国际空间站哪个参数控制飞行

1. 国际空间站的结构功能

国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构，即以桁架为基本结构，增压舱和其它各种服务实施挂靠在桁架上，形成桁架挂舱式空间站。其总体布局如图所示。大体上看，国际空间站可视为由两大部分立体交叉组合而成：一部分是以俄罗斯的多功能舱为基础，通过对接舱段及节点舱，与俄罗斯服务舱、实验舱、生命保障舱、美国实验舱、日本实验舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施。
等对接，形成空间站的核心部分；另一部分是在美国的桁架结构上，装有加拿大的遥操作机械臂服务系统和空间站舱外设备，在桁架的两端安装四对大型太阳能电池帆板。这两大部分垂直交叉构成“龙骨架”，不仅加强了空间站的刚度，而且有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥，有利于宇航员出舱装配与维修等。国际空间站的各种部件是由合作各国家分别研制，其中美国和俄罗斯提供的部件最多，其次是欧空局、日本、加拿大和意大利。这些部件中核心的部件包括多功能舱、服务舱、实验舱和遥操作机械臂等。俄罗斯研制的多功能舱(FGB)具有推进、导航、通信、发电、防热、居住、贮存燃料和对接等多种功能，在国际空间站的初期装配过程中提供电力、轨道高度控制及计算机指令；在国际空间站运行期间，可提供轨道机动能力和贮存推进剂。俄罗斯服务舱作为国际空间站组装期间的控制中心，用于整个国际空间站的姿态控制和再推进；它带有卫生间、睡袋、冰箱等生保设施，可容纳3名宇航员居住；它还带有一对太阳能电池板，可向俄罗斯部件提供电源。实验舱是国际空间站进行科学研究的主要场所，包括美国的实验舱和离心机舱、俄罗斯的研究舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施和日本实验舱。舱内的实验设备和仪器大部分都是放在国际标准机柜内，以便于维护和更换。加拿大研制的遥操作机械臂长17.6米，能搬动重量为20吨左右、尺寸为18.3米×4.6米的有效载荷，可用于空间站的装配与维修、轨道器的对接与分离、有效载荷操作以及协助出舱活动等，在国际空间站的装配和维护中将发挥关键作用。 国际空间站由下列部分组成：俄罗斯进步－M45、联盟－TM23、进步－M－C01飞船，俄罗斯的晨星号服务舱、曙光号工作舱，美国的团结号连接舱和女神号实验舱、俄黎明号小型实验舱等。
空间站共有俄罗斯、美国、欧盟和日本发射的13个舱，重量400吨。
曙光号工作舱
曙光工作舱是国际空间站的第一个组件，由俄罗斯赫鲁尼切夫空间中心和美国波音公司共同研制而成。根据1995年8月签订的合同，赫鲁尼切夫中心负责货运舱的设计、生产和试验。赫鲁尼切夫中心于1996年11月27日，即比预定发射时间提前一年完成曙光号工作舱的组装工作。但由于国际空间站的其他一些部件没有完工，曙光号被两度推迟发射。
曙光号重量为24.2吨（其中包括4.5吨燃料），长13米，内部容积约72立方米（可用面积为40平方米）。它可以在不补充燃料的情况下连续飞行430昼夜。
曙光号一个与和平号空间站类似的大型舱体，用作空间站的基础，能提供电源、推进、导航、通信、姿控、温控、充压的小气候环境等多种功能。它由和平号空间站上的晶体舱演变而来，设计寿命13年，电源最大功率为6千瓦，装有可接4个航天器的对接件。
1998年11月20日，俄罗斯质子－K号火箭把曙光号送入预定轨道。
团结号节点舱 （unity node mole）
团结号节点舱是美国为国际空间站建造的第一个组件，也是国际空间站的第二个组件。
团结号节点舱耗资3亿美元，直径5米、长6米，设有6个舱门。它的作用是充当对接口，连接未来升空的其它舱。
1998年12月4日，团结号随美国奋进号航天飞机升空。12月6日，团结号与曙光号对接。
星辰号服务舱 （zvezda （star） service mole）
星辰号服务舱由俄罗斯承建，是国际空间站的核心舱。星辰号长13米，宽30米，重19吨，造价为3.2亿美元。
服务舱由过度舱、生活舱和工作舱等3个密封舱和一个用来放置燃料桶、发动机和通信天线的非密封舱组成。生活舱中设有供宇航员洗澡和睡眠的单独房间，舱内有带冰箱的厨房、餐桌、供宇航员锻炼身体的运动器械。舱体上设计的14个舷窗，可供宇航员眺望浩瀚的星空。
星辰号配有定位和电视联系系统，可保障服务舱与俄罗斯科罗廖夫地面飞行控制中心和美国休斯敦地面飞行控制中心的直接联系。
星辰号共有4个对接口，可用于接待载人飞船或货运飞船。
2000年7月12日，星辰号由质子－K火箭送入太空；26日，星辰号服务舱与国际空间站联合体对接。
命运号实验舱 （destiny laboratory mole）
2001年2月7日，命运号实验舱随美国阿特兰蒂斯号航天飞机升空。命运号实验舱价值14亿美元，是国际空间站中最昂贵的组件。它由美国波音公司制造，形似圆筒，长9.3米、直径4.3米，重13.6吨，上有41.5万个零件。它不仅是未来空间站成员在接近零重力的状态下执行科学研究任务的基地，也将作为国际空间站的指挥和控制中心，是国际空间站6个实验室中最重要的实验舱之一。
莱奥纳尔多号多功能后勤舱 （leonardo multipurpose logistics mole）
莱奥纳尔多号多功能后勤舱由意大利研制，价值1．6亿美元。它是一个由金属铝制成，长21英尺（约为6.4米）、直径为15英尺（约4.6米）的圆筒，分为16个货箱，能携带9.1吨货物。后勤舱可重复使用，其功能是为国际空间站运送必需的物资，再将空间站上的废弃物带回地面。
空气阻隔舱 （airlock）
