空间飞行器

    空间飞行器，分属于人造地球卫星、飞船、空间站及探测器等人造天体。它们根据用途的不同，各以其特定的结构和方式运行在不同的轨道上。

    空间飞行器的结构主要分为两部分：一部分是为满足特定用途如通信、导航、气象观测、资源探测、军事侦察等的专用系统；另一部分是共有系统，包括壳体系统、姿控系统、测探系统、温控系统及电源系统。

    飞行器不仅结构复杂，且外形多样，如有球形、圆锥形、柱形、多面球形等；有的顶着“锅状”天线，有的伸出一块或几块平板，有的带有几根鞭状的细杆。为什么空间飞行器的形状千奇百怪呢？它们之所以不像飞机、汽车、火车等具有统一的流线外形，是因为它们都是在近乎真空的条件下运动，不必要太考虑运动阻力，而主要是考虑空间发射和运行性能等因素，所以，其形状也就千差万别了。

    飞行器的寿命

    “先锋10号”是在1972年3月2日发射升空去执行水星探索计划的。2002年3月2日，科学家向这艘早已光荣完成使命、超期服役的飞行器发去一组特殊的信号，以示祝贺。经过22小时，穿越了长达120亿公里的星际空间之后，“先锋10号”的回应信号到达了地球。它那甚至不如一只家用灯泡能量大小的信号，听上去却是那么悦耳、清晰。然而，如果没有地面人员的远程精细操控，“先锋10号”的最新讯息就完全有可能失落于茫茫太空。

    经过30年的摸索之后，“先锋10号”终于为未来的所有宇航飞行器找到了一条穿越小行星带的安全路径，并且拍摄了木星及其卫星的第一批近距离照片，接着向太阳系的外围进发。1997年“先锋10号”正式宣告退休。但它作为有价值的空间资源，退休之后仍将被用于地面控制中心调度人员的培训及通讯技术的课题开发等。

    月球车

    在月球表面行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，叫月球车。它分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车。

    无人驾驶月球车由轮式基盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电。月球车根据地球上的遥控指令，在高低不平的月面上行驶。遇到紧急情况，月球车上有一套特殊装置能避免颠覆，能自动进行工作。

    有人驾驶月球车，由宇航员驾驶在月面上行走，主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗，存放和运输由宇航员采集的土壤和岩石标本。它的动力是由蓄电池供应的。

    1970年11月，前苏联把世界上第一个无人驾驶的月球车送上月球。1971年9月，美国“阿波罗”15号飞船登上月球，2名宇航员驾驶月球车在月面上行驶了27和35千米。

    卫星式飞船

    卫星式飞船由密封的回收舱和设备舱组成，返回时，设备舱与回收舱分离，然后在大气层中烧毁。

    成功返回，是载人航天必须解决的一个关键技术问题。这中间存在许多失之毫厘差之千里、一步失误全盘皆输的技术因素。

    1960年5月~1961年3月，前苏联曾5次进行卫星式飞船的发射、飞行和返回试验，其中两次回收失败，3次回收成功，检验了飞船的结构性能。实验证明，卫星式飞船可以保障载人飞行和返回的安全；同时，通过大量的太空生物试验，证明了人可以经受住航天环境因素的考验。

    可见光遥感器

    人们眼睛能看见的光波被称为可见光，所以光遥感是普遍应用的遥感方式，它工作在波长为0.4～0.7微米的可见光波谱段。它能把人眼睛可以看见的景物真实地再现出来，它的优点在于直观、清晰、易于判读。常见的可见光遥感器是照相机，目前卫星上的照相机在160千米的太空拍照，其地面分辨率达0.3米，也就是说，可以分辨地面走动的人。但它的不足之处在于，可见光遥感只能白天工作，而且受云雨、雾等气象条件影响很大。

    红外遥感

    工作在波长0.7～1000微米的红外波段就是红外遥感。它是根据物体表面温度高于-273℃时，都具有辐射红外线的物理特性，来测得物体红外辐射强度、波段和温度的，从而识别伪装并可进行夜间观察。红外遥感常用于寻找地下热源、发现森林火灾、监视农作物病虫害等。红外遥感虽然能在夜间工作，但它却无法穿透厚厚的云层。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。

