【知航天】和平号空间站走过的35年

Yannick

关于空间站

空间站是一种在近地轨道上长期运行、具有一定科学技术实验能力或生产能力的，可供航天员生活、工作的载人航天器。

空间站的发展经历了四个阶段：

01

第一代空间站（实验性空间站）：单模块，一个对接口（礼炮1号、礼炮2号、礼炮3号、礼炮4号、礼炮5号，天空实验室）

02

第二代空间站（实用性空间站）：单模块，两个对接口（礼炮6号、礼炮7号）

03

第三代空间站（长久型空间站）：多模块，积木式结构（和平号空间站）

04

第四代空间站（永久型空间站）：多模块，桁架结构和积木式的混合结构（国际空间站）

和平号空间站

1971年4月19日，苏联发射了人类历史上第一个空间站——“礼炮1号”空间站，开启了人类航天新纪元。

礼炮号系列空间站规模小、不易扩展、限制了有效载荷的规模和航天员在太空中的停留时间，于是在此基础上，苏联建造出了和平号多模块积木式长久型空间站。

整个空间站建设共历时10年：

1986年2月20日

和平号空间站第一个部件——核心舱发射入轨

1996年4月26日

和平号空间站最后一个部件——“自然舱”发射入轨

建成后的和平号空间站长19米，宽31米，高27.5米，质量为129700千克，冲压体积为350立方米。轨道的近地点为354千米，远地点为374千米，倾角51.6°，轨道周期为91.9分钟

2001年3月23日

和平号空间站坠落在南太平洋预定海域，其在轨时间5519天（有人值守4594天，无人值守137天）

共计28个长期航天员乘组和16个短期考察组先后访问；

共有62艘“进步号”货运飞船完成向“和平号”空间站运送、对接任务；

共有31艘“联盟号”载人飞船运送了79人次的航天员驻站和返回地面；

美国航天飞机与“和平号”空间站共对接9次,运送了57人次的航天员；

15年来，36名宇航员在和平号空间站上进行了80次太空行走，累计舱外空间逗留的时间长达370小时4分钟。





Mir

Мир

和平号空间站包含6个在轨组件，即核心舱，量子1号天体物理舱，量子2号实验舱，“晶体”号实验舱，“光谱”号遥感舱，“自然”号地球观测舱；美国航空航天局（NASA）还为其提供了一个专门用于与航天飞机对接用的对接舱。



舱段概况

舱段	发射时间	长度	质量	应用
核心舱	1986-2-19	13.13m	20.4t	球形増压转移对接舱、增压轨道工作舱、不增压服务动力舱和增压转移对接器。
量子1号舱	1987-3-31	5.8m	20.6t	载有望远镜和姿态控制及生命保障设备。
量子2号舱	1989-11-26	13.73m	19.656t	载有用于舱外活动的气闸舱、2个太阳能电池翼、科学和生命保障设备等。
晶体舱	1990-5-31	13.73m	19.64t	载有2个太阳能电池翼、科学技术设备和一个特别的对接装置,它可与美国航天飞机对接。
光谱舱	1995-5-20	14.4m	19.64t	载有太阳能电池翼和科学设备对接舱。                           对接舱：停靠在晶体舱专门对接口上,用于与航天飞机对接。
自然舱	1996-4-23	12m	19.7t	载有对地观测和对微重力研究设备。

核心舱

核心舱于1986年2月20日由质子-K运载火箭从苏联的拜科努尔航天发射场发射升空，是和平号空间站第一个发射升空的组件。

核心舱长133米,直径4.15米,活动空间90立方米,质量20400千克,翼展20.73米。

核心舱是航天员的日常生活及娱乐空间,配置了厕所、健身医疗及娱乐影音设备,船舱的两头可以睡觉,还有一些私人空间。



量子1号天体物理舱

1987年3月31日发射,4月9日与和平号空间站对接。量子1号是第二个发射升空的和平号空间站模块,也是第一个与核心舱对接的模块,全长5.3米,最大直径为4.5米,发射质量为20600千克。

量子1号携带了附加的生命支持系统、天体物理学观测设备和材料科学试验设备。



量子2号实验舱

量子2号于1989年11月26日发射升空,12月8日在机械臂的帮助下,从前轴向对接口转移到径向对接口处,并与和平号空间站对接。至此,和平号空间站复合体以“L”形在轨道上运行。量子2号是和平号空间站的第一个径向舱。