空气阻隔舱又称压力舱，由金属铝制造，重约6吨，造价1．64亿美元。空气阻隔舱共有两个舱室，一个供宇航员执行太空行走任务之前更换宇航服，另一个为宇航员减压和漂浮到太空的接口。舱内有4个气罐，各重540千克，用于给空气阻隔舱加压。
2001年7月15日，空气阻隔舱由美国阿特兰蒂斯号航天飞机和国际空间站上的宇航员联合安装到空间站。空气阻隔舱是国际空间站与太空间的通道，是航天器有压空间与太空真空环境间的缓冲地带，它的安装使空间站内的宇航员不必再等航天飞机的到来就可以进行太空行走。
加拿大第二臂 （Canadarm2）
加拿大第二臂又被称为大臂，由高强度的金属铝、不锈钢和环氧石墨制成，长19米，重量为1.63吨。
这只长约17米的巨型机械臂的设计概念是1984年美国前总统里根提议建设自由空间站时产生的，其最初研制目的是，在航天飞机不能自行与空间站对接时依靠机械臂将航天飞机拉到空间站旁。加拿大第二臂由加拿大研制，并由美国奋进号航天飞机于2001年4月19日携带升空，22日被安装到国际空间站上。与多次随航天飞机升空执行任务的小机械臂相比，它不仅比多次随航天飞机升空执行任务的小臂更长，也更结实、更灵活。
码头多功能对接舱 （mooring compartment mole）
码头多功能对接舱由俄罗斯能源火箭航天公司研制，重约4吨，体积为13立方米。对接舱一端与星辰号服务舱连接，另一端的对接装置能与进步系列货运飞船和联盟系列载人飞船对接。对接舱的一侧还有一个隔舱，当宇航员穿上宇航服，调节好隔舱中的气压后，就可以打开隔舱门进行太空行走。多功能舱对接舱有助于增加国际空间站与地面间的货物、人员运输。
码头多功能对接舱于2001年9月17日安装到国际空间站。
黎明号小型实验舱
俄黎明号小型实验舱在2010年5月由美阿特兰蒂斯号航天飞机运送至国际空间站。黎明号实验舱长约7米，重约7．8吨，主要用于科学实验。 整个空间站由众多组件构成： 组件 航次 运载者 发射时间 长度
（m） 直径
（m） 质量
（kg） 曙光号功能货舱 1 AR 质子号 1998年11月20日 12.56 4.11 （加注燃料）19,323（空）7983 团结号节点舱（1号节点舱） 2A - STS-88 奋进号 1998年12月4日 5.49（含2个PAM）10.4 4.57 11,612 星辰号服务舱 1R 质子号 2000年7月12日 13.1 4.15 19,050 国际空间站Z1 衍架 3A - STS-92 发现号 2000年10月11日 4.9 4.2 9,978 国际空间站P6 衍架及太阳能电池板 4A - STS-97 奋进号 2000年11月30日 73.2 11.6 15,815 命运号实验舱 5A - STS-98 亚特兰蒂斯号 2001年2月7日 8.53（含通用对接机构）9.2 4.27 （空）13,547（满载）24,023 外部装载平台1（ESP-1） 5A.1 - STS-102 亚特兰蒂斯号 2001年3月13日 2.44 0.46 未知 移动维修系统- 空间站遥控机械臂（加拿大臂2） 6A - STS-100 奋进号 2001年4月19日 17.6 0.35 1,796 寻求号气闸舱（联合气闸舱） 7A - STS-104 亚特兰蒂斯号 2001年7月12日 5.64 4 6,064 码头号对接舱- 码头号气密及对接舱 4R - 进步-M-SO1 进步号 2001年9月14日 4.91 2.56 （发射时）4,350（轨道中）3,580 国际空间站 S0衍架 8A - STS-110 亚特兰蒂斯号 2002年4月8日 13.4 4.6 12,623 移动维修系统- 机械臂移动平台 UF-2 - STS-111 奋进号 2002年6月5日 5.7 2.9 1,450 国际空间站S1衍架 9A - STS-112 亚特兰蒂斯号 2002年10月7日 （与P1组合）13.7 4.6 12,554 国际空间站 P1衍架 11A - STS-113 奋进号 2002年11月23日 （与S1组合）13.7 4.6 14,003 外部装载平台2（ESP-2） LF1 - STS-114 发现号 2005年7月26日 4.00 2.4 未知 国际空间站 P3、P4衍架及太阳能电池板 12A - STS-115 亚特兰蒂斯号 2006年9月9日 13.8 4.9 15,824 国际空间站 P5衍架 12A.1 - STS-116 发现号 2006年12月9日 3.4 4.5 1,864 国际空间站 S3、S4衍架及太阳能电池板 13A - STS-117 亚特兰蒂斯号 2007年6月8日 13.66 4.96 16,183 国际空间站 S5衍架 13A.1 - STS-118 奋进号 2007年8月8日 3.4 4.5 1,818 外部装载平台3（ESP-3） 13A.1 - STS-118 奋进号 2007年8月8日 4.9 3.65 3,400 和谐号节点舱（2号节点舱） 10A - STS-120 亚特兰蒂斯号 2007年10月23日 7.2 4.4 14,288 哥伦布实验舱 1E - STS-122 亚特兰蒂斯号 2008年2月7日 6.9 4.5 （空）10,300(发射）12,077 希望号日本实验舱- 实验储藏舱 1J/A - STS-123 奋进号 2008年3月11日 4.2 4.4 4,200 移动维修系统- 特殊微动作机械手 1J/A - STS-123 奋进号 2008年3月11日 3.67 2.30 1,560 希望号日本实验舱 1J - STS-124 发现号 2008年5月31日 11.19 4.39 14,787 希望号日本实验舱- 日本机械臂 1J - STS-124 发现号 2008年5月31日 10.0 0.35 780 国际空间站 S6衍架及太阳能电池板 15A - STS-119 发现号 2009年3月15日 13.84 4.97 14,089 希望号日本实验舱- 暴露实验平台 2J/A - STS-127 奋进号 2009年7月15日 5.20 5.00 4,082 迷你研究舱2 （探索号迷你研究舱） 5R - 进步-M-MIM2 进步号 2009年11月10日 4,00 2.6 3,670 宁静号节点舱（3号节点舱） 20A - STS-130 奋进号 2010年2月8日 6.706 4.480 19,000 穹顶舱 20A - STS-130 奋进号 2010年2月8日 1.500 2.955 1,880 微型研究舱1 （晨曦号微型研究舱） ULF4 - STS-132 亚特兰蒂斯号 2010年5月14日 6.00 2.35 （发射时）8,056
