國際空間站3D運行演示

國際空間站的建設歷時十多年,您在這裏看到的大多數部件都是通過航天飛機發射到太空中的,實際上這也是航天飛機的主要使命之一——構建空間站。 在這個視頻中,我將重點介紹國際空間站在初期是如何一步步建造起來的。 國際空間站並不是簡單的在太空中無目的地漂浮,它的飛行速度極快,幾乎達到了地球音速的20倍,它可以在短短90分鐘內繞地球飛行一週。 這裏我們看到的是空間站的前端,它總是朝着這個方向行進,現在您看到的是已經完工的空間站,宇航員能夠居住的只有加壓艙部分。 當我提到模塊時,指的是空間站上這些圓柱形的獨立單元,它們內部有呼吸用的空氣,舒適的生活環境,並且能夠保護宇航員不受外部太空真空環境的影響。 每個模塊都配備有一個或多個停泊端口,用於與空間站的其他部分連接,有時這些端口被稱爲對接端口, 但更準確地說,它們是停泊端口,因爲連接模塊或航天器時需要機械臂的協助。 空間站主要由兩大部分組成,俄羅斯軌道部分和美國軌道部分。 俄羅斯軌道部分由俄羅斯提供的模塊構成,而美國軌道部分則由來自美國、歐洲和日本的模塊組成。 您可以看到,這兩側的模塊在外觀上略有不同,在美國這側,模塊之間是通過一種名爲通用靠搏機制的裝置連接的。 這種機制包括主動和被動兩個部分,一旦它們組合在一起,鎖緊裝置會將它們緊密拉合,然後通過16個螺栓牢固地連接。 模塊間的空間稱爲潛停,它會被空氣加壓,這個過程通常需要幾個小時,然後才能打開艙門。 一些設備需要移除,然後在模塊之間建立連接,包括氧氣、電力、數據和水的供應。 一旦完成,會在連接處設置一個白色的保護屏障,這樣宇航員就可以在模塊之間自由移動了。 通用停泊機制主要用於永久性連接的模塊,比如和諧模塊和命運模塊,它們也用於與諸如SpaceX的Cargo Dragon這樣的訪問航天器對接。 而空間站的俄羅斯部分則使用了一種與CBM不兼容的不同對接機制,我們需要一種能夠連接兩種不同機制的方式,這有點像將美國的電源插頭帶到歐洲使用。 由於不兼容,我們需要一個適配器,在空間站上也是如此。 我們需要一個能夠橋接兩種機制的適配器,這就是所謂的加壓配合適配器。 它較大的一側使用CBM,可以連接到空間站的美國部分,而較小的一側則使用APAS,與俄羅斯部分以及航天飛機兼容。 如今在國際空間站上共有三個這樣的適配器,PMA依舊永久固定在連接空間站美俄兩側的位置。 PMA-2和PMA-3這兩個加壓配合適配器被專門用作航天飛機的對接端口。 這些適配器的較小端使用APAS對接系統,正是航天飛機對接國際空間站的關鍵。 現在,這兩個PMA的末端都裝配了另一種類型的適配器,以便能讓更現代的航天器也能與空間站進行對接。 現在,讓我們簡要了解一下這架航天飛機。 航天飛機上的宇航員們大部分時間都在船員艙內度過,有效在荷艙位於後部,這是將空間站模塊運送到太空的地方。 航天飛機的前端裝有軌道對接系統,這是其對接國際空間站的關鍵設備。 宇航員還可以通過這裏的艙口進行太空行走,這裏是一個能夠在太空中移動物體的強大機械臂,它可以通過航天飛機內部的工作站進行控制。 航天飛機的發射地點位於美國佛羅里達州的肯尼迪航天中心,一旦進入太空,有效在荷艙門便會打開,在太空任務期間,這些艙門一直保持開啓狀態。 然後,航天飛機需要花費幾天時間才能追上國際空間站,航天飛機現已退役,但在構建空間站的過程中,它發揮了至關重要的作用。 接下來,我們將看一看其中的一些航天飛機任務,並詳細討論第一個任務。 我想提供一個時間線,讓您對整個過程花費了多長時間有一個直觀的瞭解,在解釋了第一個任務之後,我們會更快地過一遍接下來的三個任務。 我們要討論的第一個任務是1998年12月的STS-88任務。STS代表太空運輸系統,所有的航天飛機任務都以這三個字母開頭,這是首次有航天飛機前往國際空間站的任務。 那時,空間站只有一個模塊,即俄羅斯的曙光號太空艙,它獨自在地球軌道上運行,在最終完成的空間站上,這就是扎利亞所在的位置。 第一次航天飛機任務帶來了統一模塊,它有點像是空間站的中心樞紐,擁有6個停泊端口,用於連接其他模塊。 