國際空間站哪個參數控制飛行

1. 國際空間站的結構功能

國際空間站總體設計採用桁架掛艙式結構，即以桁架為基本結構，增壓艙和其它各種服務實施掛靠在桁架上，形成桁架掛艙式空間站。其總體布局如圖所示。大體上看，國際空間站可視為由兩大部分立體交叉組合而成：一部分是以俄羅斯的多功能艙為基礎，通過對接艙段及節點艙，與俄羅斯服務艙、實驗艙、生命保障艙、美國實驗艙、日本實驗艙、歐空局的「哥倫布」軌道設施。
等對接，形成空間站的核心部分；另一部分是在美國的桁架結構上，裝有加拿大的遙操作機械臂服務系統和空間站艙外設備，在桁架的兩端安裝四對大型太陽能電池帆板。這兩大部分垂直交叉構成「龍骨架」，不僅加強了空間站的剛度，而且有利於各分系統和科學實驗設備、儀器工作性能的正常發揮，有利於宇航員出艙裝配與維修等。國際空間站的各種部件是由合作各國家分別研製，其中美國和俄羅斯提供的部件最多，其次是歐空局、日本、加拿大和義大利。這些部件中核心的部件包括多功能艙、服務艙、實驗艙和遙操作機械臂等。俄羅斯研製的多功能艙(FGB)具有推進、導航、通信、發電、防熱、居住、貯存燃料和對接等多種功能，在國際空間站的初期裝配過程中提供電力、軌道高度控制及計算機指令；在國際空間站運行期間，可提供軌道機動能力和貯存推進劑。俄羅斯服務艙作為國際空間站組裝期間的控制中心，用於整個國際空間站的姿態控制和再推進；它帶有衛生間、睡袋、冰箱等生保設施，可容納3名宇航員居住；它還帶有一對太陽能電池板，可向俄羅斯部件提供電源。實驗艙是國際空間站進行科學研究的主要場所，包括美國的實驗艙和離心機艙、俄羅斯的研究艙、歐空局的「哥倫布」軌道設施和日本實驗艙。艙內的實驗設備和儀器大部分都是放在國際標准機櫃內，以便於維護和更換。加拿大研製的遙操作機械臂長17.6米，能搬動重量為20噸左右、尺寸為18.3米×4.6米的有效載荷，可用於空間站的裝配與維修、軌道器的對接與分離、有效載荷操作以及協助出艙活動等，在國際空間站的裝配和維護中將發揮關鍵作用。 國際空間站由下列部分組成：俄羅斯進步－M45、聯盟－TM23、進步－M－C01飛船，俄羅斯的晨星號服務艙、曙光號工作艙，美國的團結號連接艙和女神號實驗艙、俄黎明號小型實驗艙等。
空間站共有俄羅斯、美國、歐盟和日本發射的13個艙，重量400噸。
曙光號工作艙
曙光工作艙是國際空間站的第一個組件，由俄羅斯赫魯尼切夫空間中心和美國波音公司共同研製而成。根據1995年8月簽訂的合同，赫魯尼切夫中心負責貨運艙的設計、生產和試驗。赫魯尼切夫中心於1996年11月27日，即比預定發射時間提前一年完成曙光號工作艙的組裝工作。但由於國際空間站的其他一些部件沒有完工，曙光號被兩度推遲發射。
曙光號重量為24.2噸（其中包括4.5噸燃料），長13米，內部容積約72立方米（可用面積為40平方米）。它可以在不補充燃料的情況下連續飛行430晝夜。
曙光號一個與和平號空間站類似的大型艙體，用作空間站的基礎，能提供電源、推進、導航、通信、姿控、溫控、充壓的小氣候環境等多種功能。它由和平號空間站上的晶體艙演變而來，設計壽命13年，電源最大功率為6千瓦，裝有可接4個航天器的對接件。
1998年11月20日，俄羅斯質子－K號火箭把曙光號送入預定軌道。
團結號節點艙 （unity node mole）
團結號節點艙是美國為國際空間站建造的第一個組件，也是國際空間站的第二個組件。
團結號節點艙耗資3億美元，直徑5米、長6米，設有6個艙門。它的作用是充當對介面，連接未來升空的其它艙。
1998年12月4日，團結號隨美國奮進號太空梭升空。12月6日，團結號與曙光號對接。
星辰號服務艙 （zvezda （star） service mole）
星辰號服務艙由俄羅斯承建，是國際空間站的核心艙。星辰號長13米，寬30米，重19噸，造價為3.2億美元。
服務艙由過度艙、生活艙和工作艙等3個密封艙和一個用來放置燃料桶、發動機和通信天線的非密封艙組成。生活艙中設有供宇航員洗澡和睡眠的單獨房間，艙內有帶冰箱的廚房、餐桌、供宇航員鍛煉身體的運動器械。艙體上設計的14個舷窗，可供宇航員眺望浩瀚的星空。
星辰號配有定位和電視聯系系統，可保障服務艙與俄羅斯科羅廖夫地面飛行控制中心和美國休斯敦地面飛行控制中心的直接聯系。
星辰號共有4個對介面，可用於接待載人飛船或貨運飛船。
2000年7月12日，星辰號由質子－K火箭送入太空；26日，星辰號服務艙與國際空間站聯合體對接。
命運號實驗艙 （destiny laboratory mole）
2001年2月7日，命運號實驗艙隨美國阿特蘭蒂斯號太空梭升空。命運號實驗艙價值14億美元，是國際空間站中最昂貴的組件。它由美國波音公司製造，形似圓筒，長9.3米、直徑4.3米，重13.6噸，上有41.5萬個零件。它不僅是未來空間站成員在接近零重力的狀態下執行科學研究任務的基地，也將作為國際空間站的指揮和控制中心，是國際空間站6個實驗室中最重要的實驗艙之一。
萊奧納爾多號多功能後勤艙 （leonardo multipurpose logistics mole）
萊奧納爾多號多功能後勤艙由義大利研製，價值1．6億美元。它是一個由金屬鋁製成，長21英尺（約為6.4米）、直徑為15英尺（約4.6米）的圓筒，分為16個貨箱，能攜帶9.1噸貨物。後勤艙可重復使用，其功能是為國際空間站運送必需的物資，再將空間站上的廢棄物帶回地面。
空氣阻隔艙 （airlock）
空氣阻隔艙又稱壓力艙，由金屬鋁製造，重約6噸，造價1．64億美元。空氣阻隔艙共有兩個艙室，一個供宇航員執行太空行走任務之前更換宇航服，另一個為宇航員減壓和漂浮到太空的介面。艙內有4個氣罐，各重540千克，用於給空氣阻隔艙加壓。
