1. 空間航天器的日常維修如何進行
空間維修是隨著載人航天活動的不斷擴大、發展而出現的一種特殊性質的勤務活動。
空間維修大體上分為兩類:一類是航天員對所乘航天器本身進行維修,包括排除故障、更新技術設備等內容;另一類是對其他航天器,如各種衛星的維修。40多年來的航天實踐證明,空間維修是載人航天飛行中應具備的一種能力,並有著廣泛的前景。
空間維修的作用在於:
第一,保證載人航天任務和計劃的完成。載人航天器的結構和內部設備極其復雜,在實際的航天過程中往往會發生一些意想不到的故障,其中一些故障發生後直接影響飛行任務的完成,甚至危及航天乘員的生命。通過維修可以挽救一些瀕臨失敗的飛行。
第二,可以修復空間的失效衛星。國外有關統計資料顯示,在1958年~1970年間總計發生了1230起衛星技術故障,大約有45%是可以修復的。20世紀80年代中期以來,美國利用太空梭曾修復了若干已失效的衛星。
第三,可以延長航天器的壽命。一般說來,航天器有效載荷的壽命比航天器的結構及生命保障系統的壽命低。就是說,有效載荷工作壽命結束後,航天器的結構及生命保障系統可能還是完好的,有繼續工作的能力。而從另一個角度看,它們的成本費用又占絕大部分,專家們估計在75%左右。如果通過更換有效載荷、補充保持航天器軌道所需燃料和更新技術設備等方式,可以延長航天器的壽命和作用,這在經濟和效益上是很合算的。例如,曾經在空間運行的「和平」號空間站及其各專業科學模艙,不斷得到地面燃料的補充和儀器設備的更新而長期地運行。
前蘇聯和美國的空間維修實踐認為,對軌道高度在五六百千米以下的航天器進行維修,在目前的技術水平下是可行的,但必須具備這樣幾個條件:首先,要有合適的維修基地。俄羅斯的「和平」號空間站以及美國的太空梭是目前可以用的維修基地,除此之外,尚無別的維修基地。載人空間站的機動能力有限,一般只能對本站設備進行維修。如果有遠距離的航天器要維修,必須借軌道間運輸飛船運送維修基地的航天員前去維修。第二,航天器必須是模塊化設計的,擁有恰當的維修空間。第三,在維修過程中,地面測控中心應給予密切的配合,並組織科學家和工程師集體指導空間維修工作的進行。
空間維修勤務活動已經成為空間活動的一個不可或缺的組成部分,不過還剛開始,還有待發展。這里向讀者介紹一個衛星維修實例,讓我們看一看它是怎樣進行的。
1992年5月7日,美國「奮進」號太空梭首航太空,其中有一項任務是要把一顆游盪在空間的國際通信衛星「捉進」太空梭並修好後,再將它試放回軌道。進行程序是這樣的:太空梭將航天員帶到離待修衛星約90米距離的地方,航天員身著航天服步出座艙,啟動空間噴氣背包向衛星飛去。在離衛星約五六米的距離內,航天員用帶有鉤子的杈桿將衛星「逮住」,使衛星停止轉動。這時太空梭靠過來,伸出機械臂將衛星抓到機艙內的支架上進行檢修。也可以由航天員直接將衛星「拽」回機艙。衛星安裝到支架上後,航天員可仔細地進行檢查,更換失效的設備。換好後,由地面測控中心遙控檢查設備的各項性能,檢查合格後,可再由機械手將衛星試放回太空,重新投入工作。
此次「奮進」號太空梭的航天員「逮捕」衛星相當困難,經歷了3次失敗。第一、二次是1992年5月10日下午5時,2名航天員走出機艙,奮斗2個多小時,因衛星滾動而失敗。第三次因機械手接觸衛星時,衛星滾動使回收無法進行。直至13日下午,3名航天員集體出擊,終於用手抓住衛星,並弄回機艙,修理好後再試放回軌道。
