國際空間站

國際太空站，是一個在近地軌道上執行的科研設施，是人類歷史上第九個載人的太空站。國際太空站分為兩個部分：俄羅斯軌道段。中華人民共和國曾表達參與國際空間站建設的意向，但因美國出於政治原因反對其加入以及中方資金、技術不足等諸多障礙最終未能提交申請。截止2022年4月，已有來自20國的宇航員和太空遊客登上國際空間站，但均為美國或俄羅斯主導的太空計劃。從1998年11月15日國際空間站第一個部份曙光號功能貨艙發射升空。到2010年6月，空間站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈。俄羅斯質子號和聯盟號火箭以及美國航天飛機發射了國際空間站的主要模組。負責空間站與地面之間運輸的太空船有俄羅斯聯盟號、進步號以及美國的龍飛船2號、天鵝號宇宙飛船等。國際空間站最多可承載七名乘員，大部分實驗設施也已經投入使用。由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響，國際空間站的軌道實際高度常發生漂移。2022年1月，美國太空總署宣佈計劃於2031年1月令國際空間站退役使其脫離軌道，並將任何殘餘物引導到南太平洋的一個偏遠地區。2022年7月26日，俄羅斯方面表示將在2024年之後退出國際空間站。命名.國際空間站最初提議的名字是“阿爾法空間站”，但是遭到俄羅斯的反對，理由是此名字暗示國際空間站是人類歷史上第一個空間站，而蘇聯及後來的俄羅斯先後成功地執行過8個空間站。雖然國際空間站的命名沒有采用最初提出的阿爾法空間站，但是空間站的無線電呼號卻是“阿爾法”，這個呼號是空間站第一批乘員登站時確定的，當時國際空間站的名字仍然未定，時任美國宇航局主席的將空間站的臨時呼號定為阿爾法，此呼號後來沿用下來，成為空間站的正式電臺呼號。歷史.國際太空站計劃的前身是美國太空總署的自由號空間站，這個計劃是1980年代美國戰略防禦計劃計劃的一個組成部分。在1987年12月1日美國太空總署宣佈波音公司、通用電氣公司、麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造自由太空站的訂單。老布什執政期間，星球大戰計劃被擱置，自由太空站也隨之陷入停頓，1993年時任美國總統的克林頓正式結束了自由太空站計劃。冷戰結束後在美國副總統戈爾的推動下，自由太空站重獲新生，美國太空總署開始與俄羅斯聯邦太空局接觸，商談合作建立太空站的構想。1998年11月15日國際太空站的第一個元件曙光號功能貨艙進入預定軌道，同年12月，由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連線，2000年7月星辰號服務艙與太空站連線。2000年11月2日首批太空人登上國際太空站。國際太空站的各個元件大多由美國太空總署的太空梭進行運輸，由於各個元件大多在地面就已經完成建設任務，太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將元件連線上太空站主體。國際太空站完全完成之後，根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。國際太空站的預算遠遠超過了美國太空總署最初的預計，其建造時間表也比預定的要晚，其主要原因是2003年發生哥倫比亞號太空梭失事事件之後，美國太空總署停飛了所有的太空梭。在太空梭停飛的兩年半時間裡，太空站的人員和物資運輸完全依賴俄羅斯的聯盟號太空船，太空站上的科學研究活動也儘可能地被壓縮了。