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国际空间站常见问题

国际空间站计划汇集了国际机组人员、多个运载火箭、全球分布的发射、操作、培训、工程和开发设施、通信网络以及国际科学研究界。

国际空间站于1998年发射,涉及美国、俄罗斯、加拿大、日本和欧洲航天局的参与国,是有史以来最复杂的国际合作之一。

问:国际空间站由谁运营?

五个伙伴机构(加拿大航天局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、美国国家航空航天局和国家航天公司“Roscosmos”)运营国际空间站,每个伙伴负责管理和控制其提供的硬件。该电台的设计是相互依存的,并依靠整个伙伴关系的贡献来运作。目前,没有一个合作伙伴能够在没有另一个的情况下运作。

空间站的设计并不是要拆卸的,目前空间站各部分之间的相互依赖关系使美国轨道部分和俄罗斯轨道部分无法独立运行。考虑到大量的外部和内部连接、控制航天器姿态和高度的需要以及软件的相互依赖性,分离美国轨道段和俄罗斯轨道段的尝试将面临重大的后勤和安全挑战。

问:国际空间站相互依存的例子有哪些?

示例包括:

俄罗斯为国际空间站提供所有动力,用于空间站的重新定位、姿态控制、碎片规避机动以及俄罗斯段、俄罗斯推进系统和进步号补给货运飞船的最终脱轨操作。

俄罗斯段推进器的推进剂由俄罗斯进步号货运飞船提供。

美国的陀螺仪提供日常姿态控制,以控制空间站的方位。俄罗斯推进器用于动态事件期间的姿态控制,如航天器停靠,并在陀螺仪达到控制极限时提供姿态控制恢复。

美国太阳能电池阵列的电力转移到俄罗斯市场,以增加其电力需求。

美国国家航空航天局的跟踪和数据中继卫星(TDRS)提供了地面和整个空间站之间的通信和数据传输能力,并通过俄罗斯地面站和卫星提供了一些额外的、不太连续的能力。

美国轨道段和俄罗斯轨道段都有生命支持系统,负责从大气中产生氧气和清除二氧化碳。这使得空间站上有更多的机组人员,拥有不同的系统可以提高机组人员的安全水平。

美国国家航空航天局在休斯顿和俄罗斯宇宙航空公司在莫斯科的任务控制中心只指挥和控制各自的部分。

问:国际空间站飞越地球的哪些区域?

国际空间站的轨道倾角为51.6度。这意味着,当它绕轨道运行时,它所能到达的赤道以北和以南最远的地方是北纬51.6度。空间站轨道的解释和视觉效果可在线获取。

在“空间站现场”页面上,您可以输入一个国家或地区,从全球数千个地点观看国际空间站从头顶飞过。

问:宇航员可以乘坐一种类型的航天器飞往国际空间站,然后乘坐另一种航天器返回吗?

宇航员通常乘坐同一类型的航天器(即Crew Dragon或Soyuz)发射和返回。每个宇航员都有定制的硬件,包括发射和进入服或座椅内衬,这些硬件在不同型号的航天器之间是不可互换的。机组人员可以在一个俄罗斯联盟号上发射,然后在另一个联盟号上返回,但将他们转移到太空探索技术公司的“龙”号上返回需要一套在地面上定制的不同发射和进入服。美国国家航空航天局宇航员Mark Vande Hei在联盟号宇宙飞船之间转移了座椅衬垫,这是他创纪录的任务。

问:美国国家航空航天局和俄罗斯宇宙航空公司总是需要宇航员或宇航员在国际空间站吗?

操作空间站需要美国操作段和俄罗斯操作段的机组人员亲自进行物理维护,以确保系统继续运行。美国国家航空航天局和俄罗斯宇宙航空公司的机组人员没有接受过在没有机上协助的情况下操作各自航段的培训。在美国轨道段的故障情况下,只有美国宇航员接受过充分反应的训练,无论是通过空间站内的行动(例如更换部件)还是通过太空行走。俄罗斯宇航员在源自俄罗斯段的故障情况下也是如此。

问:国际空间站的姿态和高度是如何控制的,目前的任何功能都可以更换或升级吗?

国际空间站的所有推进都由俄罗斯部分和俄罗斯货运飞船提供。推进系统用于空间站重新定位、姿态控制、碎片规避机动以及最终的脱轨操作,由俄罗斯分段和进步号货运飞船负责。美国的陀螺仪提供日常的姿态控制或控制站的方位。俄罗斯推进器用于航天器停靠等动态事件期间的姿态控制,并在陀螺仪达到控制极限时提供姿态控制恢复。

诺斯罗普•格鲁曼公司的天鹅座是目前唯一一艘正在测试的美国商业航天器,为未来的重新发射提供有限的能力。这种能力依赖于俄罗斯段在小型再发射期间的姿态控制。它目前没有能力取代空间站的姿态控制功能,也没有能力携带足够的推进剂进行长期持续运行。

姿态控制和推进篮板能力是一个持续的要求,这意味着空间站需要持续稳定的推进航天器供应。对当前推进方案的修改将需要大量的新硬件/软件开发,以及大量的时间和资金来实施。

问:国际空间站的所有合作伙伴计划运营该综合体多久?

21年多来,美国国家航空航天局及其国际合作伙伴一直在国际空间站上保持着持续和富有成效的人类存在。美国部分的寿命延长分析已经完成到2028年,没有任何问题会阻止空间站的进一步延长。美国已承诺将国际空间站的运行时间延长至2030年。美国国家航空航天局的合作伙伴都建议将国际空间站延长至2030年,并通过各自的政府程序等待批准。

问:在国际空间站计划退役后,美国国家航空航天局和俄罗斯宇宙航空公司将如何安全地使其脱轨?

空间站脱轨操作期间的主要目标是按照该机构的国际空间站过渡计划,将空间站的结构安全地重新进入海洋中无人居住的区域。

空间站将利用空间站及其来访航天器的推进能力完成脱轨机动。美国国家航空航天局及其合作伙伴评估了不同数量的俄罗斯进步号航天器,以支持脱轨操作。此外,美国国家航空航天局正在评估美国商业航天器是否可以进行改装,以提供空间站脱轨的能力。


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