天空實(shí)驗(yàn)室是美國(guó)第一個(gè)環(huán)繞地球的空間站。
簡(jiǎn)介
天空實(shí)驗(yàn)室，是美國(guó)的第一個(gè)試驗(yàn)型空間站。是1973年5月14日，美國(guó)在肯尼迪宇宙中心發(fā)射的第一個(gè)軌道空間實(shí)驗(yàn)室，是人類迄今向近地軌道發(fā)射的人造天體中重量和容量最大而又最復(fù)雜的一個(gè)。
1979年7月11日，地面操作人員向天空實(shí)驗(yàn)室發(fā)出最后一次指令，使它安全地飛過(guò)北美大陸上空人口稠密地區(qū)，然后返回地球。天空實(shí)驗(yàn)室接到指令后，便象一條火龍劃破長(zhǎng)空，穿過(guò)大氣層，最后化成無(wú)數(shù)碎片，墜落在澳大利亞西部地區(qū)和南印度洋。至此，它在宇宙空間運(yùn)行了2246天，繞地球3.4981萬(wàn)圈，航程達(dá)14億多公里
建造使用
初期航天競(jìng)爭(zhēng)中失利以后，美國(guó)人不僅搞搶先載人登月的“阿波羅計(jì)劃”，“把蘇聯(lián)人摔倒在月球上”，而且要一鼓作氣，逐漸甩掉一次性使用的火箭和一次性使用的載人飛船，而建設(shè)永久性空間站和為它配套的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)——航天飛機(jī)，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地將蘇聯(lián)人拋在后面，為此擬訂了“天空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃”。
1973年5月15日用兩級(jí)的土星5號(hào)火箭發(fā)射了試驗(yàn)性航天站的主體，由軌道工場(chǎng)、多用途對(duì)接艙、氣閘艙、儀器艙和“阿波羅”望遠(yuǎn)鏡等組成。
或者是好事多磨，或者是欲速則不達(dá)，軌道工場(chǎng)在發(fā)射過(guò)程中，它的鋁制流星防護(hù)層被撕裂。三塊太陽(yáng)能電池帆板中，一塊脫落，一塊被撕裂的鋁條纏住沒(méi)有展開(kāi)。這使供電量減少一半，電力嚴(yán)重不足。同時(shí)，因太陽(yáng)能電池帆板除供電外，還起遮陽(yáng)的作用，由于上述情況，“土星工場(chǎng)”處在太陽(yáng)暴曬之中，場(chǎng)內(nèi)溫度平均達(dá)41℃。
這時(shí)，還談不上有航天飛機(jī)前去與“土星工場(chǎng)”對(duì)接，代用的是登月剩下的“阿波羅”飛船。在這里，登月艙是派不上用場(chǎng)的，于是便用“阿波羅”計(jì)劃中研制的“土星1B”火箭，于1973年5月25日發(fā)射“阿波羅”飛船的指揮艙和服務(wù)艙，將C.皮特·康拉德、J.克爾溫和P.韋茨三名航天員送上“土星工場(chǎng)”進(jìn)行搶修。他們首先樹(shù)起一把遮陽(yáng)傘，接著展開(kāi)那塊被纏住的太陽(yáng)能電池帆板，然后進(jìn)行天地觀測(cè)，拍攝太陽(yáng)照片30000多張、地球照片近9000張，記錄資料盒式錄音磁帶14000米，在太空生活28天。
這年7月28日，第二批3名航天員進(jìn)入“土星工場(chǎng)”，他們更換了遮陽(yáng)傘，拍攝太陽(yáng)照片77000多張、地球照片14000多張，記錄資料磁帶42000米，在太空生活59天。
這年11月16日，第三批3名航天員進(jìn)入“土星工場(chǎng)”，他們的重點(diǎn)任務(wù)是對(duì)地面進(jìn)行戰(zhàn)略偵察，拍攝地面照片20000張，記錄資料磁帶45000米，也對(duì)太陽(yáng)和康浩特彗星進(jìn)行了觀測(cè)，拍攝照片75000張，在太空生活84天。
由“土星工場(chǎng)”和“阿波羅”飛船指揮艙、服務(wù)艙組成的“天空實(shí)驗(yàn)室”，全長(zhǎng)36米，重約91噸，工作容積327立方米。
由于“阿波羅”飛船所剩無(wú)幾，此后“土星工場(chǎng)”在無(wú)人狀態(tài)下飛行，而原計(jì)劃與它配套的航天飛機(jī)，在它于1979年7月11日墜毀時(shí)仍無(wú)法問(wèn)世。
組成結(jié)構(gòu)
天空實(shí)驗(yàn)室是美國(guó)的第一個(gè)試驗(yàn)型空間站，天空實(shí)驗(yàn)室是通過(guò)兩次發(fā)射對(duì)接而成的。先是將運(yùn)載火箭把在地面裝配好工作艙、過(guò)渡艙、對(duì)接艙和太陽(yáng)能望遠(yuǎn)鏡送入軌道，隨后再用運(yùn)載火箭把乘有3名宇航員的阿波羅飛船送入軌道，使飛船和對(duì)接船對(duì)接，組成完整的實(shí)驗(yàn)室。
