究宇航员曾受到了哪些宇宙辐射，辐射剂量有多少，这些辐射剂量在人体内是如何分布的。

　　科学实验显示，宇宙射线和高能粒子能够对生物的生长和遗传特性产生影响。到目前为止，进入过太空的宇航员还都没有被发现因宇宙辐射而患有疾病。但是，考虑到载人航天的未来发展还面临着很多未知领域，为了防患于未然，专家们希望借助弗雷德来提前发现和解决问题。