空间站发展之路纵横谈（上）
时间：2020-12-10 08:01:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
从第一个航天员加加林上天到现在，世界载人航天的发展基本上是沿着载人飞船、试验性空间站、实用型空间站、航天飞机和长久性空间站的道路前进的。其中载人飞船和航天飞机是天地往返的运输器，主要用于为在太空长期运行的试验性空间站、实用型空间站和长久性空间站提供各种运输服务；试验性空间站主要用于试验实用型空间站和长久性空间站的有关技术，为建造实用型空间站和长久性空间站打基础，后者则是开发太空资源的主要太空基地。
到目前为止，苏联(俄罗斯)、美国和欧空局这三个航天大国和组织都经历了先研制试验性空间站、再建造实用型空间站和长久性空间站的发展过程。它表明，研制试验性空间站是建造空间站重要前提和技术保障，也可以说是必由之路。
关于空间站的概念，1985年12月出版的《中国大百科全书》(航空、航天卷)的定义是：可供多名航天员巡访、长期工作和居住的载人航天器；2002年1月出版的《国防科技名词大典》的定义是：具备一定试验或生产条件，可以供航天员工作和生活的长期在轨运行的航天器。
空间站与宇宙飞船和航天飞机相比具有许多特有的优点，比如规模大、电源充足、在轨道上运行时间长、试验设备可以不断扩展等等。因而它受到前苏联、美国、西欧、日本等国家和组织的重视，成为争先恐后的发展目标。
然而，由于这些国家和组织在空间站的发展途径上采取了不同的模式，所以后来出现了差异甚大的不同结果。
苏联的“三步曲”
苏联于20世纪60年代末开始把发展空间站作为未来航天计划发展的核心和一项国策。这样做不是偶然的，其不可忽视的一个原因是在同美国竞赛，但这个原因随着东西方关系的缓和逐渐降为次要地位。另一个原因则是航天技术的应用，苏联政府始终认为，只有空间站才能在轨道上长期停留，从而保证航天员在太空中长期生活和工作，完成大量人造卫星和载人飞船所不能完成的任务，充分开发和利用空间资源，例如可用空间站进行长时间对地观测和天文观测、太空科学研究、微重力材料加工实验、生物制品生产和大型空间结构的组装；另外，空间站还可以执行军事侦察、预警、导航和通信等多种任务，这也是前苏联和美国都十分关心的问题。为了更远期的目标，如太空工厂、太空移民等，建造近地空间站也是必要的基础步骤。勃列日涅夫本人就曾强调指出：“苏联科学界认为，建造航天员轮流居住的空间站是人类进入太空的途径。”
在空间站的具体实施上，苏联采取了慎重稳妥和循序渐近的方式，最大限度地利用成熟技术，结果在空间站领域技高一筹，获得成功。因此，这种方式很值得研究、参考和借鉴。苏联发展空间站采用三步曲：首先是陆续发射5个试验性空间站，主要用于试验空间站的有关技术；取得一定经验后，发射单模块舱段式实用型空间站，开展了一些科技研究和实验；在这个基础上最终建造出多模块积木式长久性空间站。
(1)试验性空间站
1971年至1977年，苏联先后发射的礼炮－1～5号试验性空间站，其质量为18～18.9吨，工作舱容积85立方米。它们具有试验性质，载人的时间和本身的寿命都不长，最长的礼炮－4号在轨运行770天。这五个试验性空间站共与飞船对接12次，失败4次，总运行天数1580天，总载人天数190天。
其主要特征是其上仅有一个对接口，每次只能对接一艘客货两用飞船(运送往返人员和少量物品)，因而室内的科研仪器和主要物品均是在发射前就装入了，很难补给，这就限制了载人航天的时间和试验性空间站的寿命，但它们解决了许多有关的重大科技问题。例如，证实了在太空也和在地面一样，有必要把住房、工作场所与交通工具等按各自的特点分别建造，这样才能解决相互间的束缚，获得高效率；人在太空的人造环境中呆上若干天，可用轮换航天员的办法使空间站的利用率大为提高；试验性空间站即使是短暂性的，也比其他航天器有较大进步。
苏联的试验性空间站采取了如下设计原则：简单性，这样可以大大缩短研制时间；通用性，尽可能采用已有的且比较成熟的技术，以较少的风险获得较大的成就；渐改性，努力使试验性空间站具有较大的发展潜力。
(2)实用性空间站
1977年和1978年，质量均为19吨的苏联“礼炮”－6和“礼炮”－7号实用性空间站分别入轨。这两个空间站除要解决进一步提高安全性和可靠性问题外，另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域，为此采取了多种措施。
试验和实际运行表明，由于“礼炮”号系列试验性空间站采用低轨道，所以为了克服大气阻力要进行轨道调整，但必须以消耗更多的推进剂为代价。如果其轨道高度保持在250公里，每年消耗推进剂为4.75吨；如果其轨道提高到350公里，则推进剂消耗只有600公斤。为此，“礼炮”－6、7号实用性空间站都采用了这种较高的轨道。
另外，为了更大限度地提高寿命，“礼炮”－6、7号实用空间站具有两个对接口，可同时接纳两艘飞船，即送人与运货可以分开。这样能大大延长空间站在轨寿命和航天员在轨时间。运货的对接口主要用于为空间站在轨加注燃料。为此，苏联专门发展了进步号货运飞船。它是在联盟号的基础上改制而成的，里面的贮箱可装1吨推进剂。它的总重量在7吨左右。在正式使用之前，进步号飞船在70年代中期进行了两次发射试验。
在“礼炮”－1～5号试验性空间站中，寿命最长的“礼炮”－4号工作了两年多时间，而“礼炮”－6、7号实用性空间站分别运行了约5年和9年。曾有16艘“联盟”号载人飞船、4艘“联盟”T载人飞船和12艘“进步”号货运飞船与“礼炮”一6号对接，其中失败两次；共有33名航天员进入“礼炮”－6号，其中“联盟”－32号飞船与该站对接时间最长，达175天；该站总载人678天。“礼炮”－7号共接待10批27名航天员，其中“联盟”－10号乘员组创造了连续在轨逗留237天的新记录；航天员在站上进行了120多项实验，共拍摄10000张地球和天空照片，极大地丰富了空间科学研究的资料库。
这两个空间站的建造目的和所完成的任务与试验性空间站也有较大不同，前者进行了大量对地观测、空间材料加工、生命科学、天文和地球物理学等研究。站上新增加的专用设备主要有地球资源照相系统，它能够多路实时传送资源信息；广角对地观测系统；全波段大气数据望远镜，可应用于气象观测和天文观测。此外，还有恒星望远镜、零重力实验系统和生物实验装置等。
(3)“礼炮”系列空间站的特点
“礼炮”系列试验性空间站和实用性空间站大量应用了“联盟”飞船