    多光谱遥感

    把可见光遥感和红外遥感技术性结合起来就是多光谱遥感。它是根据不同物体对不同波长的光线具有不同反射能力的原理，利用多个相机或多通道传感器对目标摄影或扫描，从而同时获得目标在不同光谱带的图像，然后，选取若干张照片进行组合，可得到一张假彩色照片。假彩色照片是指照片颜色与真实物体不同的照片，例如田里的的小麦本来是绿色，但在假彩色照片里故意将小麦变为红色，目的是使人看得更清楚。人们观看假彩色照片就可以知道地面景物。一般的多光谱遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。

    微波遥感

    微波遥感能感测比红外辐射波长更长的微波辐射，工作波长在1～1000毫米的电磁波段。它具有穿云破雾、夜间工作的能力，是一种全天候的遥感手段。微波遥感器有主动式和被动式两种。主动式有合成孔径雷达、雷达测高计和微波风场散射计等，它们主动向地面发射微波并捕获目标的回收，收获得目标图像或参数；被动式有微波辐射计等，它是直接感测目标的微波辐射强度，以获取目标的参数。微波遥感可以观察云层覆盖下的景物，获取的图像具有鲜明的立体感，因此，在地图学研究中广泛应用。

    航天遥感器的图像处理

    人们从航天遥感器获得大量图像，不过仍不能直接辨识地面或地下景物，这是由于遥感时，遥感器所获的图像信息会受到外界因素的影响，因此需要对图像信息进行加工处理，以达到弃之糟粕，取之精华的目的。外界因素有卫星的运动、仪器的误差、目标的移动、大气吸收和散射、地球曲率等。这些因素的影响，使遥感图像发生几何畸变或辐射畸变。

    图像处理首先对遥感图像信息进行校正或修正，再经增强、滤波及修正，才可得到再现景物原来面貌的黑白或彩色照片、假彩色照片、计算机数字磁带等。

    只有经过处理后的图像（照片），才能使人们从图像上去辨识地面或地下景物。例如利比亚货船“阿尔洛夫”号排放污油的图像，就是经过图像处理后的彩色或假彩色照片。

    阿尔法磁谱仪

    阿尔法磁谱仪（Alpha Magnetic Spectrometer ，简称AMS）是由永磁体、上下各两层的闪烁体、紧贴永磁体内壁的反符合计数器、内层的6层硅微条探测器以及契伦科夫探测器等组成。

    阿尔法磁谱仪的主体结构是由铷铁硼材料制成的永磁体，其重量约2千克，是一个高1米、直径1.2米、长0.8米的空心圆柱体，其中的磁场强度为1400高斯，能长期在太空中稳定工作。AMS可根据磁场反应的粒子电荷以及粒子的轨迹、速度、质量等信息，进而可以推断粒子的正与反。可以说，AMS是当今最先进的粒子物理传感器。

    科学家们想要AMS在太空探测什么？有的学者指出，因为星球内部产生核聚变反应时，一定会有碳产生，假如能够探测到一个反碳粒子，就说明有一个产生这个反碳粒子的反星球存在，也等于找到了反物质世界的直接证据。但反碳粒子在宇宙间微乎其微，所以，科学家们更抱有希望的是，AMS实验能探测到比反碳粒子多得多的反氦粒子，这将被视为反物质世界的间接证据。

    航天实验表明，阿尔法磁谱仪运行状况良好，经受住了发射升空时的剧烈震动和严酷的太空工作环境的考验，捕捉到许多宇宙射线带电粒子的踪迹。按照预定的计划，阿尔法磁谱仪将于2001年2月装载到阿尔法国际空间站上，它将作长达3年的反物质空间探测。

    太空货车

    目前只有一种专门运输货物的航天飞船，那就是苏联/俄罗斯的“进步”型和“进步M”型货运飞船。

    在1986年2月到1991年2月期间，苏联/俄罗斯在太空拥有“礼炮7”和“和平”号两座航天站。1986年3月13日，苏联发射了“联盟T15”号载人飞船，航天员是列·基齐姆和弗·索洛维耶夫。

    两天后，即这年的3月15日，“联盟T15”号飞船首先与入轨不久的“和平”航天站对接。两名航天员检查了飞船与航天站对接部件的密封情况后，进入“和平”号航天站。他们调试了站上的1000多件仪器设备，卸下了“进步26”号货运飞船送来的物资，为“和平”号航天站开始接待航天员前来工作做好了准备。

