这是50多年前苏联建造的第一座空间站。为了让空间站停留在地球轨道上,工程师给它安装了一个火箭推进器。然而一次引擎的启动却意外将空间站推向了太空深处。于是工程师对早期火箭背包上的小型推进器进行了改装,并将其安装在了空间站上。而推进器的改进成功让空间站回到了预定轨道,并围绕地球运行了23天。
美国不甘示弱,两年后建立了他们自己的太空实验室。为了实现空间站与地面的通信,他们采用了无线电波设备。然而无线电只能直线传播,而空间站则是围绕地球快速移动。因此只有等空间站飞到接收器上方时才能实现通信,且每次通信的时间仅有短短6分钟,根本来不及传输信号。
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所以想要实现持续通信就必须增加无线电基站的数量。这不仅需要在全球不同国家建立基站,还需要在海面上部署装有接收器的轮船。这个计划不但工程量巨大,也很难获得其他国家同意。
为了解决这个问题,工程师设计出一种可以安装在飞机上的无线电接收器。当空间站经过飞机上空时,技术员会调整接收器的角度与空间站建立无线电信号连接,直到空间站脱离飞机的航行范围再由另一架飞机接替。这样只需八架飞机不停地环绕地球飞行,就能让空间站和地面保持不间断联系。
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尽管这种方案有效,但却要求飞行员必须具备高超的飞行技巧,不然很难跟上空间站。因此这种方法很快被淘汰。而随着航天技术的进步,工程师将9枚卫星送入太空,它们距离地球轨道数千公里。当空间站需要发射信号时,距离它最近的卫星就会接收信号,并将信号传输回地面的控制中心,这样持续通信的问题就解决了。
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后来美国计划建造一座更大的空间站,但这需要和其他国家合作。可不同国家的太空舱在设计上存在差异,例如俄罗斯的太空舱内部气压与地球相同,而美国的太空舱则采用低压纯氧环境。如果这两种太空舱完成对接,可能会对舱内的宇航员造成伤害。因此空间站的安全对接成了另一个难题。
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于是工程师在对接舱前增加了一个减压舱,宇航员只需等到内部压力相同时就可以安全开启舱门了。在之后的空间站扩展过程中,宇航员需要进行舱外作业,但早期的宇航服里布满了恒温器,且氧气和电力需要通过一根长管道连接到空间站,这些管道就像脐带一样限制了宇航员的活动范围。
为了解决这一问题,工程师给宇航服增加了活动式背包系统,宇航员可以将氧气、电池、冷却液、加热液都放入背包中。同时工程师还在宇航服的胸口处安装了一个控制面板,这样宇航员就能够通过手臂上的镜子查看数据并进行操作。
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但尽管有了更加灵活的宇航服,组装一个数十吨的太空舱依然是一项艰难的挑战。于是工程师又设计出一种独特的机械臂,它能够固定在空间站的接口处,协助宇航员完成施工作业。
等到空间站基本组装完成,电力供应又成了新的难题。为了确保太阳能板一直面向太阳,工程师给空间站安装了一种特殊的陀螺仪,它的原理和这个转动的车轮类似,当它转动时就会朝着一个方向移动。如果拿着它站在转盘上,转盘会被带动。
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空间站的陀螺仪正是利用了这一原理,只要调转陀螺仪的方向就能调整空间站的方位,从而让太阳能板始终面向太阳。
然而电力问题解决了,空间站的供氧又成了下一个难题。于是工程师又设计出一个维生系统,它能够通过电力将水分解成氧气和氢气,并通过管道输送至空间站内部。此外这个系统还能从宇航员的汗水和尿液中提取氧气,确保了氧气供应的持续性。
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除了完善空间站的基本设施,安全问题也不容忽视。由于空间站体积庞大,所以很容易被太空垃圾击中。虽然一些较大的垃圾能被雷达捕捉,但那些连肉眼都看不见的小垃圾却难以防范,它们的速度足以穿透空间站外壳,对内部结构造成损害。于是工程师使用了制作防弹背心的材料来加固空间站的外壳,以避免空间站遭到破坏。
至此一座完美的空间站就打造完成了。
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