2. NASA兩名女宇航員在國際空間站外維修設備,空間站有了損壞嗎
這個問題我們並不知道真相。據美國宇航局(NASA)10月21日發布的公報,正在國際空間站(the International Space Station)執行太空任務的兩名女宇航員克里斯蒂娜·科奇(Christina Koch)和傑西卡·梅爾(Jessica Meir)18日成功地進行了太空行走,維修了空間站外一塊發生故障的電源控制器。
Meir明確表示,她們的這次太空行走則是建立在許多之前已經進行過太空行走的女性的基礎上,「我們不想把功勞攬到自己頭上,因為以前也有很多女宇航員。(只是)這是第一次同時有兩名女性在外面。」在航天史上,只有15名女性進行過太空行走,其中包括Meir和Koch。
3. 「禮炮7」號空間站的修復是如何進行的
當「聯盟T13」號飛船接近「禮炮7」號時,專家們在地面測控中心的顯示屏上看到兩個同軸的太陽能電池帆板相互不平行,大約成70°~90°的交角。這意味著太陽能電池定向系統不能工作,同時也表明電源系統可能降能工作著,也可能已完全不工作。
「聯盟T13」飛船和「禮炮7」號空間站對接之後,證明了這個判斷是對的,電源系統確實不再工作。由於電源系統不能供電,空間站及其設備都已凍結——因為儀器、組合單元和機械不能在0攝氏度以下工作。很顯然,氣體成分支持和控制系統也不能工作。航天員不知道不帶氣體面具是否能夠進入空間站,因為有可能是由火造成損壞而使站內無空氣。在檢查飛船和航天站之間的密封緊貼性時,航天員在「禮炮7」號的對接艙打開了空氣鎖並使對接艙和運輸飛船之間的壓力相等。在他們進入「禮炮7」號空間站的工作艙之前,弗拉基米爾·捷尼貝可夫和維克多·塞維尼克打開壓力均衡閥並取空氣樣品。空間站的氣體成分分析顯示,它沒有含有害雜質和有毒物質。確信這點之後,航天員打開蓋並進入空間站工作艙。艙內溫度在零攝氏度以下。
在對接艙,弗拉基米爾·捷尼貝可夫檢查其中一個插座的電壓,結果是零,最壞的情況已被證實。在工作艙,航天員試圖從控制台送出一些命令,毫無反應。看一眼緩沖電池的電荷指示器,表明主電池的電完全放光了。
發生了什麼事?空間站的技術狀況如何?還可能在裡面工作嗎?這一連串的疑問擺在兩位航天員的面前。除非空氣能凈化,否則在空間站內工作一天之後的二氧化碳濃度會達到危險的程度。空氣再生系統由於沒有電源而不能工作。但是除非乘員立即開始工作,否則他們不會發現故障並把它們排除。他們採用來自地球的建議,安裝了一個臨時通風系統,並接通第一個空氣再生器。
接踵而來的問題是,有可能修好電源系統嗎?開頭,專家相信,如果電池壞了,不可能修好系統,但是尋找一種辦法使空間站重新工作是首要的。
電源系統母線內沒有電流,太陽能電池在光線一面時也是一樣。這表明後者和緩沖電池不連著。因此,必須首先將太陽能電池和電源系統母線連接起來,以便對緩沖器電池再充電,但要做到這一點,必須首先激活遙控開關線圈(自動、非人工)。航天員不可將它連接運輸飛船的電源,因為空間站的電路可能有故障,有可能會因此而毀壞飛船的電源系統,其結果就不可能回地球了。
工作人員最後擬定了一個復雜的、使電源系統恢復正常工作的修理程序。
