太空真奇妙 太空飛船系列之三:會飛的實驗室

文/楊祖愛 |2012.07.13
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美國的天空實驗室(Skylab)。 圖/美國太空總署非報系

文/楊祖愛(美國太空總署太空工程師、國際太空站機器人CCM計畫經理)

聽過會飛的實驗室嗎?它飛在離地球370 公里高的太空上,以每小時兩萬八千公里的速度飛行,每天可以環繞地球16 圈呢! 這個會飛的實驗室,就是太空站。

太空站,不同於太空船和太空梭。概略地說:太空船是不能重複使用的,有載人的、也有自動飛行無人駕駛的,可以載貨但載不了大型機件;太空梭能載人也能載大型機件,又能重複使用,是美國獨產的。前蘇聯曾於1988年成功發射過暴風雪號太空梭,但是由於經費困難,飛行過一次之後便無法繼續。美國的太空梭(Space Shuttle)在1981至2011年間,執行135次任務之後,功成退休。

太空船和太空梭都是為短期飛行而設計的,而太空站則能長期在太空飛行,站上還有實驗設備,適合人類和動植物在上面生活和做實驗,它們是人類在太空探索的前哨基地。

太空站的理念早在1960年代就已經有了。蘇聯禮炮計畫(Salyut)是世界上第一個太空站計畫,在1971至1991年間飛行一系列九個單節模塊的小型太空站。美國也於1969年開始始研發太空站計畫,名為「天空實驗室(Skylab)」,在1973至1979 年間進行四次太空站飛行。

蘇聯禮炮計畫與美國天空實驗室計畫,在多年改進下,替日後的大型太空站奠定基本技術基礎,比如:讓太空人到站外面去,作「太空漫步」的站外維修工作;太空船載著太空人飛來時,與太空站對接停靠,並讓太空人從太空船移到太空站裡去。

你可能會問:這些事有什麼困難呢?走出門去不就漫步了嗎?但我們要知道這是在無重力的太空環境裡,與地球上環境大不同,而且太空船與太空站兩者都是在飛行移動著的,要對接更不容易了,有沒有想過,兩架汽車在高速公路上不停的開動時,讓它們交會對接起來,連成一架,而且還是在移動狀態下接上去的,你說容易嗎?我們以後會談無重力的太空環境和太空漫步,也會提到有關對接的例子,對接在太空飛行技術中是一項很重要的技術。

後來的大型多節模塊的太空站,如1990年代的俄國和平號太空站(MIR)和今日16國合作的國際太空站,都是從蘇聯的禮炮和美國的太空實驗室奠立的技術基礎上擴展的。

俄國的和平號太空站,於1986年起,以多個模塊相繼在太空軌道上逐一組裝完成並啟用,於2001年照預定計畫將其墜入地球大氣層自行毀滅,功成身退。

1993年,美國和俄國同意合作開發一座大型的太空站,從和平號的基礎上出發,美俄雙方太空梭與太空船參與運送物資及太空人上去,隨後又結合其他14個國家參與,成了今日的國際太空站。

以後幾篇我將為大家一一介紹以上提到的這4座太空站。

中國的天宮一號,是中國研發的太空實驗室雛型,作為與將來其他太空船對接的核心站。天宮一號於2011年9月29日發射升空,已與神舟八號太空船對接成功,值得喝采!天宮一號計畫未來兩年內,與來訪的神舟十號太空船交會對接,中國航天史上又寫下輝煌的一頁。



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