2001年7月15日，空氣阻隔艙由美國阿特蘭蒂斯號太空梭和國際空間站上的宇航員聯合安裝到空間站。空氣阻隔艙是國際空間站與太空間的通道，是航天器有壓空間與太空真空環境間的緩沖地帶，它的安裝使空間站內的宇航員不必再等太空梭的到來就可以進行太空行走。
加拿大第二臂 （Canadarm2）
加拿大第二臂又被稱為大臂，由高強度的金屬鋁、不銹鋼和環氧石墨製成，長19米，重量為1.63噸。
這只長約17米的巨型機械臂的設計概念是1984年美國前總統里根提議建設自由空間站時產生的，其最初研製目的是，在太空梭不能自行與空間站對接時依靠機械臂將太空梭拉到空間站旁。加拿大第二臂由加拿大研製，並由美國奮進號太空梭於2001年4月19日攜帶升空，22日被安裝到國際空間站上。與多次隨太空梭升空執行任務的小機械臂相比，它不僅比多次隨太空梭升空執行任務的小臂更長，也更結實、更靈活。
碼頭多功能對接艙 （mooring compartment mole）
碼頭多功能對接艙由俄羅斯能源火箭航天公司研製，重約4噸，體積為13立方米。對接艙一端與星辰號服務艙連接，另一端的對接裝置能與進步系列貨運飛船和聯盟系列載人飛船對接。對接艙的一側還有一個隔艙，當宇航員穿上宇航服，調節好隔艙中的氣壓後，就可以打開隔艙門進行太空行走。多功能艙對接艙有助於增加國際空間站與地面間的貨物、人員運輸。
碼頭多功能對接艙於2001年9月17日安裝到國際空間站。
黎明號小型實驗艙
俄黎明號小型實驗艙在2010年5月由美阿特蘭蒂斯號太空梭運送至國際空間站。黎明號實驗艙長約7米，重約7．8噸，主要用於科學實驗。 整個空間站由眾多組件構成： 組件 航次 運載者 發射時間 長度
（m） 直徑
（m） 質量
（kg） 曙光號功能貨艙 1 AR 質子號 1998年11月20日 12.56 4.11 （加註燃料）19,323（空）7983 團結號節點艙（1號節點艙） 2A - STS-88 奮進號 1998年12月4日 5.49（含2個PAM）10.4 4.57 11,612 星辰號服務艙 1R 質子號 2000年7月12日 13.1 4.15 19,050 國際空間站Z1 衍架 3A - STS-92 發現號 2000年10月11日 4.9 4.2 9,978 國際空間站P6 衍架及太陽能電池板 4A - STS-97 奮進號 2000年11月30日 73.2 11.6 15,815 命運號實驗艙 5A - STS-98 亞特蘭蒂斯號 2001年2月7日 8.53（含通用對接機構）9.2 4.27 （空）13,547（滿載）24,023 外部裝載平台1（ESP-1） 5A.1 - STS-102 亞特蘭蒂斯號 2001年3月13日 2.44 0.46 未知 移動維修系統- 空間站遙控機械臂（加拿大臂2） 6A - STS-100 奮進號 2001年4月19日 17.6 0.35 1,796 尋求號氣閘艙（聯合氣閘艙） 7A - STS-104 亞特蘭蒂斯號 2001年7月12日 5.64 4 6,064 碼頭號對接艙- 碼頭號氣密及對接艙 4R - 進步-M-SO1 進步號 2001年9月14日 4.91 2.56 （發射時）4,350（軌道中）3,580 國際空間站 S0衍架 8A - STS-110 亞特蘭蒂斯號 2002年4月8日 13.4 4.6 12,623 移動維修系統- 機械臂移動平台 UF-2 - STS-111 奮進號 2002年6月5日 5.7 2.9 1,450 國際空間站S1衍架 9A - STS-112 亞特蘭蒂斯號 2002年10月7日 （與P1組合）13.7 4.6 12,554 國際空間站 P1衍架 11A - STS-113 奮進號 2002年11月23日 （與S1組合）13.7 4.6 14,003 外部裝載平台2（ESP-2） LF1 - STS-114 發現號 2005年7月26日 4.00 2.4 未知 國際空間站 P3、P4衍架及太陽能電池板 12A - STS-115 亞特蘭蒂斯號 2006年9月9日 13.8 4.9 15,824 國際空間站 P5衍架 12A.1 - STS-116 發現號 2006年12月9日 3.4 4.5 1,864 國際空間站 S3、S4衍架及太陽能電池板 13A - STS-117 亞特蘭蒂斯號 2007年6月8日 13.66 4.96 16,183 國際空間站 S5衍架 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 3.4 4.5 1,818 外部裝載平台3（ESP-3） 13A.1 - STS-118 奮進號 2007年8月8日 4.9 3.65 3,400 和諧號節點艙（2號節點艙） 10A - STS-120 亞特蘭蒂斯號 2007年10月23日 7.2 4.4 14,288 哥倫布實驗艙 1E - STS-122 亞特蘭蒂斯號 2008年2月7日 6.9 4.5 （空）10,300(發射）12,077 希望號日本實驗艙- 實驗儲藏艙 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 4.2 4.4 4,200 移動維修系統- 特殊微動作機械手 1J/A - STS-123 奮進號 2008年3月11日 3.67 2.30 1,560 希望號日本實驗艙 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 11.19 4.39 14,787 希望號日本實驗艙- 日本機械臂 1J - STS-124 發現號 2008年5月31日 10.0 0.35 780 