工作艙是天空實(shí)驗(yàn)室的基本部位，是宇航員主要的工作和生活艙室。艙內(nèi)設(shè)有實(shí)驗(yàn)室的基本部位，是宇航員主要的工作和生活艙室艙內(nèi)設(shè)有環(huán)境控制系統(tǒng)，它能給宇航員提供舒適的環(huán)境，保持室溫為15.6～20℃。太陽(yáng)能望遠(yuǎn)鏡是天空實(shí)驗(yàn)室上的一個(gè)天文臺(tái)，可以拍攝太陽(yáng)的紫外光線和X射線等，獲得精細(xì)的日冕照片。在天空實(shí)驗(yàn)室里有作業(yè)室兼實(shí)驗(yàn)室、食堂、寢室、廁所等。
基礎(chǔ)設(shè)施
天空實(shí)驗(yàn)室全長(zhǎng)36米，最大直徑6.7米，質(zhì)量約77噸，包括太空艙、氣閘艙、對(duì)接艙、太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，可提供360m3的工作場(chǎng)所。
“天空實(shí)驗(yàn)室”具有368立方米容積，它有11個(gè)食品貯藏器和5個(gè)食品冷凍器，可貯藏907千克食品不同種類的冷熱食品分裝在金屬盒內(nèi)。另外，衛(wèi)生設(shè)施大為改善，有沐浴、香皂、毛巾和大小便
空間站的最大部分，這是一個(gè)“二層小樓”，下層供宇航員睡覺(jué)、準(zhǔn)備食品、吃飯、整理個(gè)人衛(wèi)生、處理廢物并進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)工作，上層有一個(gè)大工作區(qū)和貯水箱、貯放食物箱、冷凍箱以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備、用品。
軌道工廠
軌道工場(chǎng)外面有一個(gè)薄的鋁制防護(hù)罩，發(fā)射時(shí)這個(gè)罩緊貼在軌道工場(chǎng)上，到大氣層外自動(dòng)張開(kāi)，防護(hù)罩距軌道工場(chǎng)127毫米它遮擋陽(yáng)光使艙內(nèi)保護(hù)合適的溫度，并可防止溫柔星碰撞；
氣閘艙
宇航員進(jìn)行艙外活動(dòng)的進(jìn)出口；
對(duì)接接合器
提供與指令服務(wù)艙對(duì)接的接口；
太陽(yáng)觀測(cè)臺(tái)
可載人的天文觀測(cè)臺(tái)；
前4部分合稱“天空實(shí)驗(yàn)室1號(hào)”。
指令服務(wù)艙
即阿波羅飛船的指令服務(wù)艙，又稱為“天空實(shí)驗(yàn)室2號(hào)”。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
天空實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量天文、遙感和航天生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，它拍攝了大量太陽(yáng)活動(dòng)照片，科霍切克彗星的觀測(cè)是人類首次大氣層外親眼觀看到了彗星。
1973年5月到1974年2月先后接納過(guò)3批航天員，每批3人，在站分別工作了28天、59天和84天，進(jìn)行了270多項(xiàng)研究實(shí)驗(yàn)，拍攝了18萬(wàn)張?zhí)?yáng)活動(dòng)的照片、4萬(wàn)多張地面照片，還進(jìn)行了長(zhǎng)期失重人體生理學(xué)試驗(yàn)和失重下材料加工的試驗(yàn)。
后來(lái)天空實(shí)驗(yàn)室又接待了由阿波羅飛船飛船送來(lái)的兩批航天員。這3批航天員每批3人，共9名宇航員到站上工作，在空間站內(nèi)分別工作和生活了28天、59天和84天。在載人飛行期間，用58種儀器進(jìn)行了270多項(xiàng)天文、地理、遙感、天體生物學(xué)和航天醫(yī)學(xué)試驗(yàn)研究。其中有用太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽(yáng)拍攝了18萬(wàn)張?zhí)?yáng)活動(dòng)的照片；用6種遙感儀器對(duì)地球進(jìn)行了觀測(cè)、拍攝4萬(wàn)多張地面照片；用7種儀器研究太陽(yáng)系和銀河系的情況；用醫(yī)療器械研究長(zhǎng)期失重對(duì)人體生理影響；還進(jìn)行失重下的材料加工試驗(yàn)，1974年2月第三批宇航員離開(kāi)太空返回地面后“天空”實(shí)驗(yàn)室便被封閉停用，直到1979年7月12日在南印度洋上空墜入大氣層燒毀。它在太空運(yùn)行2249d，航程達(dá)14億多千米。
使用歷史