5,075 莱昂纳多永久补给舱 ULF5 - STS-133 发现号 2011年2月24日 6.4 4.6 (发射时）12,816（空）9，896 组装成功后的国际空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段，为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。
在对地观测方面，国际空间站比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果；当遥感器等仪器设备发生故障时，又可随时维修到正常工作状态；它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备，使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测，可长期预报气候变化。在陆地资源开发，海洋资源利用等方面，也都会从中受益。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多，是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参于观测，再加上空间站在太空的活动位置和多方向性，以及机动的观察测定方法，因而可充分发挥仪器设备的作用。通过国际空间站，天文学家不仅能获得宇宙射线，亚原子粒子等重要信息，了解宇宙奥秘，而且还能对影响地球环境的天文事件（如太阳耀斑、暗条爆发等）作出快速反应，及时保护地球，保护在太空飞行的航天器及其成员。
国际空间站上的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面：人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响，可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景，而国际空间站的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多，特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。
仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件，直接促进这些科学的进步。同时，国际空间站的建成和应用，也是向着建造太空工厂、太空发电站，进行太空旅游，建立永久性居住区（太空城堡）向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步， 2014年从5月开始，国际空间站就开始了种植蔬菜的实验，如果成功了，那么美国宇航局可能创造历史，因为宇航员从来没吃过自己的太空种植的蔬菜，那些太空转基因的蔬果只提供给地面的科研机构。
空间站上的宇航员饮食问题目前已经得到了较好的解决，但仍然需要地面发射飞船进行补给，俄罗斯的货运飞船定期给空间站输送补给品，如果货运飞船没能进入轨道，那么宇航员的餐饮就要拮据了。现在，宇航员尝试自己在空间站上种植蔬菜，甚至可发展出自制的太空沙拉。
目前宇航员种植的蔬菜包括了西红柿、草莓等，但他们还将拓展自己的种植范围，可以种植各种各样的蔬果，之所以要在空间站上种植蔬菜，一来是因为这样可以解决自己的饮食问题，同时也可以研究太空种植蔬菜的方法，这可以不是单纯的科研产品，种植出来后需要自己消化掉。但是在微重力环境下种植蔬果存在许多问题，比如空间辐射可造成蔬菜变异，而且种植出来的蔬菜可能使其中的微生物变异，对人体构成危害。
通过此前的空间站蔬菜实验结果，美国宇航局禁止该机构的宇航员吃生菜，那些从空间站返回地面的蔬果出现不同程度的不可食用特征，最主要的还是空间辐射的问题，微重力环境使得蔬果长得不同地面种植。但是到今年年底，科学家开始测试新的空间站蔬果，目前宇航员已经开始了种植蔬菜行为。
宇航员在太空中的免疫力会出现下降，因此需要蔬菜来补充营养物质，如果不新鲜的蔬菜无法起到类似的效果。种植蔬菜时也会改善空间站的二氧化碳水平，可以帮助空气净化器过滤空间站上的异味，如果现在开始着手种植，那么等到生菜实验完全成功并制作成沙拉，可能还需要等上好几年的时间，这项实验也可以为未来登陆火星提供帮助。 2014年6月17日，美国航空航天局（NASA）发布了一张国际空间站内的照片，两名来自美国的宇航员与一名德国宇航员通过笔记本观看巴西世界杯的比赛。而美国与德国将在小组赛中遭遇。
巴西世界杯正在如火如荼的进行中，全世界的球迷都在关注着这项4年一度的足坛盛事。其实在距离地面250英里的太空中，宇航员们也在关心着世界杯，三名“来自星星的球迷”还在国际空间站里观看了比赛直播。NASA在社交网络上晒出了一张照片，图片中三名宇航员观看了10分钟的世界杯直播。不过在这三名球迷之间有一个小小的尴尬，他们来自两个国家，分别是德国和美国，而这两支球队又被分在了同一小组，将为小组出线而展开争夺。