按照預定計劃，太空站的建設將在太空梭重返太空之後在2006年恢復，但是在2005年7月發現號太空梭的STS-114飛行任務完成後，由於太空梭隔熱材料在升空過程中脫落，美國太空總署再次停飛所有太空梭，這使得國際太空站的建設時間表再次拖延。2006年11月20日，國際太空站上的活動首次在地球上進行了高畫質電視直播，並在紐約的時代廣場大螢幕電視上播放。這是人類首次觀看到來自太空的高畫質電視直播畫面。直播節目的主角是國際太空站第14長期考察組指令長邁克爾·洛佩斯-阿萊格里亞，攝像師是站內的隨航工程師託馬斯·賴特爾。這套直播系統名為太空影片閘道器，直播的清晰度可以達到普通類比電視的6倍。2007年1月31日，國際太空站第14長期考察組中的兩名美國太空人洛佩斯-阿萊格里亞和蘇尼特·威廉斯成功進行超過7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，完成了一些電路接線工作，使對接的太空梭能接入並使用太空站上新太陽能電池板提供的電力，將一個遮光反射罩和隔熱罩丟棄，然後將一組舊太陽能電池板上的散熱器回收。2月4日美國東部時間上午8時38分，這兩名太空人再度出艙，進行約7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的另一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，對一個廢棄的氨水冷卻裝置進行清理。2月8日，這兩名太空人完成了6小時40分鐘的第三次太空漫步，將太空站外的兩個大型遮罩移除丟棄，並安裝貨物運輸機的幾個附屬裝置。2月22日，國際太空站飛行工程師、俄羅斯太空人米哈伊爾·秋林和洛佩斯-阿萊格里亞進行一次6個多小時的計劃外太空漫步，修復了對接在太空站上的進步M-58飛船的一處未能收攏的天線。2007年10月30日，美國「發現號」太空梭太空人日前為國際太空站重新裝配太陽能天線電池板時，電池板出現破裂，美國太空總署科學家檢視電池板破損處，瞭解造成原因。2009年3月，美國太空總署網站開始線上直播國際太空站即時畫面，太空站工作人員睡覺或者下班的時候，全球網際網路使用者可以透過網路欣賞太空站的直播影像。2012年5月31日，全球首艘造訪太空站的商業太空船——美國龍飛船成功返回地球，製造龍飛船的SpaceX與美國太空總署簽署了價值16億美元的合約，向太空站發射12次貨運太空船。站體漏氣事件.2020年9月29日，星辰號艙體出現漏氣。翌月19日，俄羅斯太空人阿納託利·伊萬尼申利用茶包裡釋-{}-出的些許茶葉，讓其漂浮於星辰號的轉隔艙裡。隨後緊閉中轉隔艙口密封，再以攝影機監控茶葉於微重力下飄浮方向之移動軌跡，終於在靠近星號服務艙通訊裝置附近一處牆上刮痕上找到洩漏點，太空人最後利用卡普頓膠帶修補了這個裂縫。建造.按照計劃，建造整個國際空間站共需要超過50次太空飛行和組裝，其中的39次飛行需要由太空梭完成，每次約15噸左右，有大約30次飛行和裝配任務需要進步號飛船上的貨物提供支援。整個建造工作完成後，國際空間站將會有1200立方米的內部空間，總重量420公噸，總輸出功率達到110千瓦，桁架長度108.4米，艙體長度74米，額定乘員6人。整個空間站由眾多元件構成：週期性往返任務：已脫離的元件已取消的元件往返航天器此外還有很多非承重桁架用於支撐空間站巨大的太陽能電池板。美國專門設計的用於國際空間站微重力製造專案的3D印表機已經通過了美國宇航局最後的驗證測試，將於2014年8月發射到國際空間站投入使用。元件配置.下面是空間站主要組成部分的圖示。藍色區域是航天員不使用宇航服就可以進入的加壓部分。空間站的非增壓上層建築用紅色表示。計劃中的元件用白色顯示，以前的元件用灰色顯示。其他非增壓部件為黃色。團結號節點艙同命運號實驗艙直接相連。