    50天后，即这年的5月5日，“联盟T15”飞船与“和平”号航天站——“进步26”号货运飞船联合体脱离对接，然后驶向“礼炮7”号航天站，行程3000多千米，于5月6日与“礼炮7”航天站——“宇宙1686”号无人飞船联合体对接。两名航天员进入这个联合体工作，进行了多项科学考察和实验活动，多次出舱行走，组装大型构件。

    52天后的6月27日，“联盟T15”飞船脱离“礼炮7”号航天站，并再次与“和平”号航天站对接。两名航天员进站工作到7月16日，然后离开“和平”号航天站返回地面。

    人们将在两座航天站之间来回飞行的“联盟T15”号飞船称为“太空第一辆公共汽车”。

    太空站

    太空站是具备一定实验和空间条件，并可供宇航员生活和工作的长期运行的航天器，又称空间站、轨道站或航天站。

    太空站的建立，使载人航天进入实用阶段，对科学研究、国民经济和军事都具有重大价值，在航天事业上起着很重要的作用。

    因为太空站具有重要而广泛的应用价值，所以备受世界各国的重视。前苏联在1971年首先发射了世界上第一个太空后，又相继发射了多个太空站。美国于1973年发射了一个“天空实验室”太空站，日本、加拿大和西欧各国也致力于太空站的建立。不久的将来，太空站将成为各国在太空竞争的战场。它在军事上的应用也有广阔的前景。

    “空间实验室”空间站

    欧洲人一直没有掌握返回卫星的技术，也没有载人飞船。但是，欧洲人很早就看到了空间站的广泛用途和发展前景，在80年代初就研制出了一种小型的空间站，命名为“空间实验室”。但是这种实验室的确也仅仅是个实验室，是个圆柱形舱段，它自己本身没有动力系统，也不能独立自主地在太空活动，只能在航天飞机的货舱里静卧着，其电源、气源和通信系统都要依靠“母体”来抚育，真是不折不扣的一个“腹中胎儿”。

    这座实验室由密封舱、平台两部分组成。密封舱有生命保障系统和工作间、调试仪器设备；平台是非密封舱，其中安装着各种试验仪器设备。它的实验项目、设备包括：太阳光谱、合成孔径雷达、X射线天文学、太阳常数、带电粒子射线、生物静力、莱曼。射线和生物、微波等。

    1983年11月28日至12月8日，由美国“哥伦比亚”号航天飞机第一次装载进入太空，共进行了73个基本项目的数百次实验。以后又由“挑战者”号航天飞机三次带人太空，进行了特种材料加工、晶体生长、流体力学、生命科学、大气物理和天文方面的许多实验。

    “和平”号航天站

    1986年2月20日，当“礼炮7”号还在轨道上正常运行时，苏联发射了它的第三代航天站——“和平”号航天站的主体，重21吨，长13.13米，最大直径4.2米，带有6个对接口。以后陆续对接了“量子1”、“量子2”、“结晶”、“光谱”和“自然”号等5个专业舱。使“和平”号天天站的质量，在对接一艘载人飞船、一艘货运飞船时，达到137吨，全长32.9米，体积达400立方米，成为最大的轨道航天器，形体非常壮观。

    “和平”号航天站的设计寿命为5年，它实际上运行15年多。共有35艘“联盟T”和“联盟TM”型载人飞船，62艘“进步”和“进步M”型货运飞船，9架次美国航天飞机与它对接，134人次进站工作，共完成23次考察，近17000次科学实验，传回的无线电信息达100多万张计算机软盘，从“和平”号共运回4.7吨试验物体；在“和平”号上的0.09平方米的温室里，共培植出100多种植物；从“和平”号上共发现地球上的10个稀有金属矿区、117个油脉；从“和平”号上探测到宇宙中的超新星爆发，并窥视到它的内核。

    “和平”号空间站将超期服役

    前苏联/俄罗斯原计划耗资10亿美元研制“和平2”号空间站，于1997年取代“和平”号。但在“和平”号空间站运行资金不充足和站上设备日趋老化的情况下，俄罗斯无力再研制和运行新一代空间站。1993年9月2日，美国/俄罗斯正式签署航天合作协议，双方同意将原“自由”号空间站与“和平”号空间站合并，联合建造包括欧洲航天局、日本和加拿大的航天部件在内的“阿尔法”国际空间站。

