空間站的構造設計經歷了怎樣的發展?

時間 2021-05-08 08:47:43

1樓:Warspite

迄今為止,人類空間站的構造分為三類:單艙、多艙積木式結構、桁架式結構,不同結構的空間站在建造難度、熱控、姿態控制等方面,差異很大。

單艙結構的空間站一般是航天國家早期的實驗性空間站,前蘇聯的禮炮系列空間站、美國的天空實驗室,以及中國的天宮系列空間站,都是單艙結構的空間站。這裡「單艙」的含義,並不意味著空間站僅有乙個艙室,而指的是空間站本身為乙個單體太空飛行器,通過一次發射即可公升空入軌。單艙空間站一般僅僅在首尾具有一到兩個對介面。

在實際的執行過程中,單艙空間站往往與乙個或多個宇宙飛船組成乙個組合體,如蘇聯禮炮空間站與聯盟/進步飛船的組合體、天空實驗室與阿波羅飛船的組合體,以及天宮與神舟的組合體。單艙空間站技術簡單,建造容易,但其有效載荷少,可擴充套件程度低,可搭載航天員人數少,可居留時間短,因此通常作為早期的空間站技術試驗品,壽命一般較短,如天空實驗室,公升空後僅僅進行了三次載人任務。

多艙積木式結構的空間站迄今為止只有乙個,即大名鼎鼎的「和平號」空間站。「和平號」空間站的核心艙實際上是禮炮系列空間站的改進型,但增加了更多的擴充套件對介面、機械臂和燃料,在之後十餘年的飛行中,蘇/俄和美國先後在核心艙上安裝了五個艙段。在2023年「自然號」實驗艙安裝完畢後,「和平號」空間站進入了完全體形態。

「和平號」是人類第乙個大型空間站,是真正意義上的太空堡壘,作為積木式結構的空間站,其主要組成艙段均可由運載火箭發射,只有乙個擴充套件對接艙使用了太空梭進行發射,因此組裝難度相對容易。但「和平號」十多年的生涯中暴露出積木式空間站的許多缺陷,如太陽能電池板相互遮擋的問題,在與飛船交會對接時,複雜的積木式結構容易與飛船發生碰撞的問題,前者困擾「和平號」多年直至她退役,而後者幾乎差一點造成毀滅性後果,97年的進步飛船與光譜倉的碰撞造成了後者的永久損毀。除此之外,由於積木式結構本身的空間緊張,其擴充套件能力仍然受限。

桁架式結構的空間站的主結構為貫穿首尾的桁架,所有的艙室、裝置都連線在桁架上,這個桁架結構如PC機的主機板一樣,各種裝置即插即拔。國際空間站實際上是美國在冷戰後期提出的「自由號」空間站與俄羅斯「和平2號」空間站的折中版本,既有桁架結構,又有積木式結構。

桁架結構的靈活性和可擴充套件性非常優秀,太陽能電池板的布置也非常容易,因此桁架結構是未來空間站的必然發展方向。但桁架結構空間站包括大量異形元件,如桁架、太陽能電池、機械臂等,運載火箭很難搭載,需要通過太空梭發射和組裝,03年「哥倫比亞號」的悲劇險些導致國際空間站爛尾,在沒有太空梭的日子,國際空間站的繼任者如何建造,將會是乙個大大的問號

空間站等載人太空飛行器是怎樣隔熱的?

penny zheng 先宣告本人非太空飛行器熱控分系統設計師,但多少也了解點 看了很多底下回答,其實都沒有回答題主的問題 僅針對在軌太空飛行器,衛星,空間站等。是有用固體材料作為隔熱材料的 鈦合金,其熱傳導係數低,用於承力元件的隔熱墊。如果非承力元件,酚醛棉布或者玻璃布板就可以了,導熱係數更低。但...

如何解決國際空間站的漏氣問題?

我們的太空 1 找到漏氣部位。這個已經定位了!在2020年10月15日,在美國國家航空航天局 NASA 轉播的航天員與地面專家間通話中得知,在國際空間站上進行的試驗證實,空氣是通過俄羅斯 星辰 號服務艙上的裂縫洩露出去的。此前,俄羅斯太空人阿納托利伊萬尼申和伊萬華格納借助 茶袋 發現 星辰 號艙中轉...

為什麼有空間站的前蘇聯無法登月?

說實話,我是非常懷疑美國根本就沒有登月的。以中國目前的實力,肯定比50年前的美國強的多,但中國目前尚且做不到登月。我想不出美國當時怎麼能登月的。 Arsenal胡先森 登月本來就是面子工程,美中國人第乙個上了月球之後蘇聯再去就沒多大意思了。蘇聯又沒有在月球建立基地的能力,所以就放棄登月了。科羅廖夫一...