國際空間站 S6衍架及太陽能電池板 15A - STS-119 發現號 2009年3月15日 13.84 4.97 14,089 希望號日本實驗艙- 暴露實驗平台 2J/A - STS-127 奮進號 2009年7月15日 5.20 5.00 4,082 迷你研究艙2 （探索號迷你研究艙） 5R - 進步-M-MIM2 進步號 2009年11月10日 4,00 2.6 3,670 寧靜號節點艙（3號節點艙） 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 6.706 4.480 19,000 穹頂艙 20A - STS-130 奮進號 2010年2月8日 1.500 2.955 1,880 微型研究艙1 （晨曦號微型研究艙） ULF4 - STS-132 亞特蘭蒂斯號 2010年5月14日 6.00 2.35 （發射時）8,056
5,075 萊昂納多永久補給艙 ULF5 - STS-133 發現號 2011年2月24日 6.4 4.6 (發射時）12,816（空）9，896 組裝成功後的國際空間站將作為科學研究和開發太空資源的手段，為人類提供一個長期在太空軌道上進行對地觀測和天文觀測的機會。
在對地觀測方面，國際空間站比遙感衛星要優越。首先它是有人參與到遙感任務之中，因而當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時，在站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數，以獲得最佳觀測效果；當遙感器等儀器設備發生故障時，又可隨時維修到正常工作狀態；它還可以通過太空梭或飛船更換遙感儀器設備，使新技術及時得到應用而又節省經費。用它對地球大氣質量進行監測，可長期預報氣候變化。在陸地資源開發，海洋資源利用等方面，也都會從中受益。國際空間站在天文觀測上要比其他航天器優越得多，是了解宇宙天體位置、分布、運動結構、物理狀態、化學組成及其演變規律的重要手段。因為有人參於觀測，再加上空間站在太空的活動位置和多方向性，以及機動的觀察測定方法，因而可充分發揮儀器設備的作用。通過國際空間站，天文學家不僅能獲得宇宙射線，亞原子粒子等重要信息，了解宇宙奧秘，而且還能對影響地球環境的天文事件（如太陽耀斑、暗條爆發等）作出快速反應，及時保護地球，保護在太空飛行的航天器及其成員。
國際空間站上的生命科學研究，可分為人體生命與重力生物學兩方面：人體生命科學的研究成果可直接促進航天醫學的發展，例如，通過多種參數來判斷重力對航天員身體的影響，可提高對人的大腦、神經和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物學和材料科學的研究與應用有廣闊的前景，而國際空間站的微重力條件要比和平號空間站和太空梭優越得多，特別是在材料發展上可能起到一次革命性的進展。
僅就太空微重力這一特殊因素來說，國際空間站就能給研究生命科學、生物技術、航天醫學、材料科學、流體物理、燃燒科學等提供比地球上好得多、甚至在地球無法提供的優越條件，直接促進這些科學的進步。同時，國際空間站的建成和應用，也是向著建造太空工廠、太空發電站，進行太空旅遊，建立永久性居住區（太空城堡）向太空其他星球移民等載人航天的遠期目標接近了一步， 2014年從5月開始，國際空間站就開始了種植蔬菜的實驗，如果成功了，那麼美國宇航局可能創造歷史，因為宇航員從來沒吃過自己的太空種植的蔬菜，那些太空轉基因的蔬果只提供給地面的科研機構。
空間站上的宇航員飲食問題目前已經得到了較好的解決，但仍然需要地面發射飛船進行補給，俄羅斯的貨運飛船定期給空間站輸送補給品，如果貨運飛船沒能進入軌道，那麼宇航員的餐飲就要拮據了。現在，宇航員嘗試自己在空間站上種植蔬菜，甚至可發展出自製的太空沙拉。
目前宇航員種植的蔬菜包括了西紅柿、草莓等，但他們還將拓展自己的種植范圍，可以種植各種各樣的蔬果，之所以要在空間站上種植蔬菜，一來是因為這樣可以解決自己的飲食問題，同時也可以研究太空種植蔬菜的方法，這可以不是單純的科研產品，種植出來後需要自己消化掉。但是在微重力環境下種植蔬果存在許多問題，比如空間輻射可造成蔬菜變異，而且種植出來的蔬菜可能使其中的微生物變異，對人體構成危害。
通過此前的空間站蔬菜實驗結果，美國宇航局禁止該機構的宇航員吃生菜，那些從空間站返回地面的蔬果出現不同程度的不可食用特徵，最主要的還是空間輻射的問題，微重力環境使得蔬果長得不同地面種植。但是到今年年底，科學家開始測試新的空間站蔬果，目前宇航員已經開始了種植蔬菜行為。
宇航員在太空中的免疫力會出現下降，因此需要蔬菜來補充營養物質，如果不新鮮的蔬菜無法起到類似的效果。種植蔬菜時也會改善空間站的二氧化碳水平，可以幫助空氣凈化器過濾空間站上的異味，如果現在開始著手種植，那麼等到生菜實驗完全成功並製作成沙拉，可能還需要等上好幾年的時間，這項實驗也可以為未來登陸火星提供幫助。 2014年6月17日，美國航空航天局（NASA）發布了一張國際空間站內的照片，兩名來自美國的宇航員與一名德國宇航員通過筆記本觀看巴西世界盃的比賽。而美國與德國將在小組賽中遭遇。
巴西世界盃正在如火如荼的進行中，全世界的球迷都在關注著這項4年一度的足壇盛事。其實在距離地面250英里的太空中，宇航員們也在關心著世界盃，三名「來自星星的球迷」還在國際空間站里觀看了比賽直播。NASA在社交網路上曬出了一張照片，圖片中三名宇航員觀看了10分鍾的世界盃直播。不過在這三名球迷之間有一個小小的尷尬，他們來自兩個國家，分別是德國和美國，而這兩支球隊又被分在了同一小組，將為小組出線而展開爭奪。