量子2号主要由气闸舱、科学设备舱和服务存储舱三部分组成，长12.2米,直径4.35米,质量19640千克,可居住空间61.9立方米,翼展24米。

其主要功能是扩展和平号空间站,为空间站提供新的科学实验仪器、更好的生命支持系统,同时其可作为舱外活动的通道和出入口。



“晶体”号实验舱

晶体舱于1990年5月31日发射升空,6月10日,在机械臂的帮助下,与量子2号相对应的对接口实现对接，是和平号空间站的第二个径向舱。

晶体舱由仪器载荷舱和仪表对接舱两个密封舱组成，全长为11.9米,最大直径为4.35米,舱内的密封总容积为60.8立方米,总质量为19.64吨。晶体舱内有4个半导体炉,7个月内生产了价值1000万美元的空间材料。

晶体仓主要作用是在空间飞行条件下,获得特殊性能的结构材料、电子器件、生物制剂和植物栽培工艺;增强地球资源勘察和天体物理实验的能力;也是航天飞机停靠的“码头”。

晶体舱除了携带科学试验设备外,还载有一对“雌雄同体”的对接端口用于同航天飞机进行对接。



航天飞机对接和平号空间站

“光谱”号遥感舱

1995年5月20日,光谱舱由质子K号火箭发射,总质量约200吨。光谱舱主要用于遥感观测地球环境,包括大气层和表面,还可用于研究生物医学等。

1997年6月25日,俄罗斯进步号货运飞船与和平号空间站对接时发生碰撞,将光谱舱撞坏并导致空间站外壳损伤,致使光谱舱被迫关闭,部分氧气泄漏,动力系统也受到影响。



“亚特兰蒂斯”号航天飞机STS-79任务拍摄的光谱号实验舱

“自然”号地球观测舱

自然舱于1995年4月27日升空,长约9.7米,直径4.35米,总质量19.7吨，是和平号空间站最后一个发射的实验舱。它有一个未充压的仪器舱和一个适宜居住的负载舱，充压体积66立方米。

自然舱的主要任务是利用遥感技术进行地球资源试验并进一步发展遥感技术。



“亚特兰蒂斯”号航天飞机STS-79任务拍摄的自然号实验舱

和平号运行期间所遇重大事故

1、撞击事故



1997年6月25日,进步号货运飞船在与量子1号做对接机动试验时发生故障撞到光谱舱上,造成航天史上最严重的碰撞事故。撞击损坏了光谱舱的太阳能电池板,并引发光谱舱空气泄漏。1997年8月和10月,俄罗斯航天员进行了两次太空行走,修好了部分受损部件,使和平号空间站供电能力恢复到撞击前的大约70%。

2、火灾事故



1997年2月23日,和平号空间站发生了火灾。一名航天员在量子1号舱内用高氯酸锂制氧时,制氧设备突然破裂,引起火灾,明火燃烧了90秒, 浓烟持续了5~7分钟,蔓延到整个空间站,航天员们都戴上了防毒面具。

和平号空间站的结局

和平号空间站设计的轨道寿命大约为3~5年，由于超期服役,和平号空间站的故障越来越多,难以正常运转。

2001年1月5日，俄政府总理卡西亚诺夫签署了结束“和平号”空间站工作的政府命令。

2001年3月23日和平号空间站再入大气层坠毁，结束了其辉煌的历史使命。

和平号空间站坠入大气层的整个操作过程分三个阶段:

第一阶段是与进步M1-5无人货运飞船对接。

第二阶段是将和平号空间站的轨道转变为165千米x220千米。进步M1-5无人货运飞船的控制发动机在2001年3月23日00：32UT和02:01UT两次点火调整轨道。

第三阶段是再入大气层烧毁。在2001年3月23日05:08UT,进步M1-5无人货运飞船的控制发动机和主发动机点火,持续时间超过22分钟。和平号空间站在05：44UT从高度为100千米处进入大气层,空间站开始逐渐损坏。06:00UT,燃烧殆尽的空间站残骸,落入了南太平洋冰冷的海水中。

和平号空间站大事记

#

1986-2-19

核心舱发射。

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1986-3-15

“联盟T-15”飞船与和平号对接，空间站迎来第一批宇航员。

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1987-3-31

量子1号舱发射。

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1989-11-26

量子2号舱发射。

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1990-5-31

晶体舱发射。

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1995-5-20

光谱舱发射。

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1995-6-29

“阿特兰蒂斯号”执行STS-71任务航天飞机与“和平号”空间站的首次交会对接。

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1996-4-23

自然舱发射。

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1997-2-23

和平号空间站发生火灾。

#

1997-6-25

进步号货运飞船与量子1号发生撞击事故。

#

2001-3-23

和平号”空间站坠落在太平洋预定海域。

参考文献：

《载人航天器技术》 杨宏等编著

《人类为什么要建空间站》焦维新 著

文/琪琪
编辑/Ming

审核/维京时代

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