根據地面測控中心的提議,航天員從電源系統母線上取下化學電池,找出故障電池並從線路中移去。幸運的是,8個電池只有2個是壞的。航天員希望把剩下的電池直接連接太陽能電池,以便對它們進行充電。根據地面的指示,航天員用電纜於1985年6月10日開始對第一節電池充電。運輸飛船的高度控制系統定向空間站,使太陽能電池帆板得到最好的照明,並對化學電池充電。經過了若干小時,第一組已部分充上了電,它連接著電源系統母線。於是航天員接通遙控系統。地面測控中心這時已能評估空間站系統和組合的一般狀況以及溫度,但是空間站還在繼續「取暖」。第一組電池充好後,其餘電池組同時充電。接著航天員終於找到了電源系統停止工作的原因。在正常情況下,緩沖化學電池一旦充好電後,感測器就切斷太陽能電池。但感測器出了毛病,發出一個錯誤的信號,切斷了所有電池,並阻止它們今後再充電。每次空間站圍繞地球飛行時,程序定時器發出連接太陽能電池的指令。但是在關鍵時刻,感測器把它們切斷了,緩沖化學電池的電能馬上耗盡。由於電池不工作,空間站上所有儀器和設備也停止了工作,空間站內溫度也就降到0攝氏度以下。
如果當時有航天員在場,或者和地面無線電聯系不中斷,出了故障的感測器會被更換,或者用無線電信號斷開感測器;地面測控中心曾不僅擔心電源系統,而且也擔心在儀表、組合以及機械中的溫度會接近零攝氏度或甚至低於零攝氏度,因此水會凍結,水供系統會停止運轉。
專家們估計,可能需要若干天甚至一個月的時間來加溫。空間運輸飛船隻有一個有限的給水系統,能維持其乘員8天之用。考慮到「禮炮7」號站上有兩小箱凍水以及一些在緊急時刻航天員可以使用的水,假使航天員把水的消費減到最低限度,水供也只能堅持到1985年6月21日,至多6月23日。
緩沖電池充好電後,弗拉基米爾·捷尼貝可夫和維克多·塞維尼克修復了電子線路。電源系統、太陽能電池、定向系統、熱調節和遙測系統又重新開始工作。接著,開關打在照明位置,溫度上升。到1985年6月16日,水供系統中的冰融化了,所以可以從中取水,危機終於克服。
給空間站加溫必須謹慎進行。由於大氣中已冷卻的蒸汽已經集中和凍結在空間站的牆上,航天員不能打開恆溫控制線路,否則凍在牆上的濕氣會蒸發並凝結在冷的儀器、設備零件和連接器上,引起它們的故障。因此,航天員首先加溫空氣、儀器和其他設備,然後才打開恆溫控制線路。
1985年6月13日,航天員檢查高度控制系統、交會設備和推進系統,除非這些單元能正常地自動工作,才能完成交會、對接。否則以後要來的貨運飛船不能和空間站對接。測試完之後,測控中心發射了一個「進步」號貨運飛船。1985年6月23日黎明,「進步24」號貨運飛船成功地自動對接在「禮炮7」號空間站的第二個對接艙口上。該飛船送去了新的一套緩沖化學電池、供給用水、燃料和為下一步載人飛行需要的重要儀器和設備。在地面工作人員的配合下,航天員又進行了研究工作並完成了實驗計劃。
修復後的「禮炮7」號空間站,又工作了相當一段時間。「和平」號空間站入軌後,通過運輸飛船的太空穿梭飛行,將儀器設備從「禮炮7」號轉運到新一代的「和平」號空間站後,「禮炮7」號航天站就停止使用。
4. 如何維護空間站
空間站及其設備需要經常維護修理,這是很自然的道理。但是,這項工作是在軌道上做,還是把分離出來的單元和組件帶回地球修理好呢?修理工作及單元和組件的更換,在太空進行確實是更困難些,盡管如此,空間站的設計師們還是規定維護、修理以及設備的置換必須在飛行中進行。若將有故障設備由專門派出的宇宙飛船運回地球,修理後再派船送回太空,費用實在太高,無法接受。
前蘇聯和美國的載人航天飛行經驗表明,在空間,航天員有能力糾正設備中的各種類型故障。他們會及時採取正確措施,在危急狀態下修好有故障系統。這種情況在前蘇聯的「禮炮」號、「和平」號空間站以及美國的「天空實驗室」中都發生過。