2. 國際空間站是怎樣建成的它繞地球公轉一周又需要多久

類似於樂高玩具，完全是拼裝出來的，不過由於是在地球的外部空間的失重環境中進行的，對兩艘飛船的飛行參數測定必須十分精確，對接操控措施要求也極其嚴格。

在2012年我國進行了首次載人交會對接，具體的做法就是使兩艘飛船或者飛船的兩部分在相同的軌道高度逐漸接近，使兩部分之間的相對速度盡可能的低，這樣兩部分在相互接觸的時候也不會劇烈碰撞，可以較為平穩地連接在一起。然後在隨後的幾年我國進行了天宮一號、天宮二號空間站試驗艙的發射和無人交會對接試驗，最終成功地掌握了此項技術。

近些年國外的一些機構還提出了一種新的空間站建造方式，就是製造模塊化的特種塑料艙室，這樣的艙室方便火箭運輸，在太空中充入氣體就自動展開，其後補充一些設備就可以了，不過仍是相當艱難的方式。

3. 國際空間站是什麼

1、問：Can you see the Great Wall from the ISS?
你能從空間站看到中國的長城嗎？
答：I have not been able to see the Great Wall yet but I am looking for it and need to know where to look.
我現在還沒看到長城，但是我正在尋找希望知道在哪兒可以看到。
2、問：Do you sweat in the space and how do you handle it?
在空間站工作是否會出汗？如果有，如何處理？
答：Yes, we do sweat in space. And because there is no gravity we must use towels to wipe off the sweat.
是的，在太空我們流汗。因為沒有重力所以我們必須用毛巾把汗擦去。
3、問：If air leak happens in the ISS, what emergency actions will be taken?
如果在空間站發生泄漏，你們會採取怎樣的緊急措施？
答：If we have an air leak we try to isolate which mole is leaking and move closer to the 「Soyuz」.
如果我們有空氣泄漏我們會把泄漏的部分隔絕並且向聯盟號飛船靠的更近。
4、問：How do you handle the waste generated in the space?
你們怎樣處理空間站產生的垃圾？
答：We put the waste in tanks and put those tanks onto the progress vehicle and release the progress vehicle. It burns up on the earth』s atmosphere as progress falls.
我們把垃圾放在罐子里，再把這些罐子放在俄羅斯的進步號貨運飛船上，將飛船釋放到太空中。當它落到地球大氣層中時，它會燃燒起來。
5、問：Is it very quiet on the ISS?
國際空間站里非常安靜嗎？
答：No, it』s very noisy. All the fans and pumps mane so much that we need to wear ear plugs.
沒有，國際空間站很吵。所有的風扇和水泵製造噪音以至於我們需要戴耳機。
6、問：What does your family think of your work in the space?
你的家人怎樣看待您空間站工作？
答：Its really neat and they are very proud of me and they are happy that I can do this.
我們一家人覺得這很酷。他們為我感到自豪。他們為我能夠從事這項工作而感到很高興。 7、問：On the ISS, in which direction will the plants grow?
在國際空間站里，植物會向什麼方向生長？
答：5 days ago I started growing some plant but have not seen them yet. I believe they will grow in the direction of the light.
5天前我開始種植物。但是還沒有見到它們。我相信它們會隨著光的方向生長。
8、問：How do you maintain oxygen supply on the ISS?
在空間站怎樣獲得氧氣供應？
答：We get our oxygen from several places. First from tanks on the progress vehicle. Second, from tanks on the shuttle. Third, we make it through the progress of breaking down the water. Fourth, we burn oxygen candles that creates oxygen.
我們從好幾個地方獲得氧氣：第一，從俄羅斯的進步號貨運飛船的罐子里獲得氧氣。第二，是從太空梭上的罐子里獲得氧氣。第三，我們通過分解水的過程獲得氧氣。第四，我們燃燒特製的氧氣蠟燭獲得氧氣。
9、問：What does it feel like when you go through the black-out-area?
你通過「黑障區」時是怎樣的感受？
答：It does not feel any different. Just wait a while and you are in contact again.
沒什麼區別。等一會兒你就可以再次取得聯系。