    按照美国/俄罗斯1993年达成的协议，俄罗斯将于1997年11月国际空间站开始建造时关闭“和平”号空间站，让其在空间自主飞行1年后离开轨道，再人大气层烧毁。但俄罗斯经过研究得出结论：“和平”号空间站的可使用期将远远超过预期的1998年左右。特别是新近发射的“光谱”号舱和“自然”号舱，设计寿命均在3年以上，如果它们同其他几个舱体一起被废弃，那将是极大浪费。俄罗斯不愿意在还未到寿命之前就放弃“和平”号，却又没有同时建造新站和维护旧站的资金和发射能力，便于1995年12月向美国提出以“和平”号空间站为基础建造“阿尔法”国际空间站的建议，如果行不通，则要求把“光谱”号舱和“自然”号舱挪到未来的国际空间站上，代替俄罗斯原定要提供的3个研究舱。

    这两个方案均遭到美国航宇局的拒绝，理由是这将对国际空间站的设计和初期组装安排、甚至整个国际空间站的性能造成严重影响。为使俄罗斯继续参加国际空间站的合作，美国方面也做出了适当让步，提出在不影响美国、欧洲、日本和加拿大组件的设计与组装工作的前提下，俄罗斯在初期组装阶段的发射次数可大大减少，并承诺于1998年用“发现”号航天飞机两次向“和平”号空间站运送货物，以帮助“和平”号延长寿命。在别无选择的情况下，俄罗斯航天局表示，尽管经费紧张，俄罗斯仍决定在参加国际空间站的同时，继续维持“和平”号空间站到2000年前后。

    “礼炮”号空间站

    20世纪60年代，前苏联曾在载人登月问题上与美国展开了一场激烈竞争。由于种种原因，前苏联载人登月的活动未能成功而败北，继而采取了一条由飞船到空间站，集中力量优先发展空间站的政策，经过几年努力，终于取得预期成果，于1971年4月19日发射了世界上第一座空间站“礼炮1”号，到1982年4月19日的整整10年间先后发射了8座“礼炮”号，除一座因故人轨后解体未能工作外，7座正常运行。到1986年8月“礼炮7”号在太空轨道上中止载人飞行为止，15年间共接待宇航员42批94人次驻站工作。这期间空间站上基本上没有中断过载人飞行，共计飞行1700多天／人，最长的一次是一批人连续飞行237天，并与“联盟”号载人飞船和“进步”号无人货船多次对接构成配套系统，取得丰硕的科研成果和长期载人航天飞行经验，开创了航天史的空间站技术的先河，对人类航天事业做出了突出贡献。

    “礼炮”号轨道空间站的研制和发射，在前苏联空间技术的发展计划中，是一个重要的阶段。截至1979年初为止，前苏联先后发射了6艘“礼炮”号轨道空间站。据分析，“礼炮”号可分为两种型号：“礼炮”1、4和6号是科研型，“礼炮”2、3和5号是军用型。“礼炮”号轨道空间站重约19吨，长16米左右，最大直径4米多，由工作舱、过渡舱和服务舱3部分组成。

    科研型和军用型两类空间站在设计上的主要区别是，对接舱口的布局不同。军用型的对接舱口在站体的后部，科研型的则在站体的前部。而“礼炮6”号在站体前部有两个对接舱口，可同时连接一个“联盟”号飞船与一个“进步”号载货飞船。太阳能电池帆板的位置也不相同。军用型太阳能电池帆板的位置比科研型的靠后。总体结构也不同。军用型和科研型的外形结构虽然基本相同，但内部设备布局却不同。军用型内装有1台大型侦察照相机，并至少有1个回收舱以便将所拍的胶卷按时送回地面。“礼炮3”号和5号空间站均曾将有胶卷的回收舱送回地面。这种回收舱一般是在宇航员离开空间站之后方与站体分离。军用型的“礼炮”号空间站之所以将太阳能电池帆板往后配置，并将对接舱口设在站体后部，可能都是为了使回收舱和站体基本结构连成一体。“礼炮3”号和5号两种军用型号的主要目的是进行照相侦察，其次是进行高能技术在武器上可能性的研究应用。

