zcg2000 发表于 2024-11-17 08:28:32

国际空间站前传,美国曾计划打造自由号空间站,外形像星际之门?

在空间站的建设经验上,美国是远远不如苏俄的,苏俄曾发射过7个“礼炮”号、1个DOS-2、1个宇宙577和1个“和平”号,共计10个空间站,而美国人只用土星5登月火箭的上面级,打造过1个“天空实验室”。不过,这样说也不完全对,因为在国际空间站之前,美国曾计划打造一个规模庞大的“自由”号空间站,而国际空间站正是从它的基础上演变过来的,今天我们就来聊聊这方面的内容。

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国际空间站正是在自由号基础上发展而来的
空间站的发展源于美苏登月竞赛,由于1969年美国宇航员阿姆斯特朗抢先登月,取得领先地位,而N1火箭又接连爆炸,因此苏联决定放弃登月计划,将重点转移到可以长期载人驻轨的大型航天器上,于是在1971年,“礼炮一号”空间站应运而生。

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礼炮一号空间站
而美国在经历6次载人登月的巨大成功之后,也决定尝试一下空间站,于是在1973年将一个直径6.6米,高7.4米,长26.3米、宽17米的土星5火箭上面级,改装之后发射到近地轨道上,进行长期载人测试。而经过不到一年的试验,NASA认为空间站没啥了不起的,于是集中精力发展航天飞机去了。

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天空实验室

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航天飞机和天空实验室对接
到了上世纪80年代初,美国逐渐意识到通过建立空间站能占领制高点、控制太空,从而控制地球的巨大作用。可是此时,它在空间站领域已大大落后于苏联,尤其是得知了苏联准备发射采用模块化、积木式构型的新一代多舱段空间站“和平”号后,美国便下决心在此领域赶超苏联,于是提出了自己的“自由”号空间站建造计划。

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和平号空间站
“自由”号空间站采用双桁架结构,外形像个门,可谓是真正的“星际之门”,而在门中间,又穿过一根主桁架,形成一个“中”字。主桁架上并排挂着多组实验舱以及太阳翼、散热板,两头还各有一个类似“韦伯”望远镜的蜂巢形镜片结构,用途不明,外界怀疑是某种太空武器。

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自由号空间站模型

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自由号空间站

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这是望远镜还是太空武器?
“自由”号空间站主尺度和现在的国际空间站一样,超过100米,总质量达几百吨,以航天飞机为人员和物资运输工具。如果研制成功,美国将可以一步跨越几个台阶,像当年载人登月一样再次超过苏联。

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自由号空间站与航天飞机对接想象图

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有意思的是,在“自由”号空间站年代,就配备有穹顶舱,而且是多个,方便宇航员观测地球和进行各种目视操作。另外一个似曾相识的设计,它的双层节点舱设计,与现在的俄罗斯“科学”号实验舱一样,难道俄罗斯在将自己的舱段分离出国际空间站之后,也计划打造并排布局的ROSS空间站?

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有穹顶舱

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双层对接舱

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俄罗斯科学号的双层对接舱
然而这种多层桁架设计和纯桁架挂舱式构型,技术实在太过复杂、费用极高、风险也很大,连NASA也没有十足的把握搞定,再加上许多人的反对,所以从1984到1994年10年间,“自由”号空间站方案一变再变,不断简化,最终定下的方案与现在的国际空间站很类似,采用单根桁架设计。

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原先的方案

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后来简化的方案
实际上,“自由”号空间站和国际空间站一样,是个多国合作的太空项目,从画面上可以看到日本的“希望”号实验舱、加压货舱、舱外暴露平台和固定式机械臂,与后来的国际空间站的日本部分完全一致。而在日本舱的旁边,则是欧洲的实验舱,与现在的哥伦布舱基本相同。

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日本部分和国际空间站一模一样

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当然,从“自由”号到国际空间站,最大的变化就是俄罗斯的加入,这是因为苏联解体之后,美俄从敌人变成了合作伙伴,俄罗斯在空间站领域几十年的积累发挥了巨大的作用,比如原先给“和平”号空间站准备的舱段,被直接用在国际空间站上,俄罗斯还向俄罗斯订购了国际空间站第一个舱段“曙光”号。

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国际空间站原始三舱
至此,美国的“自由”号空间站正式进化成国际空间站,由纯桁架挂舱式构型,变成了既采用了类似“和平”号的积木式构型,又采用了桁架挂舱式构型的“混血儿”。而美国层准备将国际空间站命名为“阿尔法”,意思是“第一个”,可是俄罗斯之前都发展10个空间站了,这个“第一”有点名不符其实,所以最终“阿尔法”只用于国际空间站的呼号,它到今天连一个正式的名字都没有,一直被外界称为ISS。

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