10、問Is there any robot on board the ISS?
請問空間站里有機器人嗎？
答：Yes, we have the robotic arm from Canada.
是的，我們擁有產於加拿大的機械臂。
11、問How far does the ISS fly per hour?
空間站每小時飛行多遠？
答：17500 mph or 5 miles/seconds
每小時17500英里或每秒鍾5英里。
12、問：How can you keep ISS on its own orbit?
你們如何控制空間站在自己的軌道上運行？
答：ISS simply falls around the earth.
它逐漸下降，越來越靠近地球。（註：國際空間站上帶有發動機，可以提升自己的軌道） 13、問：What if you happen to get sick?
如果你們在空間站生病會如何處理？
答：Luckily we have Dr. Oleg on board who is very good doctor.
幸運的是，我們艙內有醫生Dr. Oleg，他是個非常好的醫生。
14、問：What if you lost connection with the ground? Is it possible for the spacecraft to go back to the earth automatically?
如果和地面失去聯系，飛船能否自動回到地球？
答：It is possible. If you have a very day to escape using the 「Soyuz」 vehicle to come back to earth.
運氣不好的話有可能與地面失去聯系。我們通過使用俄羅斯的聯盟號飛船來回到地球。
15、問：Have you ever seen some space junk with your own eyes?
你在空間站用肉眼看到過太空垃圾嗎？
答：I saw something nearby spinning around but was not sure what it was.
我曾看見附近有東西在不停的旋轉。但是很小，不能確定是什麼。
16、問：Does earth look any different from it used to be?
我們的地球看起來和以前有什麼不同？
答：We see lots of fires burning snow but it looks the same to me.
我們看到有很多火在燃燒，也看到有雲、雪和高山。但對我來說沒有什麼不同。
17、問：What is the longest distance between the ISS and the earth?
空間站和地球的最遠距離是多遠？
答：220n/miles
220海里
18、問：Which time zone do you use in the space?
空間站里使用的哪個時間？
答：GMT
格林威治時間
19、問：What do you feel about space walk (EVA)?
在太空行走的感覺是什麼？
答：Cool and beautiful and I really enjoy it.
很酷，很美，我很享受太空行走。
20、問：What do the stars look like in the space?
在空間站看星星象的樣子是什麼？
答：The stars do not twinkle as much because there is no atmosphere, polluting. We can see them more clearly.
星星不再像地球上看來那樣閃爍。因為沒有大氣層，沒有污染，所以顯得更清晰。

4. 國際空間站是怎樣建成的安全嗎它有什麼用呢

想像一下，你早上醒來，望向窗外，看到廣闊的藍色地平線和黑暗的太空。世界在你腳下展開。當你每90分鍾環繞地球一周時，山脈、湖泊和海洋就會隨時間在你眼中流過。聽起來像是科幻小說里虛構的東西，但對於國際空間站(ISS)的宇航員來說，這是他們的日常。

圖解:太空 探索 拍攝了國際空間站的照片。更多太空 探索 圖片。圖片由NASA提供

1984年，美國總統羅納德·里根(Ronald Reagan)提議美國與其他幾個國家合作，建立一個由政府和工業部門支持的永久居住空間站。美國和其他14個國家——加拿大、日本、巴西和歐洲航天局(英國、法國、德國、比利時、義大利、荷蘭、丹麥、挪威、西班牙、瑞士和瑞典)等國家和組織決定實現里根的設想。蘇聯解體後，美國邀請俄羅斯參與國際空間站項目，目前該項目仍處於規劃階段，參與的國家達到了16個。

由美國宇航局帶頭協調國際空間站的建設，今天國際空間站作為一個軌道實驗室，用於生命、物理、地球和材料科學的實驗。在1998年空間站才開始組裝。國際空間站大約有38個模塊，至少需要44次航天飛行才能將組件送入軌道。組裝和維護國際空間站需要160次太空行走，總計1920個工時。國際空間站在2011年完工，壽命為10年。這個項目的成本估計從350億美元到1000多億美元不等。[資料來源:美國宇航局國際空間站參考指南和Boyle]

在這篇文章中，我們將看看國際空間站的各個部分，它是如何為人類在太空中建造一個生存環境的，它是如何發電的，在國際空間站上生活和工作是什麼樣子的，以及，我們將如何使用國際空間站。首先，我們將從它的部件和裝配開始講起。

部件和裝配

圖解:日本的國際空間站「希望號」和「亞特蘭蒂斯」號太空梭與空間站對接-圖片由NASA提供

建造國際空間站(ISS)就像用孩子的樂高積木或K'nex積木製作玩具一樣。國際空間站有100多個部件，所有這些部件都連接在一起。這些部分可以分為以下幾類:

•增壓模塊——如Zarya、Zveda、Destiny、Columbus和Harmony——為宇航員居住和工作的生活區、設備室和實驗室提供了透氣、溫暖的環境。

•節點將模塊連接在一起，並允許ISS的結構向外拓展。

•對接埠允許各種太空飛行器連接到國際空間站。

•一個長線性桁架位於受壓模塊之上，形成一個梁框架，太陽能電池板和散熱器連接在一起。一個可移動的，自動的，服務手臂，沿著桁架移動來運輸貨物和實驗的包裹。

•外部研究設施沿著國際空間站外部提供多個安裝位置，用於完全暴露於太空環境的實驗。

•聯盟號(Soyuz)飛船和進步號(Progress)補給飛船等航天器與國際空間站(ISS)對接，運送宇航員和補給物資。

國際空間站的組裝開始於1998年11月，當時俄羅斯質子火箭將第一個模塊——功能性的貨艙(Zarya)送入軌道。2000年10月31日，國際空間站的首批三名宇航員從俄羅斯發射升空。宇航員們在國際空間站上待了將近5個月，啟動系統並進行實驗。從那時起，許多航天器已經將國際空間站的部分部件送入軌道，組裝工作也陸續完成。在此期間(截至本文撰寫時)，國際空間站一直由26名宇航員組成。這些宇航員在外太空累計度過了4423天。探險隊26號將在太空中度過5個月，於2011年5月返回地球，然後第27號探險隊出發前往了空間站。

而2011年仍有7次計劃的航天飛行，去完成空間站的建設。俄羅斯和歐洲的火箭將進行三次運送物資的飛行，兩次太空梭飛行和一次俄羅斯質子火箭運送大型模塊和設備的飛行，同年4月的太空梭飛行將更換機組人員。

完成後，國際空間站將長243英尺(74米)，寬361英尺(110米)。它的質量為925,000磅(420公噸)，增壓容積為33,023立方英尺(935立方米);增壓後的體積約為747客機的機艙大小。它將在217至285英里(362至476公里)的軌道上運行，相對赤道傾斜51.6度(資料來源:國際空間站事實和數據以及美國宇航局國際空間站參考指南)。

這些都是非常驚人的規格，但更令人印象深刻的可能是國際空間站如何維持一個宜居的環境。

維持太空中的永久環境

在太空中維持一個永久的生存環境需要一些我們必需的東西:新鮮的空氣、水、食物、舒適(和適宜居住)的氣候——甚至是垃圾的清除和防火。首先，讓我們談談空氣。我們需要氧氣，所以國際空間站有幾個提供氧氣的系統。一個系統是通過宇宙飛船從地球運送氧氣。這些氧氣儲存在外部容器中;同樣的，這些航天器也運送氮氣，這就為國際空間站提供了空氣。國際空間站也有一個利用循環水製造氧氣的發電機。利用電力，它把水電解成氫和氧。氫氣進入太空，氧氣進入國際空間站的空氣。最後，國際空間站有一個固體燃料氧氣發生器，通過燃燒原料將氧氣釋放到國際空間站的空氣中。空氣循環系統使空間站艙內的空氣循環。循環的空氣通過各種過濾器來去除顆粒和微生物。整個空間站都在不斷監測和調節空氣成分。

在地球上，植物吸收我們呼出的二氧化碳，這些二氧化碳對我們是有毒的。而國際空間站是利用各種能吸收二氧化碳並與其他化學物質發生反應的「洗滌器」用化學方法將空氣中的二氧化碳去除的。除了二氧化碳，我們還呼出水蒸氣。在國際空間站上，這些多餘的水蒸氣凝結成液體並被回收。但這並不是唯一的水源。

就像氧氣一樣，水被送到國際空間站。事實上，我們有各種各樣的方法向空間站運送補給。俄羅斯有進步號補給船，歐洲航天局有自動運載工具，日本有口碑2號或HTV2火箭。水是太空梭用來發電的燃料電池的副產品，而且水甚至可以從宇航員的尿液中回收，尿液經過過濾和處理後可以製成飲用水、洗手用水和淋浴用水。水被儲存在空間站的袋子和容器里。食物也由宇宙飛船運送到國際空間站。國際空間站有一個廚房，裡面有食物准備區、食物加熱器和一張供宇航員吃飯的桌子。

國際空間站上的電子設備產生的熱量足以使空間站變暖。事實上，要解決的問題是消除多餘的熱量。所以要有各種各樣的方法來均勻地分配熱量。溫度控制系統採用電加熱器、保溫管和液氨管(熱分配器)來控制內部溫度。空間站外部的散熱器有助於消除外層空間的熱量。

像在地球上生活一樣，國際空間站必須保持干凈。這在太空中尤其重要，因為漂浮的灰塵和碎片可能構成危險。對於一般的大掃除，宇航員使用各種濕巾(濕的、乾的、織物和消毒劑)、洗滌劑和濕/干真空吸塵器來清潔表面、過濾器和他們自己。垃圾被收集在袋子里，裝在補給船上，然後返回地球進行處理。廁所里的固體廢物經過壓縮、乾燥和袋裝處理後，也會以類似的方式處理。

國際空間站上的消防設施

火是太空中最危險的事物之一。宇航員傑里·朗格爾在和平號空間站停留期間，發生了火災。索性和平號空間站的工作人員撲滅了大火。國際空間站有一個火災探測/滅火子系統，包括煙霧探測器、警報和警報、滅火器和攜帶型呼吸設備。