例如,弗拉基米爾·廖科夫與萬利弗·路敏曾設法將足有3層樓房大小的無線電望遠鏡天線從「禮炮6」號空間站分開,但是被卡住了。要做這項工作,必須到開放空間去。由於他們的出色工作,問題最後解決了。又如當「天空實驗室」進入地球軌道後,它的熱防護層被扯掉,要進行修理。由於美國航天員訓練有素,在地面上曾受過模擬修理訓練,因此他們在軌道上成功地執行了修理任務。又如1984年,在「禮炮7」號空間站逗留過237天的列沃尼特·砍什和弗拉基米爾·索洛伏夫對推進系統進行過復雜的修理工作。如氧化劑開始泄漏時,感測器不能指示泄漏點。要尋找出泄漏點並進行密封非常困難。這里必須把故障區劃分為小區,從瓶中取氮,為做這些工作,航天員不得不5次進入開放宇宙空間才終於修好。這種工作以前在航天飛船上從未做過,而且只能在軌道上進行。「和平」號空間站量子2號艙的艙口蓋緊固部件損壞了,曾多次修理都未修理好。1991年1月7日至26日,航天員阿法納西耶夫和馬勒羅夫不得不再次修理,他們先後三次來到開放空間,用專門工具拆下損壞的艙口蓋緊固件,換上了由「聯盟TM」送來的新部件,才算修理好。在開放空間,航天員停留時間有限,修理操作在高速飛行中進行,再加上穿著航天服,修理不如地面方便。但總的說來,日常維護應在飛行中做,有的也只能在飛行中做;但也不能絕對排斥例外情況,當有必要檢修某些重要部件或設備的唯一零件時,可能需要運輸飛船或太空梭把它運回地球,在工廠修理後重返地球軌道。
5. 國際空間站的投入巨大,為什麼不可以通過維護修補來繼續工作
因為維護維修需要的成本是比較大的,和所有的物品一樣,空間站的使用存在損耗,不提微小隕石碰撞等不可修復的損壞本質上說太空站為什麼沒有永久壽命就如同車輛一定年限和里程後要報廢一樣,只要物理層面上分子一直存在活動 物質本身就不可能恆久不變。
國際空間站總體設計採用桁架掛艙式結構,即以桁架為基本結構,增壓艙和其它各種服務設施掛靠在桁架上,形成桁架掛艙式空間站。其總體布局如圖所示。大體上看,國際空間站可視為由兩大部分立體交叉組合而成:一部分是以俄羅斯的多功能艙為基礎,通過對接艙段及節點艙,與俄羅斯服務艙、實驗艙、生命保障艙、美國實驗艙、日本實驗艙、歐空局的「哥倫布」軌道設施等對接,形成空間站的核心部分;另一部分是在美國的桁架結構上,裝有加拿大的遙操作機械臂服務系統和空間站艙外設備,在桁架的兩端安裝四對大型太陽能電池帆板。這兩大部分垂直交叉構成「龍骨架」,不僅加強了空間站的剛度,而且有利於各分系統和科學實驗設備、儀器工作性能的正常發揮,有利於航天員出艙裝配與維修等。
6. 空間站的日常維護如何進行
空間站及其設備需要經常維護修理,這是很自然的道理。但是,這項工作是在軌道上做,還是把分離出來的單元和組件帶回地球修理好呢?修理工作及單元和組件的更換,在太空進行確實是更困難些,盡管如此,航天站的設計師們還是規定維護、修理以及設備的置換必須在飛行中進行。若將有故障設備由專門派出的宇宙飛船運回地球,修理後再派船送回太空,費用實在太高,無法接受。
前蘇聯和美國的載人航天飛行經驗表明,在空間,宇航員有能力糾正設備中的各種類型故障。他們會及時採取正確措施,在危急狀態下修好有故障系統。這種情況在前蘇聯的「禮炮」號、「和平」號航天站以及美國的「天空實驗室」中都發生過。
