【美图集】国际空间站的系统组成及结构美图鉴赏续集1
发布时间:2024-03-23 06:16:13
国际空间站是有史以来在太空中建造的最大的结构。
第一个模块——俄罗斯的Zarya模块——在15年前的1998年11月20日从地球发射升空。自2000年以来,国际机组人员一直占据着轨道空间实验室,五个航天机构为该结构的建造做出了贡献。
耗资1000亿美元的国际空间站拥有足球场的翼展和五居室房屋的居住空间。建造空间站需要超过115次不同种类的航天器的太空飞行,宇航员和宇航员在空间站外的太空行走中花费了1000多个小时。
国际空间站概况
国际空间站由来自15个国家的五个空间机构组成的国际伙伴关系运营着国际空间站。按国家/地区了解有关空间站访客的更多信息。
自2000年11月以来,空间站一直被占用。
一个由七人组成的国际机组人员以每秒五英里的速度生活和工作,大约每90分钟绕地球运行一次。有时,在机组人员交接期间,空间站上会有更多人。
在 24 小时内,空间站绕地球运行了 16 圈,穿越了 16 次日出和日落。
佩吉·惠特森(Peggy Whitson)于2017年9月2日创下了美国在太空中生活和工作时间最长的记录,为665天。
车站的起居和工作空间比六居室的房子还要大(有六个睡眠区、两个浴室、一个健身房和一个 360 度全景飘窗)。
为了减轻人体在微重力下肌肉和骨量的损失,宇航员每天至少锻炼两个小时。
宇航员和宇航员定期进行太空行走,以进行空间站的建设、维护和升级。
太阳能电池阵列翼展(356英尺,109米)比世界上最大的客机空客A380(262英尺,80米)还要长。
空间站的大型模块和其他部件在42次组装飞行中交付,37次在美国航天飞机上交付,5次在俄罗斯质子/联盟号火箭上交付。
空间站端到端长 356 英尺(109 米),距离包括末端区域在内的美式足球场全长一码。
八英里长的电线连接着空间站上的电力系统。
55英尺长的机器人Canadarm2有七个不同的关节和两个末端执行器或手,用于移动整个模块,部署科学实验,甚至运送太空行走的宇航员。
八艘宇宙飞船可以同时连接到空间站。
航天器可以在从地球发射后四小时到达空间站。
四种不同的货运航天器运送科学、货物和物资:诺斯罗普·格鲁曼公司的天鹅座、SpaceX的龙飞船、JAXA的HTV和俄罗斯的进步号。
通过远征60,微重力实验室已经接待了来自超过108个国家的研究人员的近3000项研究调查。
空间站的轨道路径占地球人口的90%以上,宇航员拍摄了数百万张地球下方的图像。在 https://eol.jsc.nasa.gov 上查看它们。
空间站外可以同时容纳20多种不同的研究有效载荷,包括地球传感设备、材料科学有效载荷、粒子物理实验(如Alpha Magnetic Spectrometer-02)等。
空间站到月球的距离相当于月球的距离,大约需要一天的时间。
水回收系统将机组人员对货运航天器输送的水的依赖减少了 65%,从每天约 1 加仑减少到三分之一加仑。
在轨软件监控大约350,000个传感器,确保空间站和机组人员的健康与安全。
空间站的内部加压容积等于波音747。
超过50台计算机控制着空间站上的系统。
地面上超过 300 万行软件代码支持超过 150 万行飞行软件代码。
仅在国际空间站的美国部分,就有150多万行飞行软件代码运行在44台计算机上,通过100个数据网络进行通信,传输40万个信号(例如压力或温度测量、阀门位置等)。
国际空间站规模和质量
加压模块长度:沿长轴 218 英尺(67 米)
桁架长度:310英尺(94米)
太阳能电池阵列长度:两个纵向排列的阵列(239 米)的 73 英尺
质量:925,335磅(419,725千克)
可居住体积:13,696立方英尺(388立方米),不包括来访车辆
加压容积:35,491立方英尺(1,005立方米)
发电:8个太阳能电池阵列提供75至90千瓦的电力
计算机代码行数:约150万行
国际空间站的设计与组装
BY CRAIG COLLINS - 十二月 10, 2018
