您当前位置:首页 > 航天器

天空实验室

天空实验室是美国第一个试验性的空间站。全长36米,直径6.7米,重82吨,由土星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。天空实验室由轨道工作舱、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。

与苏联采用成熟技术、循序渐进的发展方针不同的是,美国在空间站的发展上则更多地注重技术上的先进性,而缺乏连续性和继承性,因而,美国只发射了一个空间站,在该领域远远落后于苏联。

中文名称天空实验室研制国家美国
发射场肯尼迪航天中心运载工具土星5号运载火箭
发射时间1973年5月14日17时30分00秒(UTC时间)坠毁时间1979年7月11日16时37分00秒
质量77.088吨在轨时间2249天
飞行圈数34981圈飞行距离14亿公里
远地点442千米近地点434千米
轨道周期93.4分钟轨道倾角50°

发展历史

1966年美国提出土星S-IVB级箭体试验模块(SSESM,Saturn S-IVB spent-stage experiment support module)方案,用土星5号运载火箭的第三级箭体改造为空间站主体,SSESM在竞争中落败于载人轨道实验室(MOL)方案。

1969年MOL被取消。由于阿波罗18到20任务的取消,NASA空余出三枚土星5号火箭,于是SSESM改为“天空实验室”。

20世纪70年代美国在结束阿波罗项目后,预算削减同时投入重点转向航天飞机项目,对比空间站项目的进度和能力,美国同期在空间站技术上仍然领先于苏联。

1973年5月14日,美国在肯尼迪航天中心发射的第一个轨道空间实验室是人类迄今向近地轨道发射的人造天体中重量和容量最大而又最复杂的一个。天空实验室使用土星INT-21火箭发射进入高度为435千米的近地圆轨道。同年还先后发射了3艘阿波罗飞船与天空实验室对接,这3艘飞船分别称为天空实验室-2、3、4。

天空实验室在起飞63秒后,由于其微流星/阳光防护罩以及一个太阳电池翼被高速气流冲掉,致使舱内温度急剧上升。入轨前出现故障。

1973年5月25日,一艘阿波罗飞船(天空实验室-2)载3名宇航员与天空实验室对接,宇航员用一顶遮阳帆挡住阳光,使实验室内温度下降,并展开了另一个被卡住的太阳翼,天空实验室得以正常工作。

1973年5月25日、7月8日和11月16日美国分别进行了三次阿波罗飞船发射均注册送3金币捕鱼与天空实验室对接,每次任务三名宇航员,三次任务中九名总计在空间站生活171天。

1974年2月8日第三次天空实验室飞行任务的宇航员着陆,此后天空实验室关闭,虽然NASA曾计划使用航天飞机为天空实验室加注燃料重启空间站,但由于大气阻力超过预期。

1979年7月11日,地面操作人员向天空实验室发出最后一次指令,使它安全地飞过北美大陆上空人口稠密地区然后返回地球。天空实验室接到指令后,便象一条火龙划破长空,穿过大气层,最后化成无数碎片坠落在澳大利亚西部地区和南印度洋。至此,它在宇宙空间运行了2246天,绕地球3.4981万圈,航程达14亿多公里。

空间站结构

天空实验室是美国的第一个试验型空间站,天空实验室是通过两次发射对接而成的。先是将运载火箭把在地面装配好工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜送入轨道,随后再用动载火箭把乘有3名宇航员的阿波罗飞船送入轨道,使飞船和对接船对接,组成完整的实验室。

工作舱是天空实验室的基本部位,是宇航员主要的工作和生活舱室。舱内设有实验室的基本部位,是宇航员主要的工作和生活舱室舱内设有环境控制系统,它能给宇航员提供舒适的环境,保持室温为15.6~20℃。太阳能望远镜是天空实验室上的一个天文台,可以拍摄太阳的紫外光线和X射线等,获得精细的日冕照片。在天空实验室里有作业室兼实验室、食堂、寝室、厕所等。

天空实验室结构

图:天空实验室结构

基础设施

天空实验室全长36米,最大直径6.7米,质量约77吨,包括轨道舱、气闸舱、对接舱、太阳望远镜,可提供360立方的工作场所。

天空实验室具有368立方米容积,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、毛巾和厕所。

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

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,并可防止温柔星碰撞;