2. 国际空间站是怎样建成的它绕地球公转一周又需要多久

类似于乐高玩具，完全是拼装出来的，不过由于是在地球的外部空间的失重环境中进行的，对两艘飞船的飞行参数测定必须十分精确，对接操控措施要求也极其严格。

在2012年我国进行了首次载人交会对接，具体的做法就是使两艘飞船或者飞船的两部分在相同的轨道高度逐渐接近，使两部分之间的相对速度尽可能的低，这样两部分在相互接触的时候也不会剧烈碰撞，可以较为平稳地连接在一起。然后在随后的几年我国进行了天宫一号、天宫二号空间站试验舱的发射和无人交会对接试验，最终成功地掌握了此项技术。

近些年国外的一些机构还提出了一种新的空间站建造方式，就是制造模块化的特种塑料舱室，这样的舱室方便火箭运输，在太空中充入气体就自动展开，其后补充一些设备就可以了，不过仍是相当艰难的方式。

3. 国际空间站是什么

1、问：Can you see the Great Wall from the ISS?
你能从空间站看到中国的长城吗？
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.
我现在还没看到长城，但是我正在寻找希望知道在哪儿可以看到。
2、问：Do you sweat in the space and how do you handle it?
在空间站工作是否会出汗？如果有，如何处理？
答：Yes, we do sweat in space. And because there is no gravity we must use towels to wipe off the sweat.
是的，在太空我们流汗。因为没有重力所以我们必须用毛巾把汗擦去。
3、问：If air leak happens in the ISS, what emergency actions will be taken?
如果在空间站发生泄漏，你们会采取怎样的紧急措施？
答：If we have an air leak we try to isolate which mole is leaking and move closer to the “Soyuz”.
如果我们有空气泄漏我们会把泄漏的部分隔绝并且向联盟号飞船靠的更近。
4、问：How do you handle the waste generated in the space?
你们怎样处理空间站产生的垃圾？
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.
我们把垃圾放在罐子里，再把这些罐子放在俄罗斯的进步号货运飞船上，将飞船释放到太空中。当它落到地球大气层中时，它会燃烧起来。
5、问：Is it very quiet on the ISS?
国际空间站里非常安静吗？
答：No, it’s very noisy. All the fans and pumps mane so much that we need to wear ear plugs.
没有，国际空间站很吵。所有的风扇和水泵制造噪音以至于我们需要戴耳机。
6、问：What does your family think of your work in the space?
你的家人怎样看待您空间站工作？
答：Its really neat and they are very proud of me and they are happy that I can do this.
我们一家人觉得这很酷。他们为我感到自豪。他们为我能够从事这项工作而感到很高兴。 7、问：On the ISS, in which direction will the plants grow?
在国际空间站里，植物会向什么方向生长？
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天前我开始种植物。但是还没有见到它们。我相信它们会随着光的方向生长。
8、问：How do you maintain oxygen supply on the ISS?
在空间站怎样获得氧气供应？
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.
我们从好几个地方获得氧气：第一，从俄罗斯的进步号货运飞船的罐子里获得氧气。第二，是从航天飞机上的罐子里获得氧气。第三，我们通过分解水的过程获得氧气。第四，我们燃烧特制的氧气蜡烛获得氧气。
9、问：What does it feel like when you go through the black-out-area?
你通过“黑障区”时是怎样的感受？
答：It does not feel any different. Just wait a while and you are in contact again.
没什么区别。等一会儿你就可以再次取得联系。
10、问Is there any robot on board the ISS?
请问空间站里有机器人吗？
答：Yes, we have the robotic arm from Canada.
是的，我们拥有产于加拿大的机械臂。
11、问How far does the ISS fly per hour?
空间站每小时飞行多远？
答：17500 mph or 5 miles/seconds
每小时17500英里或每秒钟5英里。
12、问：How can you keep ISS on its own orbit?
你们如何控制空间站在自己的轨道上运行？
答：ISS simply falls around the earth.
它逐渐下降，越来越靠近地球。（注：国际空间站上带有发动机，可以提升自己的轨道） 13、问：What if you happen to get sick?
如果你们在空间站生病会如何处理？
答：Luckily we have Dr. Oleg on board who is very good doctor.
幸运的是，我们舱内有医生Dr. Oleg，他是个非常好的医生。
14、问：What if you lost connection with the ground? Is it possible for the spacecraft to go back to the earth automatically?
如果和地面失去联系，飞船能否自动回到地球？
答：It is possible. If you have a very day to escape using the “Soyuz” vehicle to come back to earth.
运气不好的话有可能与地面失去联系。我们通过使用俄罗斯的联盟号飞船来回到地球。
15、问：Have you ever seen some space junk with your own eyes?
你在空间站用肉眼看到过太空垃圾吗？
答：I saw something nearby spinning around but was not sure what it was.
我曾看见附近有东西在不停的旋转。但是很小，不能确定是什么。
16、问：Does earth look any different from it used to be?
我们的地球看起来和以前有什么不同？
答：We see lots of fires burning snow but it looks the same to me.
我们看到有很多火在燃烧，也看到有云、雪和高山。但对我来说没有什么不同。
17、问：What is the longest distance between the ISS and the earth?
空间站和地球的最远距离是多远？
答：220n/miles
220海里
18、问：Which time zone do you use in the space?
空间站里使用的哪个时间？
答：GMT
格林威治时间
19、问：What do you feel about space walk (EVA)?
在太空行走的感觉是什么？
答：Cool and beautiful and I really enjoy it.
很酷，很美，我很享受太空行走。
20、问：What do the stars look like in the space?
在空间站看星星象的样子是什么？
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来那样闪烁。因为没有大气层，没有污染，所以显得更清晰。

