【美图集】国际空间站的系统组成及结构美图鉴赏续集1

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. 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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