气闸舱

宇航员进行舱外活动的进出口;

对接接合器

提供与指令服务舱对接的接口;

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”。

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”、“天空实验室3号”、“天空实验室4号”。

科学实验内容

天空实验室空间站运行期间,取得了一批科学成果,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。

天空实验室进行了大量天文、遥感和航天生物医学实验,它拍摄了大量太阳活动照片,科霍切克彗星的观测是人类首次大气层外亲眼观看到了彗星。

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。

天空实验室内部图

图:天空实验室内部图

后来天空实验室又接待了由阿波罗号飞船送来的两批宇航员。这3批宇航员每批3人,共9名宇航员到站上工作,在空间站内分别工作和生活了28天、59天和84天。在载人飞行期间,用58种仪器进行了270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。其中有用太阳望远镜观测太阳拍摄了18万张太阳活动的照片;用6种遥感仪器对地球进行了观测、拍摄4万多张地面照片;用7种仪器研究太阳系和银河系的情况;用医疗器械研究长期失重对人体生理影响;还进行失重下的材料加工试验,1974年2月第三批宇航员离开太空返回地面后,天空实验室便被封闭停用,直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行2249天,航程达14亿多千米。

宇航员们还在空间站里进行了三项饶有兴趣的太空飞行实验:第一项是背一个背包式腿力器在实验室内四处飞行;第二项是在实验室外面,试验用新的喷气枪喷气产生反作用力来帮助飞行;第三项试验最令人感兴趣:让宇航员穿上一种喷气鞋,以帮助宇航员向前、向后,向上和向下飞行,就像中国古典小说中描写的那个脚踩风火轮的哪吒一样。

维修过程

1973年5月14日,一枚两级的土星5号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,终于将剩下的这块太阳电池翼板修复好,正常打开,电力勉强够用了。

重返大气层坠毁

自1974年2月第三批航天员返回地球之后,天空实验室就被关闭起来了。它实际上成了一颗重达80吨的特大型人造卫星,独自在太空中绕着地球运行。按照原来的计划,天空实验室至少有10年的轨道寿命,可以运行到1983年。到那个时候,美国航天飞机将研制注册送3金币捕鱼,发射上天,对将要坠落的天空实验室进行抢救,由航天飞机帮它加速,提高它的运行轨道。

不幸的是,由于70年代末期,太阳黑子活动加强,大气层的气体分子密度增加,天空实验室在运行中所受到的阻力增大,结果它的运行轨道高度的降低比预计的要快得多。而航天飞机又由于技术上有困难,尚未研制出来,不能上天执行营救任务。于是,这个庞然大物在地球引力的作用下,终于在运行了2200多天,行程14亿千米之后,于1979年7月12日凌晨陨落。它在通过大气层时被烧毁了。据目击者说,无数残骸碎片像发光的雨点,倾泻在南印度洋海面和澳大利亚西部的沙漠地区。燃烧的碎片像无数颗流星划破长空,色彩缤纷,景象壮丽。

天空实验室是利用阿波罗载人登月飞行剩余的火箭第三级壳体改装而成,是“一锤子买卖”,没有第二座,所以天空实验室陨落以后,就没有后续的空间站了。

自从阿波罗登月计划结束后,美国专心致志,全力以赴忙于研制航天飞机。从70年代初到80年代中的十几年间,根本顾不上发展空间站,甚至连载人航天飞行也几乎全部停顿。直到航天飞机发射注册送3金币捕鱼并投入使用以后,1984年1月,美国总统里根才宣布:要花10年的时间发展一种永久性的空间站。

天空实验室
航天器信息 浏览次数:3378次
最新更新:2015-08-03 10:59
航天新闻推荐
爱航天网简介 | 联系我们 | 我要投稿 | 免责声明 | 隐私保护 | 意见反馈 | 网站合作 | 网站导航 | 爱航天网 | 航天精神
爱航天网(www.aihangtian.com),致力于推动航天知识科普教育、传播航天精神。爱航天网,为中国航天加油,为中国航天喝彩!
网站违法和不良信息举报邮箱:jubao#aihangtian.com(请将#换成@),欢迎您提供航天新闻、发射任务、文字、图片、视频等资料
Copyright © 2015  爱航天网版权所有  京ICP备12042125号-2
博聚网