    “哥伦布”空间站

    欧洲人并不满足于已试制出来的“空间实验室”，决心要拥有自己的真正空间站。1985年1月欧洲空间局在意大利首都罗马举行成员国部长级会议，讨论并决定了2000年前欧洲要研制出三种航天系统，即“竞技神”号小型航天飞机、“阿丽亚娜-5”型运载火箭和“哥伦布”（Columbus）空间站。

    这个“哥伦布”空间站的方案是前西德和意大利首先提出来的，它的命名含义是为了纪念哥伦布发现新大陆500周年（1992年）。这个空间站的总体设计方案是：

    增压舱这是空间站的主体部分，有4个房间，至少能供8个宇航员居住，总长12米、高13米、直径4米多、自重18.2吨。这是宇航员的实验室、工作间和休息室，它是由“空间实验室”发展而来的，尽量使用原有的硬件和技术经验。增压舱有两种选择，一种是美国空间站永久性对接，有4个舱段，从事各种科学实验。计划1994年由美国航天飞机发射，与美国空间站对接。另一种就是在空间自由飞行的增压舱，由“阿丽亚娜-5”型火箭发射，平时不载人，必要时可派人上去短期照料一下，自动进行材料加工和科学实验。

    微型同轨站长11米，将在主舱旁边飞行，内装自动生产产品的设备。

    极轨平台这是运行在极地轨道上的不载人实验平台，主要用于执行对地观测任务。

    尤里卡平台（即“自由飞行器”，MTFF）作为太空科研实验平台，可在飞行状态下连续工作6～9个月，然后由航天飞机回收运回地面，也可挂载在“自由”号空间站上。

    服务舱这是为空间站提供动力、温控、通信和其他服务系统，可为增压住室舱服务，也可为极地平台服务。

    “哥伦布”航天器计划全部建成将于1998年发射。

    国际“自由”号空间站

    1984年，当时的美国总统里根满怀信心地宣布，美国要在10年内，在太空建造一座永久性的大型空间站。这个计划号称20世纪最后的，也是最宏伟的航天工程。计划提出伊始，即引起了全世界航天界以至整个科学技术界的瞩目，带动了欧洲和日本等国的载人航天热。

    美国打算通过永久性空间站的建造，继60年代载人登月竞赛的胜利和70年代航天飞机研制的成功，再一次向全世界显示自己强大的科技、经济实力，继续保持其航天技术的领先地位。

    这个后来取名为“自由”号的空间站，就研制发射时间来说，并不是世界上最早的，但从规模上来说却是最大的。它比美国1973年“天空实验室”、前苏联70～80年代的“礼炮”号和现俄罗斯的“和平”号空间站，都大得多，因此功能也比较强。特SU是它将“长留太空，永远不落”，并可与轨道上的空间平台、轨道机动飞行器以及轨道转移飞行器协同工作，互相配合，发展成多功能的综合性空间基地。

    里根总统于1984年1月在“国情咨文”中要求航宇局以80亿美元研制一个永久空间站，力争在哥伦布发现新大陆500周年的1992年问世，并邀请欧空局、加拿大以及日本参加共同研制和利用国际自由空间站。里根总统把建立第一个永久载人空间站看作是促进美国科学研究、通信、金属制造以及生产地球上不能生产的拯救人类生命药物等的动力。里根总统提出的这一新的空间计划是美国仅次于“阿波罗”登月计划的90年代最大载人空间飞行计划。美宇航局局长亲自出马，频繁地与国际伙伴——欧空局、日本和加拿大进行4年马拉松式的谈判和争论，时而达成双边谅解备忘录，时丽提出新的要求和意见。美国同欧空局的争执此起彼伏，并因美国国防部在1986年底提出的军用空间站计划，引起伙伴之间极大不满。最后，美国国务脘出面协商，使国防部做出让步，在空间站投入实用两年内不作军用，但坚持进行有限的军用试验，并保留使用空间站的权利。1987年10月，欧空局11个成员国政府代表、加拿大政府部长以及日本科技厅长官代表各自政府，同美国政府代表在华盛顿正式签署一项多国合作研制和利用美国自由空间站协议。此项计划研制费从80亿美元增加到145亿美元，美国承担85亿，制造主站、起居舱、工作舱、实验舱以及一个极平台；欧空局以35亿美元研制哥伦布轨道站、有人照顾的自由飞行器和欧洲极轨道平台（既能与自由空间站对接，也可自主飞行，美国也能利用），欧空局将分担运输费。据美航宇局估计，从1995年中期分批运到轨道上组装，从1996年开始不定期住人飞行，到2000年才永久住人，研制费用共需300亿美元，每年载人费用约20亿美元，到2027年实用费450亿美元，加上研制费和组装费总数达840亿美元。国际自由空间站费用确实惊人。