4. 国际空间站是怎样建成的安全吗它有什么用呢

想象一下，你早上醒来，望向窗外，看到广阔的蓝色地平线和黑暗的太空。世界在你脚下展开。当你每90分钟环绕地球一周时，山脉、湖泊和海洋就会随时间在你眼中流过。听起来像是科幻小说里虚构的东西，但对于国际空间站(ISS)的宇航员来说，这是他们的日常。

图解:太空 探索 拍摄了国际空间站的照片。更多太空 探索 图片。图片由NASA提供

1984年，美国总统罗纳德·里根(Ronald Reagan)提议美国与其他几个国家合作，建立一个由政府和工业部门支持的永久居住空间站。美国和其他14个国家——加拿大、日本、巴西和欧洲航天局(英国、法国、德国、比利时、意大利、荷兰、丹麦、挪威、西班牙、瑞士和瑞典)等国家和组织决定实现里根的设想。苏联解体后，美国邀请俄罗斯参与国际空间站项目，目前该项目仍处于规划阶段，参与的国家达到了16个。

由美国宇航局带头协调国际空间站的建设，今天国际空间站作为一个轨道实验室，用于生命、物理、地球和材料科学的实验。在1998年空间站才开始组装。国际空间站大约有38个模块，至少需要44次航天飞行才能将组件送入轨道。组装和维护国际空间站需要160次太空行走，总计1920个工时。国际空间站在2011年完工，寿命为10年。这个项目的成本估计从350亿美元到1000多亿美元不等。[资料来源:美国宇航局国际空间站参考指南和Boyle]

在这篇文章中，我们将看看国际空间站的各个部分，它是如何为人类在太空中建造一个生存环境的，它是如何发电的，在国际空间站上生活和工作是什么样子的，以及，我们将如何使用国际空间站。首先，我们将从它的部件和装配开始讲起。

部件和装配

图解:日本的国际空间站“希望号”和“亚特兰蒂斯”号航天飞机与空间站对接-图片由NASA提供

建造国际空间站(ISS)就像用孩子的乐高积木或K'nex积木制作玩具一样。国际空间站有100多个部件，所有这些部件都连接在一起。这些部分可以分为以下几类:

•增压模块——如Zarya、Zveda、Destiny、Columbus和Harmony——为宇航员居住和工作的生活区、设备室和实验室提供了透气、温暖的环境。

•节点将模块连接在一起，并允许ISS的结构向外拓展。

•对接端口允许各种太空飞行器连接到国际空间站。

•一个长线性桁架位于受压模块之上，形成一个梁框架，太阳能电池板和散热器连接在一起。一个可移动的，自动的，服务手臂，沿着桁架移动来运输货物和实验的包裹。

•外部研究设施沿着国际空间站外部提供多个安装位置，用于完全暴露于太空环境的实验。

•联盟号(Soyuz)飞船和进步号(Progress)补给飞船等航天器与国际空间站(ISS)对接，运送宇航员和补给物资。

国际空间站的组装开始于1998年11月，当时俄罗斯质子火箭将第一个模块——功能性的货舱(Zarya)送入轨道。2000年10月31日，国际空间站的首批三名宇航员从俄罗斯发射升空。宇航员们在国际空间站上待了将近5个月，启动系统并进行实验。从那时起，许多航天器已经将国际空间站的部分部件送入轨道，组装工作也陆续完成。在此期间(截至本文撰写时)，国际空间站一直由26名宇航员组成。这些宇航员在外太空累计度过了4423天。探险队26号将在太空中度过5个月，于2011年5月返回地球，然后第27号探险队出发前往了空间站。

而2011年仍有7次计划的航天飞行，去完成空间站的建设。俄罗斯和欧洲的火箭将进行三次运送物资的飞行，两次航天飞机飞行和一次俄罗斯质子火箭运送大型模块和设备的飞行，同年4月的航天飞机飞行将更换机组人员。

完成后，国际空间站将长243英尺(74米)，宽361英尺(110米)。它的质量为925,000磅(420公吨)，增压容积为33,023立方英尺(935立方米);增压后的体积约为747客机的机舱大小。它将在217至285英里(362至476公里)的轨道上运行，相对赤道倾斜51.6度(资料来源:国际空间站事实和数据以及美国宇航局国际空间站参考指南)。

这些都是非常惊人的规格，但更令人印象深刻的可能是国际空间站如何维持一个宜居的环境。

维持太空中的永久环境

在太空中维持一个永久的生存环境需要一些我们必需的东西:新鲜的空气、水、食物、舒适(和适宜居住)的气候——甚至是垃圾的清除和防火。首先，让我们谈谈空气。我们需要氧气，所以国际空间站有几个提供氧气的系统。一个系统是通过宇宙飞船从地球运送氧气。这些氧气储存在外部容器中;同样的，这些航天器也运送氮气，这就为国际空间站提供了空气。国际空间站也有一个利用循环水制造氧气的发电机。利用电力，它把水电解成氢和氧。氢气进入太空，氧气进入国际空间站的空气。最后，国际空间站有一个固体燃料氧气发生器，通过燃烧原料将氧气释放到国际空间站的空气中。空气循环系统使空间站舱内的空气循环。循环的空气通过各种过滤器来去除颗粒和微生物。整个空间站都在不断监测和调节空气成分。

在地球上，植物吸收我们呼出的二氧化碳，这些二氧化碳对我们是有毒的。而国际空间站是利用各种能吸收二氧化碳并与其他化学物质发生反应的“洗涤器”用化学方法将空气中的二氧化碳去除的。除了二氧化碳，我们还呼出水蒸气。在国际空间站上，这些多余的水蒸气凝结成液体并被回收。但这并不是唯一的水源。

就像氧气一样，水被送到国际空间站。事实上，我们有各种各样的方法向空间站运送补给。俄罗斯有进步号补给船，欧洲航天局有自动运载工具，日本有口碑2号或HTV2火箭。水是航天飞机用来发电的燃料电池的副产品，而且水甚至可以从宇航员的尿液中回收，尿液经过过滤和处理后可以制成饮用水、洗手用水和淋浴用水。水被储存在空间站的袋子和容器里。食物也由宇宙飞船运送到国际空间站。国际空间站有一个厨房，里面有食物准备区、食物加热器和一张供宇航员吃饭的桌子。

国际空间站上的电子设备产生的热量足以使空间站变暖。事实上，要解决的问题是消除多余的热量。所以要有各种各样的方法来均匀地分配热量。温度控制系统采用电加热器、保温管和液氨管(热分配器)来控制内部温度。空间站外部的散热器有助于消除外层空间的热量。

像在地球上生活一样，国际空间站必须保持干净。这在太空中尤其重要，因为漂浮的灰尘和碎片可能构成危险。对于一般的大扫除，宇航员使用各种湿巾(湿的、干的、织物和消毒剂)、洗涤剂和湿/干真空吸尘器来清洁表面、过滤器和他们自己。垃圾被收集在袋子里，装在补给船上，然后返回地球进行处理。厕所里的固体废物经过压缩、干燥和袋装处理后，也会以类似的方式处理。

国际空间站上的消防设施

火是太空中最危险的事物之一。宇航员杰里·朗格尔在和平号空间站停留期间，发生了火灾。索性和平号空间站的工作人员扑灭了大火。国际空间站有一个火灾探测/灭火子系统，包括烟雾探测器、警报和警报、灭火器和便携式呼吸设备。