1973年5月14日，一枚兩級(jí)型的土星5火箭把不載人的天空實(shí)驗(yàn)室送入435千米的近地軌道。同年還先后發(fā)射了3艘阿波羅飛船與天空實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，這3艘飛船分別稱為天空實(shí)驗(yàn)室-2、3、4。天空實(shí)驗(yàn)室在起飛63秒后，由于其微流星/陽(yáng)光防護(hù)罩以及一個(gè)太陽(yáng)電池翼被高速氣流沖掉，致使艙內(nèi)溫度急劇上升。1973年5月25日，一艘阿波羅飛船（天空實(shí)驗(yàn)室-2）載3名航天員與天空實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，航天員用一頂遮陽(yáng)帆擋住陽(yáng)光，使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度下降，并展開(kāi)了另一個(gè)被卡住的太陽(yáng)翼，天空實(shí)驗(yàn)室得以正常工作。
1973年5月14日用土星5號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射，進(jìn)入離地面435千米的近圓軌道。入軌前出現(xiàn)故障。1973年5月25日3名航天員乘阿波羅飛船飛船與天空實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，由航天員對(duì)天空實(shí)驗(yàn)室的故障予以維修，使其開(kāi)始工作。后來(lái)天空實(shí)驗(yàn)室又接待了由阿波羅號(hào)飛船送來(lái)的兩批航天員。這3批航天員每批3人，在空間站內(nèi)分別工作和生活了28天、59天和84天。1979年7月11日天空實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入大氣層燒毀。
它在435km高的近圓空間軌道上運(yùn)行，先后接待3批9名宇航員到站上工作。這9名宇航員到站上工作。這9名宇航員在站上分別居留28天，59天和84天。天空實(shí)驗(yàn)室全長(zhǎng)36m，最大直徑6.7m，總重77.5t，由太空艙，過(guò)渡艙和對(duì)接艙組成，可提供360m3的工作場(chǎng)所。1973年5月25日，7月28日和11月16日，先后由“阿波羅號(hào)”飛船把宇航員送上空間站工作。在載人飛行期間，宇航員用58種科學(xué)儀器進(jìn)行了270多項(xiàng)生物醫(yī)學(xué)，空間物理，天文觀測(cè)，資源鉆探和工藝技術(shù)等試驗(yàn)，拍攝了大量的太陽(yáng)活動(dòng)照片和地球表面照片，研究了人在空間活動(dòng)的各種現(xiàn)象。1974年2月第三批宇航員離開(kāi)太空返回地面后，“天空”實(shí)驗(yàn)室便被封閉停用，直到1979年7月12日在南印度洋上空墜入大氣層燒毀。它在太空運(yùn)行2249天，航程達(dá)14億多千米。
從1973年5月天空實(shí)驗(yàn)室建立，到1974年2月這段時(shí)間里，先后有3批宇航員進(jìn)入天空實(shí)驗(yàn)室，在載人飛行的6個(gè)月中，一共拍攝了4萬(wàn)多張照片，以及大約7.2萬(wàn)米長(zhǎng)的滿載數(shù)據(jù)資料的盒式錄音磁帶。這對(duì)于農(nóng)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)以及其他地球科學(xué)的研究，都是非常有用的。天空實(shí)驗(yàn)室的成功發(fā)射，使空間太陽(yáng)觀測(cè)發(fā)展到一個(gè)新時(shí)代。天空實(shí)驗(yàn)室的高分辨率成像觀測(cè)表明，日冕不是寧?kù)o的均勻結(jié)構(gòu)，已從中分辨出冕洞﹑大尺度環(huán)﹑活動(dòng)區(qū)﹑耀斑﹑亮點(diǎn)等結(jié)構(gòu)特征。通過(guò)紫外線和X射線成像觀測(cè)，已得出日冕活動(dòng)區(qū)與色球活動(dòng)區(qū)相連貫的概念。活動(dòng)區(qū)從出現(xiàn)到消失，其形狀和亮度以各種不同的速度化。天空實(shí)驗(yàn)室飛行期間，遠(yuǎn)紫外線和X射線照相儀拍攝了100多個(gè)小耀斑和幾個(gè)大耀斑。從這些照片中已推斷出耀斑形態(tài)的普遍特征。遠(yuǎn)紫外單色光照相儀還拍得1973年6月15日2級(jí)耀斑發(fā)展過(guò)程中不同時(shí)刻的耀斑圖像。根據(jù)日冕等離子體結(jié)構(gòu)，已得知日冕磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)及其變化。
取得的成果
美國(guó)天空實(shí)驗(yàn)室空間站在軌道上運(yùn)行期間，共接待了三批共9位宇航員。除成功完成了空間站的修理工作外，宇航員們?cè)诳臻g站里進(jìn)行了許多生物實(shí)驗(yàn)，研究了植物在太空中生長(zhǎng)與在地球上生長(zhǎng)是否不同的問(wèn)題，研究了細(xì)菌在太空的生長(zhǎng)情況。?