例如,弗拉基米爾·廖科夫與萬利弗·路敏曾設法將足有三層樓房大小的無線電望遠鏡天線從「禮炮6」號航天站分開,但是被卡住了。要做這項工作,必須到開放空間去,由於他們的出色工作,問題最後解決了。又如當「天空實驗室」進入地球軌道後,它的熱防護層被扯掉,要進行修理。由於美國宇航員訓練有素,在地面上曾受過模擬修理訓練,因此他們在軌道上成功地執行了修理任務。1984年,在「禮炮7」號航天站逗留過237天的列沃尼特·坎什和弗拉基米爾·索洛伏夫對推進系統進行過復雜的修理工作。如氧化劑開始泄漏時,感測器不能指示泄漏點。要尋找出泄漏點並進行密封非常困難,必須把故障區劃分為小區,從瓶中取氮。為做這些工作,宇航員不得不5次進入開放宇宙空間才終於修好。這種工作以前在航天飛船上從未做過,而且只能在軌道上進行。「和平」號航天站「量子2」號艙的艙口蓋緊固部件損壞了,曾多次修理都未修好。1991年1月7日~26日,宇航員阿法納西耶夫和馬勒羅夫不得不再次修理,他們先後三次來到開放空間,用專門工具拆下損壞的艙口蓋緊固件,換上了由「聯盟TM」送來的新部件,才算修理好。在開放空間,宇航員停留時間有限,修理操作在高速飛行中進行,再加上穿著宇航服,修理不如地面方便。但總的說來,日常維護應在飛行中做,有的也只能在飛行中做;但也不能絕對排斥例外情況,當有必要檢修某些重要部件或設備的唯一零件時,可能需要運輸飛船或太空梭把它運回地球,在工廠修理後重返地球軌道。
7. 國際空間站是如何工作的宇航員在空間站上是怎麼生活的
想像一下你早上醒來,從你的窗戶向外看,看到地球的廣闊藍色地平線和太空的黑暗,我們的世界在你的腳下延伸。當你每90分鍾繞地球一圈時,山脈、湖泊和海洋就會以一種快速變化的美麗景色流過。這聽起來像是科幻小說里不真實的東西,但是對國際空間站的工作人員來說,這是一個現實。
國際空間站的宇航員不僅需要知道他們的確切位置,還需要確定其他物體的位置,並弄清楚如何從A點到達B點,尤其是在重新起飛的時候。為了辨別它的速度和位置,國際空間站使用俄羅斯和美國的全球定位系統。此外,還有多個陀螺儀,幫助空間站保持其所需的方向。此外,國際空間站監測各種恆星、衛星和地面站的位置並以此導航。
8. 如何維修載人航天器
宇宙飛船、航天站、航天飛行器及其設備需要經常維護修理,這是很自然的道理。但是,這項工作是在軌道上做呢?還是把分離出來的單元和組件帶回地球修理好呢?修理工作及單元和組件的更換,在太空進行確實是更困難些,盡管如此,航天站和飛船的設計師們還是規定維護、修理以及設備的置換必須在飛行中進行。若將有故障設備由專門派出的宇宙飛船運回地球,修理後再派船送回太空,費用實在太高,不太可取。
前蘇聯和美國的載人航天飛行經驗表明,在空間,航天員有能力糾正設備中的各種類型故障。他們會及時採取正確措施,在危急狀態下修好有故障系統。這種情況在前蘇聯的「禮炮」號、「和平」號航天站以及美國的「天空實驗室」中都發生過。
例如,弗拉基米爾·廖科夫與萬利弗·路敏曾設法將足有三層樓房大小的無線電望遠鏡天線從「禮炮6」號航天站分開,但是被卡住了。要做這項工作,必須到開放空間去,由於他們的出色工作,問題最後解決了。又如當「天空實驗室」進入地球軌道後,它的熱防護層被扯掉,要進行修理。由於美國航天員訓練有素,在地面上曾受過模擬修理訓練,因此他們在軌道上成功地執行了修理任務。又如1984年,在「禮炮7」號航天站逗留過237天的列沃尼特·砍什和弗拉基米爾·索洛伏夫對推進系統進行過復雜的修理工作:當氧化劑開始泄漏時,感測器不能指示泄漏點。