國際空間站:動力、推進和通信

國際空間站基本上是一個大型航天器。因此，它必須能夠在太空中移動，它的機組人員必須與地面控制人員保持通信，它需要電力來完成這些工作。

我們想當然地認為需要用電操控家裡的傢具。例如，要使用咖啡壺，你只需不假思索地把它插到牆上。就像在你家裡一樣，國際空間站的所有機載系統都需要電力。八個大型太陽能電池陣列提供來自太陽的電力。每個陣列長239英尺(73米)，佔地24187平方英尺(約2247平方米)，或約半英畝。每個陣列上都有兩層太陽能電池。每一層都位於可伸縮桿的一側，可伸縮桿能夠伸縮折疊或是形成陣列。可伸縮桿形成一個框架，這樣它就可以讓太陽能電池面對陽光。俄羅斯的太空艙也有80- 97英尺(24- 30米)的太陽能陣列，提供電力[來源:美國宇航局國際空間站的事實和數據]。

就像地球上的電網一樣，這些陣列產生的是大約160伏的直流電力。主電源由一個二次變壓器轉換，提供一個可調節的124伏直流電流，供空間站的設備使用。船上還裝有電源轉換器，以滿足美國和俄羅斯設備所需的不同電流。主電源也被用來給國際空間站的三個鎳氫電池充電，當國際空間站經過地球的陰影時，這些電池就會提供電力。

國際空間站在217至285英里(362至475公里)的高度繞地球運行。在這個高度，地球的大氣層非常稀薄，但仍然厚到足以拖曳國際空間站並使其減速。當國際空間站減速時，它會降低高度。除了大氣阻力外，太陽耀斑還會使空間站減速，導致其降低高度，因此，國際空間站必須定期推進，以保持適當高度。指揮和服務模塊有火箭發動機，可以用來推動國際空間站。不過，進步號補給船將提供大部分的補給。每一次助推都需要兩個火箭發動機工作。在工作期間，國際空間站的工作暫停。推進之後，空間站的工作生活將恢復正常。

國際空間站必須能夠准確地知道它在太空中的位置，其他物體的位置，以及如何從太空中的一個點到另一個點，特別是在再推進的過程中。國際空間站同時使用美國和俄羅斯的全球定位系統(GPS)來確定它的位置和移動速度。為了知道它的方向和姿態，國際空間站有幾個陀螺儀。所有這些信息的結合有助於國際空間站在太空中從一個點移動到另一個點。此外，俄羅斯的導航系統使用瞄準恆星、太陽和地球的地平線進行導航。既然你已經知道了國際空間站是如何在太空中運行的，那讓我們來看看在那裡生活和工作是什麼樣子吧！

國際空間站的通信

位於休斯敦的美國宇航局任務控制中心向新墨西哥州白沙試驗場的一個60英尺高的無線電天線發送信號。試驗場將這些信號傳遞給一對位於地球上空22,300英里軌道上的跟蹤和數據中繼衛星。然後衛星將信號傳遞給美國的國際空間站或太空梭。在早期階段，信號是通過俄羅斯航天局的地面站和衛星通信系統發送的。

國際空間站的生活

圖解:宇航員桑德拉·馬格努斯在國際空間站的命運實驗室里與自由漂浮的積載容器合影。圖片由NASA提供

在太空生活和工作是什麼感覺呢?為了回答這些問題，空間站第18常駐考察組的飛行工程師桑德拉·馬格努斯寫了一系列關於她在國際空間站的日記。她提到了一件重要的事情:宇航員的一天是由地面上的許多人提前(實際上是幾年)計劃好的。「我們船上有一個日程安排，裡面有我們需要知道的所有細節，來完成一天的工作。它告訴我們什麼時候該睡覺，什麼時候該起床，什麼時候該鍛煉，什麼時候吃飯，什麼時候以及我們需要什麼信息來完成我們的任務。」雖然這聽起來非常嚴格，但馬格努斯指出，這也有一定的靈活性，不是每個任務都必須在時間表規定的確切時間內完成。

微重力是一個具有挑戰性的環境。無論你是在睡覺、換衣服還是工作，除非你把它固定好，否則你周圍的的一切都會漂浮起來。即使是像早上起床穿衣服這樣看似簡單的事情也不是那麼簡單。想像一下，打開你的衣櫥，裡面的東西都飛了出來。馬格努斯說，「當我在早上做准備時，脫下我的睡衣，它們就會漂浮在船員艙里，直到我把它們收集起來，立即用帶子之類的東西把它們固定住。「在空間站很容易丟東西」[來源:NASA, 馬格努斯的日記]。

每個宇航員醒來後都有一段時間來為新的一天做准備。在這段時間，宇航員可以洗澡，吃飯，鍛煉和准備工作。鍛煉是非常重要的;在微重力下，骨骼會失去鈣，肌肉會失去質量。因此，宇航員必須在規定的時間內鍛煉。馬格努斯喜歡早上第一件事就是鍛煉，每天在固定自行車和跑步機之間交替。接下來，有一個上午的會議，他們與機組成員和地面控制人員討論當天每個人的職責。會議結束後，他們開始工作。