Unity模塊啓動時已經附帶了PMA-1和PMA-2,這項任務耗時近12天,最初幾天主要用於準備和追趕查利亞。 在任務的第三天,機械臂開始發揮作用,是時候將Unity從有效載荷艙中取出並連接到航天飛機上的軌道對接系統了。 由於在軌道上處於微重力狀態,機械臂可以在太空中移動大型物體,它必須非常緩慢且小心地移動,以免造成損害。 經過數小時的小心操作,這一步驟終於完成,隨後,航天飛機的推進器被啓動,將Unity與查利亞對接。 第四天,航天飛機緩慢接近扎利亞,機械臂抓住了它,並將其移動到PMA-1上方的位置。 接着,航天飛機的推進器再次發動,完成了模塊間的組合。 又過了幾天的準備工作後,宇航員們才能進入空間站。 他們進行了兩次艙外活動,穿着宇航服走出航天飛機,進行了車站外部的電纜連接和天線安裝工作。 加拿大幣在這過程中也被用來協助宇航員的移動。 第八天,宇航員們首次打開艙門,進入了空間站,他們在裏面停留了大約一天,進行檢查併爲下一次任務做準備。 第十天,他們完成了另一次艙外活動,進行安裝工作。 第十一天,航天飛機與國際空間站分離,完成了這次歷史性的任務。 在那時,空間站還沒有固定的工作人員,因爲它的規模相對較小。 空間站的運行主要依靠地球上的任務控制中心進行監控和指導。 隨着時間的推移,我們來到幾年後的空間站。 此時,空間站已經增添了幾個新模塊,其中住着三名專業的工作人員。 我們接下來要討論的是2001年2月執行的STS-98任務,這是建成空間站的關鍵一步。 這次任務成功地將命運號模塊送達空間站。 STS-98任務持續了13天,但宇航員們在空間站的停留時間只有6天。 期間,他們使用機械臂將PMA-3停靠裝置安裝在空間站的底部。 這個過程需要數小時才能完成,並且操作非常謹慎,以確保在移動過程中不會造成任何損害。 第二天,宇航員們首次進入命運號模塊,該模塊主要用於進行空間站上的科學實驗。 隨後,PMA-2停靠裝置被移至命運號的前端。 此次任務還包括三次獨立的太空行走,用於連接和安裝空間站外部的設備。 接下來的任務是爲空間站提供一臺新的機械臂。 與航天飛機上的第一代加拿大臂不同,新機械臂能夠承載更重的負荷,並且能夠在航天飛機任務間隙在空間站上使用。 您可以在空間站上的多個位置看到新機械臂的身影,它可以連接到空間站的任何配有電力數據抓取裝置的部分, 從而提供電力和數據連接,使得它可以從空間站內部或地球上的任務控制中心進行控制。 這些電力數據抓取裝置分佈在空間站外部的多個位置。 發射新機械臂的任務被稱爲STS-100,這是一個爲期12天的任務。 在這次任務中,航天飛機將拉斐爾多功能後勤模塊和新機械臂送達空間站。 新機械臂被小心地通過一個特殊托盤運送並安裝在命運模塊的頂部。 在宇航員的努力和航天飛機機械臂的協助下,新機械臂被成功展開並組裝。 任務的高潮是新機械臂首次自行移動,這被稱爲太空中的第一次機器人握手。 最後,新機械臂將空托盤移交給航天飛機的機械臂,然後將其放回有效再荷倉。 幾天後,航天飛機離開了空間站。值得一提的是,新機械臂對於建設空間站的其餘部分發揮了至關重要的作用。 在這段視頻的最後,我想向您展示的最後一項任務是STS-104。 這是我們所看到的已完成的空間站,以及STS-104任務前的狀態。 這次任務的主要目標是將探索氣閘模塊送到空間站,整個任務持續了近13天。 航天飛機再次成功地停靠在空間站前部的PMA-2,這是他們首次利用新機械臂來協助空間站的建設工作。 Quest氣閘模塊被緩緩移動到Unity模塊的右側,兩名宇航員已經準備就緒,等待協助安裝新模塊。 在Quest模塊成功安裝之後,下一個任務是安裝高壓氣罐。 新機械臂再次被用來移動這些坦克,宇航員們則幫助引導他們就位。 在此之前,宇航員們只能在航天飛機的有效再荷倉內進行太空行走。 但Quest氣閘的出現爲他們提供了另一種選擇,氣閘分爲設備所和船員所兩部分。 當宇航員們穿上宇航服並關閉艙門後,成員艙開始減壓,意味着所有空氣都被抽出。 現在氣閘艙口已經打開,接着是外部的隔熱蓋。宇航員首先看到的就是腳下的地球。 這段視頻總結了四次獨立的航天飛機任務,旨在讓您更好的瞭解建造國際空間站所需的巨大工作量。