在天文學(xué)領(lǐng)域，一是第一次觀測(cè)到一個(gè)新彗星──科豪特克彗星，并拍攝了33張色彩豐富、非常清晰的彗星照片，對(duì)于研究彗星組成有重要價(jià)值。另一項(xiàng)重要成果是拍攝到一次太陽(yáng)耀斑爆發(fā)的全過(guò)程。此外，拍攝的有關(guān)太陽(yáng)X射線、紫外線、可見(jiàn)光譜段的照片多達(dá)75000張。
維護(hù)修理
1973年5月14日，一枚兩級(jí)的土星V運(yùn)載火箭在肯尼迪航天中心點(diǎn)火發(fā)射。火箭第三級(jí)的位置上是裝著天空實(shí)驗(yàn)室然而火箭升空后不久一連串的故障發(fā)生了起飛后63秒，發(fā)現(xiàn)頭部整流罩已經(jīng)拋掉地面控制中心的技術(shù)人員從測(cè)控設(shè)備上發(fā)現(xiàn)太空艙上的微流星防護(hù)罩和太陽(yáng)電池板展開(kāi)之初出現(xiàn)不正常的遙測(cè)信號(hào)阿波羅望遠(yuǎn)鏡主體兩個(gè)電池板也毫無(wú)反應(yīng)。另外，遙測(cè)信號(hào)表明，微流星防護(hù)罩也未展開(kāi)。
1973年5月25日上午，第一批宇航員皮特·康拉德、克爾溫和韋茨終于乘坐阿波羅飛船由一枚土星IB運(yùn)載火箭發(fā)射升空經(jīng)過(guò)8個(gè)小時(shí)的飛行，飛船開(kāi)始接近天空實(shí)驗(yàn)室。第二天，宇航員開(kāi)始為空間站遮陽(yáng)。這項(xiàng)工作進(jìn)行得比較順利雖然遮陽(yáng)傘沒(méi)有完全張開(kāi)，但也明顯起了降溫作用。他們小心地打開(kāi)空間站的門(mén)，檢查了里面有無(wú)毒氣體。進(jìn)站工作了一個(gè)多小時(shí)，使艙內(nèi)溫度降到了31℃。此后的幾天，他們一方面進(jìn)行了研究與試驗(yàn)工作，另一方面研究太陽(yáng)電池板的修理問(wèn)題。6月7日，他們?cè)谂撏夤ぷ髁?個(gè)多小時(shí)。他們先裝了一根長(zhǎng)7.7米的直桿，一端連在望遠(yuǎn)鏡支架上康拉德身上綁上一根安全帶，爬到太陽(yáng)電池板附近，把電纜剪鉗口對(duì)準(zhǔn)卡住的碎片，克爾溫則使勁拉操縱繩索最后終于將收縮梁的卡塞物問(wèn)題解決了這個(gè)電池板終于伸了出來(lái)至此天空實(shí)驗(yàn)室的幾大故障成功的排除。
天空實(shí)驗(yàn)室燒毀
天空實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)第一個(gè)環(huán)繞地球的空間站。用“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射。軌道高度約435公里，運(yùn)行周期93分鐘，軌道傾角50度。由軌道工作艙、過(guò)渡艙、多用途對(duì)接艙、太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡和“阿波羅”飛船5部分組成，全長(zhǎng)36米，最大直徑6.7米，重約80噸。航天員由“阿波羅”飛船接送。自1973年5月到1974年2月先后接納過(guò)3批航天員。1979年7月11日進(jìn)入大氣層燒毀。?
天空實(shí)驗(yàn)室隕落內(nèi)幕
1979年7月，美國(guó)發(fā)射運(yùn)行的第一艘空間實(shí)驗(yàn)室墜毀在澳大利亞帕斯附近，它終究還是沒(méi)有等到航天飛機(jī)的出世。
參考資料 >