宇航員的工作主要是進行實驗或維護。和大多數上班族一樣，他們也會停下來吃午飯，但他們的午休時間略有不同。國際空間站上的食物主要是冷凍的、脫水的或熱穩定的，飲料也是脫水的。宇航員收集食物托盤和餐具，從儲物箱中找到他們各自包裝好的食物，准備好食物(如果必要的話再補水)，加熱食物，把它們放在托盤里然後吃。飯後，他們把用過的東西放在一個垃圾壓實機里，清洗並裝上餐具和托盤。

午餐後，計劃好的工作繼續進行，在一天的工作結束後，還會有一個晚上的會議，然後是兩個小時的睡前時間，這段時間，宇航員吃晚飯，完成任何未完成的任務和放鬆。馬格努斯說，「在這兩小時的時間里有很多選擇，還有像查看電子郵件、聽電話、看新聞、照片和等等其他活動。周五是電影之夜，有時周六也是。」

空間站上的工作

圖解:左邊的蠟燭火焰處於正常重力狀態，右邊的蠟燭火焰處於微重力狀態。圖片由NASA提供

來自政府、工業和教育機構的研究人員可以使用國際空間站上的設施。但他們為什麼要這么做呢?國際空間站主要用於微重力環境下的科學研究。引力影響地球上的許多物理過程。例如，重力改變了原子聚集成晶體的方式。在微重力下，可以形成近乎完美的晶體。這種晶體可以產生更好的半導體，用於更快的計算機或更有效的葯物來對抗疾病。

重力的另一個作用是在火焰中形成對流，導致火焰不穩定。這使得燃燒的研究非常困難。然而，在微重力環境下，火焰會變的簡單、穩定、燃燒緩慢。這種環境下的火焰使研究燃燒過程變得容易。由此可以更好地理解燃燒過程，並能研究出更好的燃燒裝置或提高燃燒效率來減少空氣污染。

長期處於失重狀態會導致我們的身體從骨骼、肌肉組織和體液中流失鈣。這些失重的影響與衰老的影響相似(肌肉力量下降，骨質疏鬆)。因此，暴露在微重力下可能會讓我們對衰老過程有新的認識。如果我們能制定出防止在微重力環境下退化的對策，也許我們就能預防衰老。國際空間站長期暴露在微重力環境中，這是其他航天器無法模擬的環境。

國際空間站使我們能夠測試與地球相似的形成生命的生態系統。我們可以在太空中大量種植植物來製造氧氣、吸收二氧化碳和提供食物。這一技術對於長期的星際旅行，如火星或木星之旅，將是非常重要的。

在環繞地球大氣層的軌道上，國際空間站的工作人員配備了特殊的儀器和望遠鏡，可以觀察和測量地球表面(植被數量、溫度、水)和地球大氣層(二氧化碳含量、雷擊、颶風發展)。宇航員還可以用望遠鏡觀察太陽、恆星和星系，而不受地球大氣層的影響。

有關具體項目和實驗的詳細信息，您可以查看ISS設施和實驗網站。現在讓我們來看看國際空間站的未來吧。

國際空間站的未來

國際空間站於2011年建成。該空間站預計將在那之後的10年內繼續運行。宇航員們將在這段時間內輪換。然而，我們並不清楚這該如何發生和發展。美國太空梭服役30年後，於2012年退役。由於當初的奧巴馬政府取消了「獵戶座CEV」計劃，美國宇航局重返月球的計劃被擱置。雖然獵戶座CEV飛船本身還在研發中，戰神號運載火箭卻被取消了。因此，美國載人航天計劃的未來並不明確。

美國宇航局繼續開發新的火箭技術來取代太空梭。但具體什麼時候能准備好還不清楚。一旦太空梭退役，美國將有一段時間無法將宇航員送入太空。因此，前往國際空間站的載人任務將不得不由俄羅斯聯盟號飛船進行，並使用進步號補給船補給。國際空間站並非一點問題都沒有。像國際空間站這么大、這么復雜的機器，設備都會出故障，需要維修。然而，考慮到預計的花費(超過1000億美元)，許多人提出了這樣一個問題:「國際空間站物有所值嗎?」批評圍繞著以下這些基本觀點:

•獲得的科學信息是否物有所值?

•國際空間站在未來的太空 探索 中幾乎沒有什麼用途。批評人士說，太空梭的存在是為了到一些地方去，是為了服務國際空間站。國際空間站不是一個發射到月球、火星或其它行星的平台，沒有新的火箭技術在上面被開發，它也不適合任何長期的太空 探索 計劃。

•國際空間站的預算將資金從非常成功的無人太空探測器和太空望遠鏡上轉移，這些太空探測器和太空望遠鏡能產生有價值的科學信息。

•國際空間站的預算將資金從其他載人航天項目上轉移，比如登月或火星任務。

只有時間才能告訴我們國際空間站的利弊。但是它仍然是太空建設的奇跡，也是最長的載人航天任務。

國際空間站的工程研究與開發

國際空間站的大部分工程研究和開發將用於研究太空環境對材料的影響，並開發用於太空 探索 的新技術，包括在太空中建造物體的新工程技術，新的衛星和航天器通信系統，以及未來航天器的先進生命支持系統。

太空環境有獨特的危險(微流星體、宇宙射線、原子氧)，它們會影響航天器中使用的材料。材料可以放在國際空間站的開放式平台上，長時間暴露在太空環境中來分析材料。得到的信息將有助於設計更好的材料，使衛星在太空環境中壽命更長。

參考資料

1.Wikipedia網路全書

2.天文學名詞

3. howstuffworks- Ldzz- CRAIG FREUDENRICH, PH.D.

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