这位艺术家的构思描绘了空间站自由号在地球轨道上的样子,由马歇尔太空飞行中心艺术家汤姆·布兹比(Tom Buzbee)绘制。空间站的这种较小配置具有水平桁架结构,支持美国、欧洲和日本的实验室模块;美国居住模块;和三套太阳能电池阵列。自由空间站是一个国际性的、永久载人的轨道基地,由1990年代中期开始的一系列航天飞机任务在轨道上组装。美国宇航局图像
大约在1985年的某个时候,就在里根政府为美国宇航局在约翰逊航天中心的15号楼建造低地球轨道空间站开了绿灯之后,工程师们正在组装空间站的一个模块的模型。该模型是专门为安装航天飞机轨道飞行器的有效载荷舱而建造的,看起来很像欧洲航天局提供的可重复使用的Spacelab模块,许多系统都装在地板上,设备架沿着墙壁。
“这个模块大约有47英尺长,”加里·基特马赫(Gary Kitmacher)说,他当时是美国宇航局生命科学理事会人系统部的建筑经理,“两端都有舱口,其中一端的外部有四个舱口。我们称之为通用模块。大多数人认为这是构建模块的最佳方式,这就是我们开始的方式。
“我们从天空实验室的宇航员那里学到了一些令人惊讶的事情,”现任国际空间站教育和通信经理的基特马赫说。“一个是它们可以失重,在零重力下漂浮,但他们真的想要一个恒定的上下方向——顺便说一句,他们希望'向下'朝向地球。
事实证明,在休斯敦组装的模型并不是美国宇航局能做的最好的,但它比迄今为止唯一的美国空间站Skylab上的生活/工作区有所改进。天空实验室的宇航员,包括杰拉尔德·卡尔(Gerald Carr)、比尔·波格(Bill Pogue)和埃德·吉布森(Ed Gibson),都曾就新空间站的宜居空间设计进行过咨询。天空实验室的轨道车间舱建在一个重新利用的土星五号火箭级内,相对宽敞,宽约21英尺,长约48英尺,可居住体积约为10,664立方英尺。包括多对接适配器和气闸模块,可居住体积增加到 12,417 立方英尺。阿波罗指挥/服务舱对接的总长度略高于118英尺。在内部,车间分为两层,沿着管道的较长轴线堆叠。“上层”甲板的天花板打开成一个气闸模块,该模块连接到对接适配器,该适配器又连接到宇航员用来前往空间站的飞行器:阿波罗指挥/服务模块(CSM)。
我们从天空实验室的宇航员那里学到了一些令人惊讶的事情,”现任国际空间站教育和通信经理的基特马赫说。“一个是它们可以失重,在零重力下漂浮,但他们真的想要一个恒定的上下方向——顺便说一句,他们希望'向下'朝向地球。许多美国宇航局的工程师没有看到太空上升或下降概念的意义,他们感到惊讶。天空实验室车间有一个上下的方向,但对接适配器没有,这让宇航员完全迷失了方向。CSM的内部在停靠在车站时清晰可见,其垂直方向与车间完全相反。
这些模块的内部设计遵循四个具体原则:模块化、可维护性、可重构性和可访问性。
一般来说,航空航天工程师倾向于认为这些担忧无关紧要。早期的太空计划,如水星和双子座,都集中在安全和生存能力的重大挑战上。但是,人们在密闭空间中共同生活和工作的“微观社会”对空间环境的长期占领引发了重要的社会心理问题。美国宇航局项目负责人已将“人系统”确定为新空间站的九个主要系统之一,与电力、制导等系统相提并论。天空实验室的宇航员发现,将模块划分为垂直甲板是幽闭恐惧症和视觉限制。这种反馈,以及空间站将由多个模块组成的配置,需要从单个模块的多个出口,导致模块内部偏向于纵向,类似于太空实验室。
美国宇航局的设计师与欧洲和日本航天局的同行密切合作,他们将建立自己的实验室。这些模块的内部设计遵循四个具体原则:模块化、可维护性、可重构性和可访问性。内部硬件机架和公用设施可以很容易地更换,标准化,以便它们可以插入任何模块的插槽中,并摆动起来,以便于进入公用设施管线或压力船体。
将端口和舱口聚集在模块末端,需要其内部体积的很大一部分用于船员的进出,这严重减少了设备或工作空间的可用空间。他们查看了通用模块,发现所有这些舱口都占用了很多浪费的内部空间。
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