空间站发展之路纵横谈（下）
时间：2020-12-09 20:05:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
美国空间站的发展途径
与苏联不同，美国采取争先跳跃的方式来发展空间站，即注重先进性而缺乏连续性和继承性，实践证明是失败的，至今只独立发射过1个试验性空间站。
(1)试验性空间站
美国试验性空间站的设想早在航空航天局成立时就已产生。1958年美国航空航天局在对未来10年的航天活动进行规划时提出过许多发展任务，占主导地位的项目是试验性空间站和载人登月。由于政治因素，最终试验性空间站计划落了下风。
1964年底，美国航空航天局在讨论制定“阿波罗”后的航天计划时，确定了后继项目“阿波罗”应用计划，它包括“天空实验室”(Skylab)计划。
由于1972年尼克松总统宣布优先发展可重复使用的航天飞机，所以使航空航天局只能在将大部人力和财力投入到航天飞机的情况下，发展花钱不多的“天空实验室”。
美国实施“天空实验室”计划有两个方面的目的。一是作为未来空间站计划的过渡环节，因此它带有试验性质；另一方面，科学家们感到“阿波罗”计划从科学研究角度上看，并没有取得令人满意的结果。因此“天空实验室”计划被赋予四大基本任务：一是对太阳进行比较充分的观测研究；二是进行较长时间的生物医学研究；三是对地球资源进行细致的勘测；四是进行更为全面的工程技术实验。
在得知苏联礼炮－1于1971年升空后，美国赶紧用“阿波罗”载人登月工程的剩余材料研制了“天空实验室”，并于1973年发射入轨。
“天空实验室”是利用“土星”火箭和“阿波罗”计划的剩余飞船作运输系统，将土星－5火箭的第3级舱改装成实验舱。该试验性空间站质量约50吨，压力容积316立方米，轨道高度435公里，有9人分批进入“天空实验室”，耗资25亿美元。
至今，“天空实验室”仍是世界质量最大的压力舱。它在轨运行期间曾创造了当时连续载人航天84天的世界最长飞行纪录。这时，美国觉得试验性空间站不过如此，只需“废物利用”就可轻而易举地造出来。于是，便浅尝辄止，倾其财力去发展被吹得神乎其神的航天飞机去了。
(2)长久性空间站
到了20世纪80年代初，美国逐渐意识到它在空间站领域已大大落后于苏联，问题相当严重性。当时的美国航空航天局局长弗莱彻承认： “在载人航天方面，我们已经失去同苏联竞争的优势。”于是，为了赶超苏联，1984年1月25日，里根总统批准建造一个美国为主、多国合作的永久性空间站计划——自由号(Freedom)。这个方案比和平号还先进，属第2代多模块长久性空间站，采用桁架式构型，如果研制成功，一下可跨越几个台阶。
桁架式空间站可以克服舱段式空间站存在的许多问题。其主要特征是以长达数十米或上百米的巨大桁架为骨架，各种舱段、设备、太阳能电池板等都挂接在桁架上。通常，实验舱和居住舱等位于桁架的中部，而太阳能电池板和大型抛物面天线等安装在桁架的两端。
这种空间站灵活性更强，可根据需要组成各种不同的形状；安装在桁架上的舱段、设备和太阳能电池板等均可以很方便地装卸、修理和更换；各舱段无需自装太阳能电池板，采用集中供电和使用统一的控制系统，使每个组成模块的功能单一化，这样可大大提高全站的效率；其结构不像舱段式空间站那样紧凑，有效载荷能方便地从对接口出入，桁架间的宽阔空间可以安装各种观测仪器和增设太阳能电池板，因而观测视场好、容易扩展；由于采用三角形桁架结构，故刚度大，并可利用重力梯度稳定姿态，使其控制系统比舱段式简单。这些都是未来大型空间站结构的发展方向。
当然，桁架式空间站也不是十全十美的。其主要缺点是技术复杂、费用太高、风险较大。它不仅需要运载火箭或航天飞机多次发射，分批将空间站的桁架结构、各种舱段和太阳能电池板等运到空间轨道上，还需要航天员多次出舱组装。所以，从1984年至1994年，自由号空间站方案也一变再变，不断简化，几乎中途夭折。最后还是利用苏联解体的机会，通过与俄罗斯的合作，大量借助和采用俄罗斯空间站经验和技术，才转危为安，开始了“国际空间站”(ISS)的建造。目前的“国际空间站”实质上是一个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”。这样可充分利用已经成熟的技术，大大减少空间站的建造难度和费用。
西欧空间站的发展途径
20世纪80年代初，西欧和美国合作相继研制出机载“试验性空间站”(Spacelab)和“航天飞机平台卫星”(SPAS)，其中前者是一种载人的空间实验装置，后者是无人的。它们均能重复使用，但本身不具备自主性，需要依赖航天飞机。
西欧研制机载“空间实验室”的目的为发展独立的载人航天器做准备。它是一个费用低廉的多用途实验室，可重复使用50次左右，工作寿命10年。它由充有一个大气压的氮氧混合体加压舱和暴露在空间的U型工作台组成。这两个部件既可单独使用，也能联合使用，因而可以放置多种实验仪器设备。在加压舱中，航天员可以不穿航天服工作。航天员只有工作需要时才通过气闸舱和专门的通道到实验室里去。
1982年，在机载“空间实验室”研制将近结束时，西德和意大利开始考虑如何在机载“空间实验室”的基础上研制一种能独立飞行的载人空间飞行器。经过一年半的研究，1983年7月，他们联合向欧空局建议发展“哥伦布”空间站，并强调“哥伦布”空间站能广泛借鉴机载“试验性空间站”和“航天飞机平台卫星”的技术和经验，风险并不很大。
1985年，欧空局决定实施“哥伦布”空间站计划。它采用化整为零、分步实施的方式，即于20世纪90年代分别发射4个航天器，到了21世纪初，再在轨道上把它们对接成最后的“哥伦布”空间站系统。
“哥伦布”空间站计划在1988年和1989年执行得比较顺利。但是，随着苏联的解体以及资金、技术等一系列原因，西欧对“哥伦布”空间站计划进行了多次调整，最终只保留了与“国际空间站”对接的压力舱，即“哥伦布轨道设施”(COF)。
“哥伦布轨道设施”是一个多用途增压实验室，长6.7米，直径4.2米，增压容积76.8立方米。空重9.5吨，发射时可以携带2.5吨有效载荷，入轨后可容纳9吨有效载荷。舱内装备有10个国际标准有效载荷机柜、3个储存机柜和3个系统机柜。舱内可供3名航天员工作和居住。
欧洲还正在为“国际空间站”研制“自动转移飞行器”(ATV)。它是一种小型太空拖船，由推进舱、电子设备舱和货物适配器组成。用阿里安－5火箭发射，每次可向空间站运送9吨货物。
意大利在“国际空间站”合作中是一个较为特殊的合作伙伴，既是欧