    由于费用不断增加，美国国会要求航宇局重新进行设计，从1988年开始研制，采用“双龙骨”构架，从原版154米缩小到91米，从原重230吨改为135吨。这样一来，和前苏联1986年2月人轨的“和平”号站差不多。主站体中心有9个加压舱，呈四方形，加压舱中间有通道相连，每个加压舱3.65米，直径2米，全部舱由铝制成。美国实验舱与居住舱原长13.6米，现剃、到8.9米，直径4.6米不变，另外两个舱是欧空局“哥伦布”号轨道站和日本实验舱。美国还有两个小后勤舱，长7.3米，一个舱与空间站对接，加一个备用。

    “自曲”号空间站原计划有8名宇航员工作，现改为4名，其中2名留给欧空局和日本（欧洲和日本开始建立宇航员培训中心），加拿大可能有1名宇航员轮换，每90天换新宇航员。空间站结构上有5个平台，装备直接暴露于空间的仪器，加拿大提供的移动服务中心，即新的操作臂，由宇航员遥控使用。

    居住舱内是氧（20％）和氮（80％）的混合气体；气压接近海平面压力（1千克／米2）。航天飞机定期运输氧气、饮用水和食物。洗漱水、粪便和尿经一个闭合回路再循环处理。“自由”号空间站原设计有8个太阳电池翼，现改为6个，用户可自由使用30千瓦，空间站总功率低于75千瓦，还有50千瓦氢镍蓄电池，处于地球阴影时备用。

    新的设计取消至少10项站外科学实验，限制宇航员站外活动次数；数据传输速率从300兆比特／秒减少到50兆比特／秒。根据原计划，航天飞机需运输28次，现改为19次运完。把组成“自由”号空间站的9个加压舱、太阳电池翼板运到410千米轨道上，由先进而灵括的空间机器人组装，宇航员指挥操作。空间站于1996年借助自己的推力器推到460千米、28.5度倾角圆轨道运行。国际“自由”号空间站的设计寿命是30年。它的空间环境是微重力环境，有利于空间科学研究和生命科学研究、加工材料、生产地球难以获得的高纯度材料以及药物制品。“自由”号空间站不仅是一个对准地球的大型空间平台，而且也将成为飞向月球和火星的载人空间基地。

    美航宇局哥达德空间飞行中心提供空间站使用的飞行遥控自动化服务车，负责安装、维修工作和服务于各对接的舱内工作，同时利用加拿大造的移动服务中心，还与往返天地间的航天飞机运输任务结合。日本实验舱将采用人工智能系统判断和排除故障，日本认为人工智能对有效地利用“自由”号空间站是不可缺少的。欧空局“哥伦布”站与空间站对接后，也准备使用机器人，还有欧洲极平台和有人照顾的自由飞行器与之对接，也可自主飞行。1990年7月，欧空局委员会决定研制欧洲第一个极平台，选定法国马特拉公司设计1.7吨重平台，于1997年用“阿里亚娜-4”或“阿里亚娜-5”发射，与欧洲“哥伦布”站对接。实际上，平台就是遥感平台，置放各种遥感器，观测海洋、监视冰情、大气污染、气候变迁，以及勘测地球资源，功率为2500瓦。平台有一个服务舱，可作为军用侦察平台。

    美航宇局从1988年起为国际“自由”号空间站研究应急逃逸宇宙飞船，又称为“乘员应急返回飞行器”，估计耗资20亿美元。在空间站时代，要力求安全第一，以免发生不测的空难。

    国际航天站

    1981年航天飞机试飞成功后，美国航宇局便在酝酿宏伟的航天站计划，提出了“大型载人航天操作中心”、“大型轨道结构”等许多构想，1983年还成立了一个60人的特别工作委员会，研究航天站的用途。