国际空间站:动力、推进和通信

国际空间站基本上是一个大型航天器。因此，它必须能够在太空中移动，它的机组人员必须与地面控制人员保持通信，它需要电力来完成这些工作。

我们想当然地认为需要用电操控家里的家具。例如，要使用咖啡壶，你只需不假思索地把它插到墙上。就像在你家里一样，国际空间站的所有机载系统都需要电力。八个大型太阳能电池阵列提供来自太阳的电力。每个阵列长239英尺(73米)，占地24187平方英尺(约2247平方米)，或约半英亩。每个阵列上都有两层太阳能电池。每一层都位于可伸缩杆的一侧，可伸缩杆能够伸缩折叠或是形成阵列。可伸缩杆形成一个框架，这样它就可以让太阳能电池面对阳光。俄罗斯的太空舱也有80- 97英尺(24- 30米)的太阳能阵列，提供电力[来源:美国宇航局国际空间站的事实和数据]。

就像地球上的电网一样，这些阵列产生的是大约160伏的直流电力。主电源由一个二次变压器转换，提供一个可调节的124伏直流电流，供空间站的设备使用。船上还装有电源转换器，以满足美国和俄罗斯设备所需的不同电流。主电源也被用来给国际空间站的三个镍氢电池充电，当国际空间站经过地球的阴影时，这些电池就会提供电力。

国际空间站在217至285英里(362至475公里)的高度绕地球运行。在这个高度，地球的大气层非常稀薄，但仍然厚到足以拖曳国际空间站并使其减速。当国际空间站减速时，它会降低高度。除了大气阻力外，太阳耀斑还会使空间站减速，导致其降低高度，因此，国际空间站必须定期推进，以保持适当高度。指挥和服务模块有火箭发动机，可以用来推动国际空间站。不过，进步号补给船将提供大部分的补给。每一次助推都需要两个火箭发动机工作。在工作期间，国际空间站的工作暂停。推进之后，空间站的工作生活将恢复正常。

国际空间站必须能够准确地知道它在太空中的位置，其他物体的位置，以及如何从太空中的一个点到另一个点，特别是在再推进的过程中。国际空间站同时使用美国和俄罗斯的全球定位系统(GPS)来确定它的位置和移动速度。为了知道它的方向和姿态，国际空间站有几个陀螺仪。所有这些信息的结合有助于国际空间站在太空中从一个点移动到另一个点。此外，俄罗斯的导航系统使用瞄准恒星、太阳和地球的地平线进行导航。既然你已经知道了国际空间站是如何在太空中运行的，那让我们来看看在那里生活和工作是什么样子吧！

国际空间站的通信

位于休斯敦的美国宇航局任务控制中心向新墨西哥州白沙试验场的一个60英尺高的无线电天线发送信号。试验场将这些信号传递给一对位于地球上空22,300英里轨道上的跟踪和数据中继卫星。然后卫星将信号传递给美国的国际空间站或航天飞机。在早期阶段，信号是通过俄罗斯航天局的地面站和卫星通信系统发送的。

国际空间站的生活

图解:宇航员桑德拉·马格努斯在国际空间站的命运实验室里与自由漂浮的积载容器合影。图片由NASA提供

在太空生活和工作是什么感觉呢?为了回答这些问题，空间站第18常驻考察组的飞行工程师桑德拉·马格努斯写了一系列关于她在国际空间站的日记。她提到了一件重要的事情:宇航员的一天是由地面上的许多人提前(实际上是几年)计划好的。“我们船上有一个日程安排，里面有我们需要知道的所有细节，来完成一天的工作。它告诉我们什么时候该睡觉，什么时候该起床，什么时候该锻炼，什么时候吃饭，什么时候以及我们需要什么信息来完成我们的任务。”虽然这听起来非常严格，但马格努斯指出，这也有一定的灵活性，不是每个任务都必须在时间表规定的确切时间内完成。

微重力是一个具有挑战性的环境。无论你是在睡觉、换衣服还是工作，除非你把它固定好，否则你周围的的一切都会漂浮起来。即使是像早上起床穿衣服这样看似简单的事情也不是那么简单。想象一下，打开你的衣橱，里面的东西都飞了出来。马格努斯说，“当我在早上做准备时，脱下我的睡衣，它们就会漂浮在船员舱里，直到我把它们收集起来，立即用带子之类的东西把它们固定住。“在空间站很容易丢东西”[来源:NASA, 马格努斯的日记]。

每个宇航员醒来后都有一段时间来为新的一天做准备。在这段时间，宇航员可以洗澡，吃饭，锻炼和准备工作。锻炼是非常重要的;在微重力下，骨骼会失去钙，肌肉会失去质量。因此，宇航员必须在规定的时间内锻炼。马格努斯喜欢早上第一件事就是锻炼，每天在固定自行车和跑步机之间交替。接下来，有一个上午的会议，他们与机组成员和地面控制人员讨论当天每个人的职责。会议结束后，他们开始工作。

宇航员的工作主要是进行实验或维护。和大多数上班族一样，他们也会停下来吃午饭，但他们的午休时间略有不同。国际空间站上的食物主要是冷冻的、脱水的或热稳定的，饮料也是脱水的。宇航员收集食物托盘和餐具，从储物箱中找到他们各自包装好的食物，准备好食物(如果必要的话再补水)，加热食物，把它们放在托盘里然后吃。饭后，他们把用过的东西放在一个垃圾压实机里，清洗并装上餐具和托盘。