要尋找出泄漏點並進行密封,非常困難。這時必須把故障區劃分為小區,從瓶中取氮,為做這些工作,航天員不得不5次進入開放宇宙空間,才終於修好。這種工作以前在航天飛船上從未做過,而且只能在軌道上進行。「和平」號航天站「量子2」號艙的艙口蓋緊固部件損壞了,曾多次修理都未修理好。1991年1月7~26日,航天員阿法納西耶夫和馬勒羅夫不得不再次修理,他們先後3次來到開放空間,用專門工具拆下損壞的艙口,蓋好緊固件,換上了由「聯盟TM」送來的新部件,才算修理好。在開放空間,航天員停留時間有限,修理操作在高速飛行中進行,再加上穿著航天服,修理不如在地面方便。但總的說來,日常維護應在飛行中做,有的也只能在飛行中做;但也不能絕對排除例外情況,當有必要檢修某些重要部件或設備的唯一零件時,可能需要運輸飛船或太空梭把它運回地球,在工廠修理後再重返地球軌道。
9. 我想知道「關於空間站工作人員長期居住在太空的一些問題」。
空間站是獨立存在於宇宙空間的設施,可載人進行長時期宇宙飛行。
空間站的主要任務是研究人對空間環境的適應能力,其次是控測天體、觀察地球、試制新材料和進行生物學試驗等。
由於空間站是一種載人的、長時期在宇宙空間運行的飛行器,空間站上必須具有維持人長期正常生活和工作的環境、保障人進行各種工作的儀器設備、為人和設備服務和各種裝備。空間站是個多艙的組合體,根據使用情況大致分為生活艙、工作艙、服務艙和對接艙。生活艙是宇航員吃飯、睡覺、個人衛生和娛樂活動的地方,能提供正常的生活環境。工作艙是宇航員進行各種科學技術研究和實際應用研究的場所,裝有進行科學研究所需要的儀器設備,有時也稱工作艙或者儀器設備艙。服務艙主要用來承裝動力和能源系統,如發動機、高壓氣瓶和電源等。初期的空間站主要靠太陽電池帆板供電,將來的大型空間站可以靠裝備原子能發電站供電。對接艙與空間站的停靠碼頭,宇宙飛船和太空梭等空間飛行器通過對接艙與空間站實現停靠,以便進行人員輪換,物資供應和廢物處理等。
空間站一般比人造衛星和宇宙飛船大得多,乘員也多,可為宇航員和專家提供較充裕的活動場所。由於空間站創造了人能長期生活的環境,對乘員要求不十分嚴格,可根據需要選派各種專家去空間站長期工作。用太空梭完成空間站的後勤運輸任務,大大降低空間飛行的費用,可經常進行人員更換和物資供應。
已發射的空間站都是小型的試驗性近地軌道空間站,不具備很多人長期工作和生活環境條件。未來的空間站可用太空梭運來組合件,在空間裝配成大型空間建築物"太空城",內有與地面相當的人造重力、大氣條件,建有工廠、農場、科研單位及生活設施,可供近萬人在空間站內長期生活和工作。
10. 求一部電影名字 講的好像是一個宇航員檢修空間站還是衛星什麼的,發現上面有蘇聯冷戰放的核彈,最後他駕
地心引力,望採納,可追問
在美國太空站,一個男宇航員麥特·科沃斯基和女同事內瑞安·斯通出艙修容復望遠鏡時,一枚導彈擊中俄羅斯的衛星,連鎖產生的碎片疾馳在同步軌道上,與太空梭發生了猛烈撞擊,除了出艙的兩人,其他航天員全部喪命。之後,漂浮在外、毫無憑借力的兩名航天員想方設法地回到地球,他們遭遇了重重險情,麥特為了瑞安自我犧牲,讓瑞安登上了已經空無一人的的國際空間站,並憑此再借力靠近中國的天宮空間站,期間的各種故障讓瑞安近乎絕望,但憑借著瀕死前看到麥特的幻象,她振作起來,找到方法登上了中國天宮空間站,並最終駕駛神舟飛船返回地球。