“空間站”這個詞大家也許并不陌生,我們在諸多的新聞報道中讀到過和它有關的知識。但大部分人對這個概念還是不甚了解?臻g站到底是什么,它的作用和工作原理又是什么?讓我們帶著這些疑問,一起去揭開空間站的神秘面紗。

空間站,又叫航天站、太空站、軌道站,是一種在近地軌道長時間運行,可以供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。它是人類出于想要更好地探索太空的需求,在太空中建立長期生活和工作的基地。空間站的基本組成是以一個載人生活艙為主體,再加上其他不同用途的艙段,如工作實驗艙、科學儀器艙等?臻g站外部必須裝有太陽能電池板和對接艙口,以保障站內(nèi)電能供應和實現(xiàn)與其他航天器的對接。與其他載人航天器相比,空間站能有效節(jié)約航空成本。例如,空間站在太空接納航天員進行實驗,可以使載人飛船成為只運送航天員的工具,從而簡化了載人飛船的內(nèi)部結構,減少了它在太空飛行時所需要的物質。這樣既可以降低載人飛船的工程設計難度,又可以減少航天費用。此外,空間站在運行時既可以載人,也可以不載人,只要航天員將它啟動并調(diào)試好,它就可以照常進行工作,然后經(jīng)過定時檢查,到了預定時間就可以取得工作成果。這樣就大大縮短了航天員在太空中停留的時間。當空間站發(fā)生故障時,還可以在太空中維修、換件,以延長航天器的壽命。增加空間站的使用期是可以減少航天費用的,因為空間站能長期(數(shù)個月或數(shù)年)地飛行,因此保證了太空科研工作的連續(xù)性和深入性,這對研究的逐步深化和提高科研質量都具有非常重要的作用。一般來說,空間站分為單一式和組合式兩種。單一式空間站可由航天運載器一次性發(fā)射入軌,組合式空間站則需要由航天運載器分批將組件送入軌道,然后在太空組裝而成。
作為在近地軌道運行的航天器,一般對軌道沒有特殊要求。通常,空間站運行在高度為數(shù)百千米的傾斜軌道上,發(fā)射空間站的發(fā)射場不同,其軌道傾角可能會有所不同。前蘇聯(lián)的“和平號”空間站在發(fā)射初期,運行在一條高度為324×352千米、傾角為51.6°的軌道上。目前太空中唯一的空間站──國際空間站運行在近地點379.7千米、遠地點403.8千米,傾角為51.6°的軌道上,繞地一圈用90分鐘。根據(jù)任務的需要,空間站的軌道高度、傾角等可以進行一些調(diào)整。
近年來,我國在空間站建設上也取得了驕人的成績。在第十二屆珠海航展上,我國空間站工程首次對公眾開放。據(jù)了解中國空間站額定乘員3人,乘組輪換時最多可達6人,基本構型包括核心艙、實驗艙I和實驗艙II,每個艙段規(guī)模20噸級。核心艙包括節(jié)點艙、生活控制艙(分為大柱段和小柱段)和資源艙三部分,有3個對接口和2個停泊口。對接口用于載人飛船、貨運飛船及其他飛行器訪問空間站,停泊口用于兩個實驗艙與核心艙組裝形成空間站組合體,另有一個出艙口供航天員出艙活動。核心艙軸向長度16.6米,大柱段直徑4.2米,小柱段直徑2.8米,主要用于空間站的統(tǒng)一控制和管理,以及航天員生活,具備長期自主飛行能力,能夠支持航天員長期駐留,支持開展航天醫(yī)學和空間科學實驗。中國空間站建設工作是我國航天工程的一次飛躍式發(fā)展。它采用轉位機構和機械臂結合,進行艙段轉移、對接,也就是說在航天員和機械臂協(xié)同下,可以完成復雜艙外建造和操作活動。我國自主研究開發(fā)的空間站建造規(guī)模適度,預留了艙段和艙外載荷平臺擴展能力,最大可擴展3個艙段;設計新型平臺裝載大型光學設施,開展巡天和對地觀測,與空間站共軌飛行,必要時可?靠臻g站進行維護和補給,開辟了分布式空間站體系架構的創(chuàng)新模式,同時還規(guī)劃了密封艙內(nèi)的科學實驗柜、艙外暴露實驗平臺等,支持在軌實施空間科學、空間生命科學與生物技術、微重力基礎物理、空間材料科學等眾多領域的科學研究和應用項目。按計劃我國空間站將于2022年左右完成在軌建造,建成后將成為我國長期在軌運行的國家太空實驗室。