午餐后，计划好的工作继续进行，在一天的工作结束后，还会有一个晚上的会议，然后是两个小时的睡前时间，这段时间，宇航员吃晚饭，完成任何未完成的任务和放松。马格努斯说，“在这两小时的时间里有很多选择，还有像查看电子邮件、听电话、看新闻、照片和等等其他活动。周五是电影之夜，有时周六也是。”

空间站上的工作

图解:左边的蜡烛火焰处于正常重力状态，右边的蜡烛火焰处于微重力状态。图片由NASA提供

来自政府、工业和教育机构的研究人员可以使用国际空间站上的设施。但他们为什么要这么做呢?国际空间站主要用于微重力环境下的科学研究。引力影响地球上的许多物理过程。例如，重力改变了原子聚集成晶体的方式。在微重力下，可以形成近乎完美的晶体。这种晶体可以产生更好的半导体，用于更快的计算机或更有效的药物来对抗疾病。

重力的另一个作用是在火焰中形成对流，导致火焰不稳定。这使得燃烧的研究非常困难。然而，在微重力环境下，火焰会变的简单、稳定、燃烧缓慢。这种环境下的火焰使研究燃烧过程变得容易。由此可以更好地理解燃烧过程，并能研究出更好的燃烧装置或提高燃烧效率来减少空气污染。

长期处于失重状态会导致我们的身体从骨骼、肌肉组织和体液中流失钙。这些失重的影响与衰老的影响相似(肌肉力量下降，骨质疏松)。因此，暴露在微重力下可能会让我们对衰老过程有新的认识。如果我们能制定出防止在微重力环境下退化的对策，也许我们就能预防衰老。国际空间站长期暴露在微重力环境中，这是其他航天器无法模拟的环境。

国际空间站使我们能够测试与地球相似的形成生命的生态系统。我们可以在太空中大量种植植物来制造氧气、吸收二氧化碳和提供食物。这一技术对于长期的星际旅行，如火星或木星之旅，将是非常重要的。

在环绕地球大气层的轨道上，国际空间站的工作人员配备了特殊的仪器和望远镜，可以观察和测量地球表面(植被数量、温度、水)和地球大气层(二氧化碳含量、雷击、飓风发展)。宇航员还可以用望远镜观察太阳、恒星和星系，而不受地球大气层的影响。

有关具体项目和实验的详细信息，您可以查看ISS设施和实验网站。现在让我们来看看国际空间站的未来吧。

国际空间站的未来

国际空间站于2011年建成。该空间站预计将在那之后的10年内继续运行。宇航员们将在这段时间内轮换。然而，我们并不清楚这该如何发生和发展。美国航天飞机服役30年后，于2012年退役。由于当初的奥巴马政府取消了“猎户座CEV”计划，美国宇航局重返月球的计划被搁置。虽然猎户座CEV飞船本身还在研发中，战神号运载火箭却被取消了。因此，美国载人航天计划的未来并不明确。

美国宇航局继续开发新的火箭技术来取代航天飞机。但具体什么时候能准备好还不清楚。一旦航天飞机退役，美国将有一段时间无法将宇航员送入太空。因此，前往国际空间站的载人任务将不得不由俄罗斯联盟号飞船进行，并使用进步号补给船补给。国际空间站并非一点问题都没有。像国际空间站这么大、这么复杂的机器，设备都会出故障，需要维修。然而，考虑到预计的花费(超过1000亿美元)，许多人提出了这样一个问题:“国际空间站物有所值吗?”批评围绕着以下这些基本观点:

•获得的科学信息是否物有所值?

•国际空间站在未来的太空 探索 中几乎没有什么用途。批评人士说，航天飞机的存在是为了到一些地方去，是为了服务国际空间站。国际空间站不是一个发射到月球、火星或其它行星的平台，没有新的火箭技术在上面被开发，它也不适合任何长期的太空 探索 计划。

•国际空间站的预算将资金从非常成功的无人太空探测器和太空望远镜上转移，这些太空探测器和太空望远镜能产生有价值的科学信息。

•国际空间站的预算将资金从其他载人航天项目上转移，比如登月或火星任务。

只有时间才能告诉我们国际空间站的利弊。但是它仍然是太空建设的奇迹，也是最长的载人航天任务。

国际空间站的工程研究与开发

国际空间站的大部分工程研究和开发将用于研究太空环境对材料的影响，并开发用于太空 探索 的新技术，包括在太空中建造物体的新工程技术，新的卫星和航天器通信系统，以及未来航天器的先进生命支持系统。

太空环境有独特的危险(微流星体、宇宙射线、原子氧)，它们会影响航天器中使用的材料。材料可以放在国际空间站的开放式平台上，长时间暴露在太空环境中来分析材料。得到的信息将有助于设计更好的材料，使卫星在太空环境中寿命更长。

参考资料

1.Wikipedia网络全书

2.天文学名词

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

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