什么是空間站

空間站的構(gòu)想是人類實(shí)現(xiàn)太空探索夢(mèng)想的重要一步，它不僅僅是一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更是人類在太空中生活和工作的家園。19世紀(jì)末，一些科學(xué)家、工程師和思想家開始提出空間站的構(gòu)想。

康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基是蘇聯(lián)科學(xué)家和工程師，被譽(yù)為現(xiàn)代宇宙航行學(xué)的奠基人。他的工作和思想對(duì)后來的航天技術(shù)和理論發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基不僅在火箭科學(xué)方面作出了重要貢獻(xiàn)，而且在空間站的概念和設(shè)計(jì)方面也提出了許多前瞻性的想法。

在1883年出版的《自由太空》一書中，康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基首次提出了在地球軌道上建立宇航員的永久棲息地的想法。這一設(shè)想在當(dāng)時(shí)是非常超前的，因?yàn)樗婕霸S多復(fù)雜的技術(shù)問題，包括如何在軌道上維持生命、如何供應(yīng)食物和氧氣、如何處理廢物等。1894年，他又提出了建立一座繞地球運(yùn)行的“太空小屋”，可以用來進(jìn)行天文觀測(cè)，并配備栽種植物的溫室，作為氧氣和食物的來源。這就是一種空間站的設(shè)想。

在1895年出版的《地球與天空之夢(mèng)》中，康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基進(jìn)一步描繪了他對(duì)于空間站的構(gòu)想。他設(shè)想的空間站位于距地球2000～3200km的軌道上，這個(gè)高度既能夠保證空間站穩(wěn)定運(yùn)行，又能夠方便地與地球進(jìn)行物資交換。他提出的空間站不僅能夠進(jìn)行科學(xué)研究，還能夠成為人類在太空中的居住地，通過自帶的補(bǔ)給、材料、機(jī)器和建筑，逐漸發(fā)展成為一個(gè)自給自足的聚居地。

赫爾曼·奧伯特是20世紀(jì)初德國一位杰出的科學(xué)家，他的工作對(duì)航天技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。1923年，赫爾曼·奧伯特發(fā)表了關(guān)于宇航科學(xué)的經(jīng)典論文《飛往星際空間的火箭》，不僅提出了“空間站”這一概念，而且詳細(xì)地描述了其功能和潛在的用途。

赫爾曼·奧伯特設(shè)想的空間站位于距地球1000km的軌道上，這個(gè)位置既能夠保證空間站的穩(wěn)定運(yùn)行，又能夠方便地與地球進(jìn)行物資交換和人員往來?？臻g站內(nèi)有人長(zhǎng)期居住，這為進(jìn)行長(zhǎng)期的科學(xué)研究和觀測(cè)提供了可能。此外，赫爾曼·奧伯特還提出了通過旋轉(zhuǎn)為空間站的宇航員提供人工重力的想法。這一創(chuàng)新的概念解決了長(zhǎng)期在失重環(huán)境下生活和工作可能對(duì)人體造成的不利影響，為宇航員提供了更加舒適的生活和工作環(huán)境?？臻g站的另一個(gè)重要功能是為星際飛船補(bǔ)給燃料，這大大提高了星際飛船探索宇宙的能力。

奧地利人赫爾曼·波托尼克在1928年發(fā)表的《太空旅行的問題》文章中，給出了第一份詳細(xì)的空間站工程設(shè)計(jì)報(bào)告，他所描述的軌道空間站結(jié)構(gòu)類似一個(gè)甜甜圈，這一設(shè)計(jì)被稱為“旋轉(zhuǎn)棲息地”。

1949年，英國星際協(xié)會(huì)的哈里·羅斯和拉爾夫·史密斯在他們發(fā)表的論文《軌道基地》中，設(shè)計(jì)了一個(gè)空間站。這個(gè)空間站不僅具備通信功能，還能夠通過一系列火箭的補(bǔ)給，由宇航員在軌組裝。它可以用于太陽輻射和宇宙射線的研究，也可以用于觀測(cè)地球上的天氣狀況，還可以作為飛往月球或其他行星的中轉(zhuǎn)站。

1952—1954年，德國火箭專家沃納·馮·布勞恩在他為《科利爾》雜志撰寫的系列文章中提出了輪式空間站的構(gòu)想。空間站邊緣形如輪胎，電力供應(yīng)來自太陽，能旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生人工重力。空間站可容納上百名宇航員，并劃分為幾個(gè)區(qū)域，包括一個(gè)通信中心、一個(gè)氣象觀測(cè)臺(tái)及一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，還設(shè)有兩層專門用于天文觀測(cè)及研究。這個(gè)空間站的設(shè)計(jì)得到了廣泛的認(rèn)可。

1958年10月，美國國家航空航天局（NASA）成立后，國會(huì)要求NASA明確出臺(tái)美國民用載人航天計(jì)劃。NASA描述了美國太空計(jì)劃的長(zhǎng)期目標(biāo)，其中包括建立一座多人永久生存的軌道空間站。

經(jīng)過科學(xué)家、工程師們數(shù)十年來的討論和設(shè)計(jì)，空間站的概念逐漸成熟并得到了廣泛的共識(shí)。空間站是一種長(zhǎng)期在軌運(yùn)行的載人航天器，便于宇航員在軌生活和工作，它支持開展大規(guī)模科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)試驗(yàn)和應(yīng)用。由此可見，空間站長(zhǎng)期在軌運(yùn)行，就需要火箭和飛船定期地運(yùn)送宇航員和物資上下行，這就需要運(yùn)載火箭、載人飛船和貨運(yùn)飛船組成的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的長(zhǎng)期支持。空間站艙段、宇航員、生命支持系統(tǒng)、運(yùn)載火箭、載人飛船、貨運(yùn)飛船、太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這些是空間站缺一不可的要素。