作者:鸑鷟鹓鶵
编辑:Yuki
18年前的今天(年3月23日),一颗人造“巨星”从太空中陨落,重新回到了地球的怀抱之中。
它就是当时最大的人造航天器——“和平”号空间站。这一天,它完成了自己最后的使命,坠入大气层中烧毁,未烧尽的部分坠入南太平洋的“航天器坟场”中。
而故事的开始,却要回到40多年前的年。
“和平”号空间站。图片来源:WikimediaCommons
工欲善其事,必先利其器
早期的航天史上,人类在太空中的旅行都是短暂的,因此,只要一次性带上充足的补给就足够了。然而,当人类开始探索如何在太空中长期生存和居住时,历来的载人飞船都显得过于紧凑,补给的量也显得过于庞大。
为了实现在太空中长期居住的目标,人们需要打造一款前所未有的航天器——实现长时间的生命维持系统的良性循环,减少对地面补给的依赖。在这一设想之下,空间站应运而生。
在年,苏联已经发射了四艘“礼炮”号空间站,美国也发射了“天空实验室”号空间站。
不过,这些空间站,几乎就相当于一个大号的载人飞船,稳定性不足,利用率很低。5艘空间站的总访问次数只有12次,总访问时间加起来不足一年(天),只有在轨总时间的1/10不到,而最长的一次停留也只有84天。
对接两艘飞船的“礼炮7号”模型。图片来源:WikimediaCommons
然而,由此积累的经验和教训都不会白费,“礼炮”系列空间站的设计越来越成熟,单次访问时间最长达到了天,对接口也由一个变成了两侧,可以同时对接载人和货运飞船。
不过,这只是开始。
早在“和平”号设计伊始,设计的交会对接口就高达四个,最终的数量达到了六个,远超之前的两个。如此之多的对接口,不仅可用于对接客运和货运飞船,还将用于对接新的舱段,一段段拼接将会构造成一个庞大的空间站系统。
而核心舱部分的设计,则是历经7艘“礼炮”空间站探路后,精心打造的太空居所。
进入80年代,航天的重头戏是航天飞机,美国在这一时期没有空间站。苏联也忙于“暴风雪”航天飞机和“能源”重型火箭项目。
搭载“暴风雪”号航天飞机的“能源”号火箭,这是两者的第一次也是最后一次进入太空,直到现在,“猎鹰重型”火箭还无法匹敌“能源”号,图片来源于bing搜索,免版权分享
“和平”号的进展历经波折波折,曾经甚至短暂停摆过。但最终,“暴风雪”和“能源”因资金不足惋惜退场,“和平”号却大放光彩。
九月九话重阳扶摇直上九万里
年2月20日,“和平”号空间站核心舱发射升空,核心舱继承了“礼炮”系列的成熟技术,成为未来这艘空间站的中流砥柱。
早期的“和平”号空间站,只有核心舱和“联盟”号飞船。图片来源:WikimediaCommons
一个月后,人类第一次入驻“和平”号,并将“礼炮7号”空间站中的一些实验设备转移了过来。
一年后的年3月,人类的航天史上迎来了第一次空间站舱段对接——“量子1号”天体物理学舱段安装成功,“和平”号从此开始了漫长的“搭积木”过程。
在此后近10年间,“和平”号不断增长,先后对接了“量子2号”服务舱、“晶体”号实验舱、“频谱”号电力舱、航天飞机对接模块、“自然”号地球遥感舱以及其他各式附属设备,形成了一座长19米,宽31米,高27.5米,总重量.7吨,内部载人空间立方米的庞然大物。
历经多次对接的“和平”号。图片来源:WikimediaCommons
“和平”号空间站的平均轨道高度为km,尽管身处太空,但这里仍然有极其稀薄的空气。空间站以7.7km/s的高速飞行,在空气阻力和的作用下,高度会不断降低。为此,“和平”号需要偶尔提升自己的轨道高度。在大多数情况下,整个空间站的轨道提升依靠“进步号”货运飞船或航天飞机,不过,“和平”号的“量子1号”也有发动机,可以自己调整。
“和平”号空间站的高度变化。图片来源:WikimediaCommons
在空间站所处的低地球轨道上,“和平”号并非处于完全失重状态,其重力大约相当于海平面的88%,通常被称为“微重力”。空间站上的失重体验还会受到舱内空气阻力、潮汐等多方面因素影响。
在通信上,由于航天测量船的服役(比如我国的“远望”系列),以及中继卫星的成功发射(比如我国的“天链一号”和“鹊桥号”),“和平”号不再有对地通信的黑区。它飞行到地球任意位置的上空时,都可以通过航天测量船或中继卫星将通信信号转发给指挥中心,与地面沟通。
起舞弄清影,何似在人间
“和平”号内部提供的巨大空间,使得太空飞机的舒适度大幅提升。这里有固定的床位、浴室、坐便器、健身设施,在空间站的核心舱的中心,还有一张餐桌。
“和平”号的饮食主要由俄国提供,这也成为后续国际空间站的饮食基调。这些太空食品多达数百种,虽然主要是冷冻、冷藏和罐头食品,但涵盖了俄国常见的蔬菜、水果、坚果、主食和饮料。
地面上的俄罗斯太空食品贩卖机,图片来源: