美国太空站,美国还有太空站吗(分家后美国舱将坠毁?俄威胁拆分国际空间站:到底谁能活下来?)

文章 2周前 nav123
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美国太空站,美国还有太空站吗(分家后美国舱将坠毁?俄威胁拆分国际空间站:到底谁能活下来?)

美国太空站:美国还有太空站吗

美国没有太空站。根据查询相关公开信息显示,美国没有独立的太空空间站,由美国国家航空航天局与俄罗斯联邦航天局,欧洲航天局,日本宇宙航空研究开发机构,加拿大空间局共同运营了国际空间站,是世界上在轨道运行的两个空间站之一,也是最大,设施最完备的空间站。

分家后美国舱将坠毁?俄威胁拆分国际空间站:到底谁能活下来?

拆分国际空间站:分家后美国舱将坠毁?

运行在地球上方400千米轨道上的国际空间站是由16个国家一起建造的,其成员国包括美国、俄罗斯、加拿大、日本以及欧洲空间局以及希腊卢森堡。

从1998年11月20日,俄罗斯"质子-K"号火箭把第一个舱段"曙光"号送入轨道开始,到2012年俄罗斯"黎明"号小型实验舱被“阿特兰蒂斯”号航天飞机运送至国际空间站安装完成,历时14年正式建成!

国际空间站的费用原计划预算为500亿美元,其中包括美国的研制费用276亿美元,欧洲航天局36亿美元,日本35亿美元,俄罗斯30亿美元,加拿大10亿,另外还有轨道组装费用110亿美元!不过从1998年建设到2018年为止,加上运营总共已经消耗了1600亿美元!

国际空间站主桁架长度达到了88米,含4个太阳电池阵总宽为110米,总质量达到了440吨,主要有6个实验舱以及2个结点舱和服务系统及运输系统组成!

所以它现在是人类在太空最庞大的资产,关于国际空间站寿命到期的传闻一直存在,不过日前NASA已经明确表示将延寿至2031年,届时将可控坠毁于南太平洋的尼莫点。

美俄分家,到底谁能活下去?

国际空间站本来就是一个国际合作分工建设的空间站,各国分配建设的都是一些功能舱段,所以分家后到底谁能活下去,那么首先得来看看到底哪些国家造了哪些舱段呢?

国际空间站的主要建设者就是美国,上图蓝色的部分就是美国建设的舱段,俄罗斯为红色舱段,排名第二,日本第三,欧空局第四,加拿大就造了个机械臂。

拆分后红色部分和蓝色部分相差实在是太过悬殊,因此从表面上来看,这美国舱段的资源是最多了,想必是美国舱段还可以活下去,而俄罗斯舱段则只有三四个舱段,分开后必定时日无多啊,真是这样吗?

答案可能是只有俄罗斯舱段能活下来

为什么会这样?其实答案很简单,因为国际空间站的动力舱在俄罗斯的星辰号服务舱上!这里必须来解决一个疑问,第一问题是太空已经没有阻力,为什么还需要发动机?

这个问题挺有趣,因为空间站所在的轨道仍然有比较高密度的稀薄大气分子,它会对空间站形成阻力,会持续让空间站掉落高度,比如国际空间站掉高度的速度为2千米/月,因此每隔一段时间就得让空间站发动机开一会,将其加速调整到更高轨道,然后继续下一个循环。

那么问题又来了,为什么不高一点呢?因为高了会有两个问题,更高的位置有一个范艾伦辐射带,带内充满了高能粒子,不适合载人航天器长时间在这个轨道运行;另一个问题是高了,每次运送补给到空间站的成本实在是太高,根本就难以为继,因此当年美苏不约而同的选择了400千米高度左右轨道,为的就是建造、补给与维护的成本考量而妥协的高度。

因此每隔一段时间星辰号服务舱上的两个发动机就得开开,否则这空间站要不了多久就要坠入大气层烧毁了!

这要是没了俄罗斯的舱段,国际空间站还真每个月掉下2千米,这还是空间天气比较正常的时候,要是遭遇太阳风暴,高层大气分子遭遇高能粒子轰击受热大幅碰撞的话这国际空间站掉高度就更狠了,要不了一年半载国际空间站高度就会掉到救不回来。

美国人真没办法了?

其实也不是,这不反正要给国际空间站送补给么,可以请SpaceX的龙飞船出马,每次上去的时用飞船的发动机对接到原来俄罗斯舱段的位置,发动机开开,将空间站顶的高一点,多维持一段时间即可,不过这只是权宜之计,毕竟除了俄罗斯舱段以外没有其他舱段有发动机和燃料舱设计:

曙光舱段上有16个容积为400升的长罐和330升的短罐(各8个),一共能储存5.76吨燃料,星辰号则是由2个400升的燃料罐,只能存储860千克燃料。

这就是国际空间站上的所有燃料,这些燃料都在俄罗斯舱段上,未来要长久保持国际空间站运行的话必须制造一个动力舱段维持国际空间站的高度,每次都用飞船剩余燃料发挥余热,计划提轨是没问题的,但躲避太空垃圾,应对太阳风暴显然存在很大的不确定性。

那么俄罗斯舱段真能活下去?

活着显然是没问题的,俄罗斯舱段有独立的电力供应,也有维生设施,当初最早发射的就是曙光舱段,本来就有独立运营的能力,只是有些老旧了,凑合着还是能用用的。

不过实验设施就比较不足了,毕竟这个老舱段也是发挥余热了,不过各位也是不必担心,现在的国际空间站除了其剩余价值外,仅有的也只是象征意义而已,所以分家这种事情,主要是能恶心美国人,还是挺好玩的。

俄罗斯舱段能和中国对接?

俄罗斯舱段是可以独立运行的,但有抱团取暖的机会显然要好过单打独斗,那么问题来了,俄罗斯舱段能和中国空间站对接吗?

早期美苏的飞船与空间站对接系统是有公母的,并且两者没有统一还无法对接,后来美苏太空合作以后出现了一个APAS-75的标准,最初计划用于美国飞往礼炮号空间站的对接,尽管美苏还是有些不一样,不过已经可以对接起来执行任务了。

后来苏联在这个基础上发展出了APAS-89和APAS-95,现在的国际空间站俄罗斯舱段也能看到这个接口标准,除了俄罗斯的标准外还有美国一直在推行的IDA(国际对接适配器),用于将APAS-95转换为NASA 对接系统(NDS),位于国际空间站(ISS) 的两个开放式加压对接适配器(PMA)上。

国际空间站对接位置以及标准接口

2010年后国际空间站多边协调委员会(NASARoscosmosJAXAESA加拿大航天局)一直在推行IDSS标准,这是国际对接系统标准,旨在实现航天器接口统一化。

IDSS的对接结构是雌雄同体的,并且使用了低冲击技术,允许对接和靠泊。另外它还支持自主和有人驾驶的对接,还有有用于应急脱离的爆炸脱离技术。一旦配对IDSS 接口可以传输电力、数据、命令、空气、通信,并且在未来的实施中还将实现传输水、燃料、氧化剂和压力剂等,其乘员通过直径最大为0.8吗,这个系统包括软捕获和硬连接两个结构。

IDA-1 with thermal insulation

有资料显示我国下一代飞船的对接系统与IDSS结构似乎是兼容的,但只有图片没有结构资料,无法100%确认,但在天宫空间站中似乎是APAS-95类似或者变体结构,至少种花家无法确认两者是否可以兼容,因此无法判断两者是否可以对接。

中国下一代载人飞船原型对接系统。 (图片来源:SAST CASC).webp

假设可以对接的话,两者可以操作吗?

从理论上来看并无不可,只是这个结构对接上来之后重心位置变化是比较大的,姿态调整与轨道调整需要重新设置参数,另外两者的电力与通信等应该无法兼容,最大的可能只是联通在一起作为一个整体存在,而且除了科学舱以外,俄罗斯其它舱段已经比较老旧,对于空间站的功能扩展意义上并不是特别大。

以上是种花家的判断,各位有意见不妨留言探讨。

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