【航空系统工程】空间站的基本构造

载人飞船、航天飞机在轨运行时间一般较短，通常仅1～2个星期。对于需要在空间做长时间逗留的工作任务，则需要载人空间站来完成。空间站的用途主要有以下几个方面。

① 对地观测：通过长焦距可见光相机、微波雷达等探测设备可以对大气、地面、海洋和地下进行资源调查、污染检测、灾害预测等工作。

② 科学研究：在微重力和空间辐射条件下进行生命科学和生物科学研究。空间条件与地面有很大差别，在微重力和辐射条件下动植物的生长出现许多变化，在空间实验室培育的种子可以大幅度提高产量。失重条件下人的新陈代谢发生变化，对空间人体科学和空间医学的研究为今后人类宇宙空间长期生活提供依据。

③ 微重力材料加工及药品制造：在地面重力的作用下，流体中密度不同的成分会产生沉淀和对流，阻碍了精确的分离和充分的混合，晶体的结晶会产生缺陷。在空间失重条件下，可以大大提高电泳法制造生物药品的效率和纯度，可生产出组织和成分非常均匀的合金和复合材料。液态金属在失重条件下的表面张力能使金属自然形成圆球，制造出理想的球形滚珠。在空间冶炼金属不必使用容器，用很微弱的静电力或电磁力即可左右它的位置。冶炼材料可以加热到极高的温度，而不受容器的耐热能力限制。对于高熔点金属，由于冶炼材料不与任何容器接触，可以做到一尘不染，具有极高的纯度。

④ 天文观测：与地面天文台相比，空间站不受大气的影响，能够观测到非常清晰的图像，精确测定天体的运动和方位。太阳的辐射、离子流、太阳风等对地球环境、通信等有很大影响，因此，在空间站上对太阳的研究具有十分重要的意义。

⑤ 在轨服务基地：空间站可以作为维修生产基地，为各种航天器提供更换仪器设备、加注推进剂、定期维修，建造空间工厂和大型空间设施等服务。实际上目前的大型空间站也是分别发射，在空间组合建造的。

空间站可以作为其他小型航天器的停泊和起飞基地，比起从地面发射可以节省许多能量，也没有空气动力载荷，可大大减小航天器的结构质量。

空间站一般由若干个功能舱组成，各功能舱分别发射升空之后，再在空间组装。其基本组成包括核心舱、科学实验舱、对接过渡舱、太阳能电池阵、姿态控制系统及通信系统等。

 

“和平”号空间站，核心舱是航天员在太空工作和生活的主要场所，设有环境控制、生命保障系统、供配电系统、数据管理系统、通信系统、飞行控制系统等多个系统，在居住场所还设置有航天员卧室、厕所、卫生设施、厨房、桌椅和运动设施等；科学实验舱包括量子1号舱、量子2号舱、晶体号舱、光谱舱和自然舱共5个舱室，主要功能是开展微重力科学、材料科学、生命科学和空间科学等各种科学研究与应用实验；对接过渡舱结构外形是球体加圆台体，通常有多个对接口，装有连接可靠的对接机构，可以与科学实验舱、载人飞船和货运飞船及其他航天器进行对接，空间站还可以通过过渡舱进行改建和扩建，扩大建设规模。