□ 邸乃庸

圖解世界載人航天發(fā)展史（十七）

□ 邸乃庸

短期載人空間實(shí)驗(yàn)室

航天飛機(jī)太空實(shí)驗(yàn)室

短期運(yùn)行的太空實(shí)驗(yàn)室，均是依附在航天飛機(jī)軌道器貨艙中，借助于軌道器的飛行條件、生活條件、能源條件等實(shí)現(xiàn)其太空實(shí)驗(yàn)功能的航天器。圖為歐洲研制的太空實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室前邊是與軌道器氣閘艙和軌道器中艙相通的直徑1米的通道，實(shí)驗(yàn)室后邊安裝的是暴露于太空的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

歐洲太空實(shí)驗(yàn)室呈圓柱形，長(zhǎng)度為6.9米和4.2米兩種，依據(jù)任務(wù)需要進(jìn)行選配。實(shí)驗(yàn)室分核心段和實(shí)驗(yàn)段兩部分，核心段安裝有全部操作儀器和探測(cè)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)段安裝研究和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室最多可容納4名航天員，所有航天員的生活均在軌道器內(nèi)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室所用約7千瓦電能由軌道器提供。

在歐洲實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行大氣物理、氣象研究、海洋物理、材料加工、太空工藝、基礎(chǔ)物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、太空物理、對(duì)地觀測(cè)（實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)舷窗）、太陽(yáng)觀測(cè)、宇宙輻射等領(lǐng)域的近一百項(xiàng)科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)與觀測(cè)項(xiàng)目。左圖為航天員在進(jìn)行生命科學(xué)試驗(yàn)；右圖為暴露于太空的試驗(yàn)設(shè)備。

美國(guó)的空間實(shí)驗(yàn)室與歐洲的很相似，只是圓柱體的上方是平面，其前邊也是通往軌道器中艙的通道。實(shí)驗(yàn)艙外側(cè)有隔熱層，防止艙內(nèi)外的熱交換。該實(shí)驗(yàn)室單艙重4.8噸、長(zhǎng)2.8米、直徑4.1米，有效載荷能力1360千克，根據(jù)需要，軌道器一次可以攜帶一個(gè)或兩個(gè)艙段。

美國(guó)太空實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的氣體環(huán)境與地面一樣，壓力為101.3千帕，成分為79%氧，21%氮，溫度18℃～27℃，相對(duì)濕度40%～60%。實(shí)驗(yàn)室自身攜帶氮?dú)?，氧氣由軌道器供?yīng)。實(shí)驗(yàn)室具有清除二氧化碳、臭味和雜質(zhì)及冷卻等功能。在美國(guó)太空實(shí)驗(yàn)室飛行中，進(jìn)行了很多類型及項(xiàng)目的科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

美國(guó)太空實(shí)驗(yàn)室一共進(jìn)行了18次太空飛行，在運(yùn)行過程中，利用失重環(huán)境特別著重進(jìn)行了大量生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得了重要科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)成果。左圖為航天員準(zhǔn)備進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，用來檢測(cè)人的前庭系統(tǒng)在失重環(huán)境中的功能；右圖為航天員下半身處于負(fù)壓裝置內(nèi)，佩戴了呼吸器和許多傳感器，進(jìn)行下半身負(fù)壓試驗(yàn)。

短期載人空間實(shí)驗(yàn)室

中國(guó)天宮號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室

我國(guó)在載人飛船取得成功后，在建立空間站之前，發(fā)射兩次天宮號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室。我國(guó)建立空間實(shí)驗(yàn)室的目的與美國(guó)和歐洲的空間實(shí)驗(yàn)室有所不同，美國(guó)和歐洲的空間實(shí)驗(yàn)室主要是利用太空失重環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，而我國(guó)的空間實(shí)驗(yàn)室主要是進(jìn)行空間站所需要的關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。圖為珠海航展上展出的天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室模型。

天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)重要任務(wù)，就是作為“目標(biāo)飛行器”，進(jìn)行兩個(gè)航天器的太空交會(huì)對(duì)接飛行試驗(yàn)。神舟八號(hào)、九號(hào)、十號(hào)飛船，成功地與天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了自動(dòng)對(duì)接和人工控制對(duì)接，通過這種飛行試驗(yàn)，完全掌握了太空交會(huì)對(duì)接技術(shù)。圖為神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接示意圖。

天宮號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)10.4米、最大直徑3.35米、質(zhì)量8.5噸，由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩個(gè)艙段構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)艙分密封艙段和非密封艙段兩部分，密封艙段提供的活動(dòng)空間約15立方米，可以滿足3名航天員的工作與生活需要。資源艙為非密封艙段，主要有太陽(yáng)電池陣電源系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室姿態(tài)控制系統(tǒng)等保障設(shè)備。

天宮號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行在約340千米高度軌道，為短期有人、長(zhǎng)期無人的實(shí)驗(yàn)室，共有3批8名航天員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作、生活，比較長(zhǎng)的時(shí)間體驗(yàn)太空失重環(huán)境的影響，為空間站積累經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行再生生命保障技術(shù)試驗(yàn)，貨運(yùn)飛船推進(jìn)劑供應(yīng)試驗(yàn)等空間站所需關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。

天宮號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)置有航天員身體鍛煉的設(shè)備，用以減少航天員骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮現(xiàn)象。有測(cè)量航天員身體質(zhì)量的設(shè)備，隨時(shí)檢測(cè)航天員的身體狀態(tài)，為保證航天員身體健康積累經(jīng)驗(yàn)。圖為航天員劉洋使用功率自行車進(jìn)行身體鍛煉。

在天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行期間，航天員還進(jìn)行了精彩的太空授課活動(dòng)，受到了全國(guó)8萬(wàn)多所學(xué)校多達(dá)6000多萬(wàn)師生和廣大普通民眾的熱烈歡迎。左圖為航天員王亞平在展示旋轉(zhuǎn)陀螺的定軸性；右圖為師生們通過電視直播觀看太空授課。