為了清晰起見，圖中二者被分開顯示。類似的情況在圖示中也可以被注意到。目標.有很多持批評觀點的人認為國際空間站計劃是在浪費時間和金錢，並且抑制了其他更有意義的計劃。持有這種觀點的人列舉，花費在國際空間站計劃上的上千億美元和近乎一世代的時間，可以用來實施無數的無人太空任務，或者將這些時間和金錢花在地球上的研究中，也要比國際空間站更有意義。空間站的支持者認為對於空間站的批評是目光短淺而且帶有欺騙性的，支持者認為花費在載人空間探索上的鉅額經費同樣會給地球上的每個人帶來切實的好處。有評估指出，國際空間站計劃所開發的載人航天相關技術的商業應用，會間接帶動全球經濟，其所帶來的收益是最初投資的七倍，也有一些相對保守的估計則認為此種收益只是最初投資的三倍。還有一些堅定的支持者認為，即使國際空間站在科學方面的意義為零，僅其發揮的推動國際合作的作用，也足以令這個計劃彪炳史冊。執行.遠徵隊.所有永久駐地乘員組命名「長期考察組N」，長期考察最長為6個月，「遠徵N」在每次遠徵以後連續地被增加。太空遊客沒有算作是遠徵成員。以A、B、C次發射組員為例，當A+B一組在空間站時，稱為第XX次任務遠徵隊，但是當A組員返回地球，C組發射時，則變成B+C組在空間站執勤，就稱為XX+1次任務遠徵隊。依此類推。遠征1至6由三人組組成。在美國宇航局哥倫比亞號太空梭失事後，第7至12次遠征被減少到安全的最少兩人。從第13次遠征開始，考察組在2010年左右逐漸增加到6人。從2020年開始，隨著美國商業載人航天發展計畫的乘員組抵達，美國宇航局把長期考察組的規模增加到7名，這是國際空間站最初設計的人數。太空遊客.自費進入太空的旅行者被俄羅斯航天局和美國宇航局稱為太空飛行參與者，有時被稱為"太空遊客"。在太空梭2011年退役之前，當專業人員更換的人數不能被聯盟號的三個座位整除時，而短期停留的乘員沒有被派來，備用座位就由MirCorp公司透過太空探險公司出售。2011年之後，空間站的乘員人數減少到6人時，太空旅遊就停止了，因為合作伙伴都要需要俄羅斯的運輸工具。這段時間共有7名太空遊客到達國際空間站。在美國宇航員使用龍飛船2號抵達空間站之後，太空旅遊得以繼續。2021年12月以來，另有5名太空遊客到達國際空間站。軌道.國際空間站目前維持在一個近乎圓形的軌道上，最低平均高度為，最高為，位於增溫層中心，與地球赤道的軌道傾角為51.6度。之所以選擇這個軌道，是因為它是俄羅斯聯盟號和進步號航天器從北緯46度拜科努爾航天發射場能直接到達的最低傾角，而不會飛越中國或在居民區掉落廢棄火箭級。它的平均速度為，每天飛行15.5個軌道。其他更頻繁的補給航天器不需要這種調整，因為它們是效能更高的飛行器。大氣層的阻力平均每月使空間站減少約2公里的高度。軌道維持可以由空間站星辰號服務艙上的兩個主發動機，或與星辰號尾部對接的俄羅斯或歐洲航天器來完成。自動運載飛船在建造時有可能在其尾部增加第二個對接埠，允許其他飛船與空間站對接和助推。維持國際空間站的軌道每年要使用約7.5噸的化學燃料，每年的成本約為2.1億美元。退役.2012年3月30日，俄羅斯聯邦航天局局長弗拉基米爾·波波夫金表示，聯邦航天局正在與外國夥伴討論2020年後繼續使用國際空間站的問題，並打算改變國際空間站的運作方式。波波夫金說，聯邦航天局考慮將國際空間站的使用期延長到2028年，即使作出了延長使用期的決定，國際空間站的作用也將改變，它將成為進行技術試驗和訓練載人登月的平臺。2022年1月，美國宇航局宣佈計劃於2031年1月令國際空間站退役使其脫離軌道，並將任何殘餘物引導到南太平洋的一個偏遠地區。2023年4月6日，俄羅斯航天國家集團向俄政府建議將國際空間站俄羅斯艙段執行期限延長至2028年。