    1984年1月25日，美国总统里根批准建造永久性航天站的计划，要求在10年内建成，取名“自由”号。

    大概是因费用庞大，美国邀请日本、加拿大和西欧盟国参加，但盟国却心存疑惑。计划难以进展，迫不得已，里根总统于1987年4月宣布缩小规模，推迟到1994年建成。1988年1月与盟国达成协议，改为“单龙骨”结构，1996年建成。但实际进度到时只能完成第一阶段的工程。而且核算表明，到完成2/3工程时，维护工作量就已超过所能负担的极限。不得已再次缩小规模，推迟到1997年建成。

    苏联解体、“冷战”结束，由于失去“冷战”的动力，众议院拨款小组的政治家们更在1991年5月拒绝拨款，建议取消计划。这引起盟国的担心和不满。同年6月，经激烈辩论，众议院决定在92财年拨款19亿美元。这简直是杯水车薪，因为这时估算，完成整个计划需要近1200亿美元。1992年10月，布什总统批准拨款21亿，并强调建造航天站是实现航宇目标“一个不可少的步骤”。

    1993年3月，克林顿总统要求重新设计方案，并确定其性质是“单纯的太空科学实验室”。

    由于俄罗斯无钱建造新的航天站，美国则想借助俄罗斯的载人航天技术，两个前“冷战”对手于1993年9月签订协议，在各自现有航天站基础上，建立包括欧洲航天局、日本和加拿大部件的“阿尔法国际航天站”，后定名为“国际航天站”。

    太空发电站

    多少年来，科学家们一直在设法寻找一种既清洁又取之不尽的能源。他们认为，最好的办法是向太空要电能，建立一个沿着地球轨道运行的太空电站，通过光电板吸收太阳辐射，然后以微波形式把这些吸收的能量发往地球。

    如今，一个命名为SPS2000的太阳能卫星计划的实施，将使这一设想变成现实。这颗卫星呈等边三棱柱状，边长336米，高303米，重240吨，三棱柱的两面覆盖着由硅构成的太阳能板，另一面安装着向地球输送微波的天线。

    这所电站，实际上是一颗能产生1万千瓦电能的巨型卫星。

    太空望远镜

    最早的太空望远镜是“哈勃”太空望远镜，它于1990年4月20日，由航天飞机载上太空，开始了为期15年的探索宇宙秘密的使命。这架太空望远镜价值15亿美元。

    由于太空望远镜运行在数百千米的地球轨道上，地球大气对天文观测的一切干扰都摆脱了，所以，它的威力将远远超过地面上所有光学望远镜。当然，这个太空望远镜高超的图像分辨能力，超距离的观察范围，处理资料的惊人速度是任何望远镜也无法代替的。美国帕洛玛山天文台上的海尔望远镜，口径达5米，能够观测到20亿光年之远的天体。太空望远镜的口径虽然只有2.4米，却能观测到140亿光年之遥的天体，而且其分辨能力比在地面观测要高10倍。海尔望远镜只观测到23等星，而太空望远镜却能观测到29等星的暗弱天体。23等星相当于在500千米高的夜空中观察地球上点燃的一支蜡烛。

    假如说，17世纪伽利略望远镜的问世是天文学发展史上的第一个里程碑，那么，太空望远镜的诞生就是天文学发展史上的第二个里程碑。

    由太空望远镜所摄取的光和其他辐射都是几百万年甚至几十亿年以前从遥远的星系到达近地空间的，所以，太空望远镜观察到的宇宙，等于把人类带到若干世纪以前的时代。千万不要忘记，它所获得的一切信息，都是几百万年甚至几十亿年以前星系活动的真实记录。

    航天服

    从功能上讲，宇航服其实就是个小太空舱，外壳具有伸缩性，里里外外总共有10～20层，重达50多千克，且每层之间还要用防热的玻璃纤维布衬着。因为太空里有很多岩石，如果衣服太薄，就很容易被割破。只有厚衣服才能抵御宇宙线辐射和高温，以免身体被灼伤。

    由于要让宇航员穿着航天服能进食和大小便，手腕和双膝等关节部位能弯曲伸缩等等，因此航天服内的各种管线纵横交错。这些管子有的负责送空气，有的负责送水。衣服上还有加压设备，让宇航员感到一点儿重量，免得身体血液在没有压力的情况下沸腾起来。此外，航天服上还有一个圆形透明的头盔，可以挡住红外线。

    在航天服的背上还有一个大背包，它在各个方向上安装有喷嘴，利用它向不同方向喷气所产生的反作用力，可以使宇航员前后左右上下自由运动。

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