国际空间站计划的合作方式分析,美曾拒绝我参

日期:2019-10-12编辑作者:武器装备

结构尺寸

  • 桁架和舱体,108.5米×88.4米(355.9英尺×290英尺)

  国际空间站(International Space Station,ISS)是一项由六个太空机构联合推进的国际合作计划,也指运行于距离地面360公里的地球轨道上的该计划发射的航天器。

· 建造美国增压舱,它由两个实验室和一个生活居室组成;并建造两个节点舱;

澳门威利斯人708567 1 资料图:在太空中拍摄到的国际空间站

结构特点研制历程

4.加拿大分担的任务

澳门威利斯人708567 2 资料图:苏联打造的和平号空间站

  • 名称:国际空间站(ISS)
  • 制造商:多国合作
  • 发射日期:1998年11月20日
  • 发射地点:哈萨克斯坦,拜科努尔;佛罗里达州,肯尼迪航天中心
  • 轨道:400公里(250英里),轨道倾角51.6°
  • 运载火箭:质子K,航天飞机

加拿大航天局在国际空间站中所承担的主要项目是一个移动服务系统及相关的地面设备。移动服务系统将提供一个第二代机械臂,类似于为航天飞机研制的“加拿大臂”。加拿大为国际空间站研制的移动服务系统由3部分组成,即遥控机械臂系统、遥控移动服务系统、专用的灵巧机械手系统和加拿大分系统。 灵巧机械手系统是建成国际空间站的关键之一,具有灵活的自动操作功能,可进行许多灵巧的安装和服务工作,这些工作以往只能由宇航员在太空中完成。加拿大分系统是一个人工智能系统,用于指挥机械臂的操作。遥控机械臂系统长17米,底座与一个传送系统相连,可沿着轨道在空间站的任何位置上移动。它将在国际空间站的组装和维护工作中发挥重要作用。

  2020年,中国将建成自己的大型空间站,而国际空间站也将在2020年结束使用,届时,中国可能将拥有全球唯一的空间站。

参数

  • 长度:澳门威利斯人708567,108米
  • 中心直径:88米

目前,欧洲各国正按进度时间表进行着研制工作,从2004年10月开始ATV将进行实用飞行,而COF也可能将在2004年发射。

  中国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前,研制并发射空间实验室,突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用。2020年前后,研制并发射核心舱和实验舱,在轨组装成载人空间站,突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术,并开展较大规模的空间应用。

研制历程

国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的,经过近十余年的探索和多次重新设计,直到苏联解体、俄罗斯加盟,国际空间站才于1993年完成设计,开始实施。2012年5月,美国首次向国际空间站发射商业飞船。

· 整个国际空间站的总装配;

  前苏联"礼炮1号":世界首个空间站

有效载荷

  • 有压力运输,最多7000千克(15430磅)。

意大利航天局分担的任务是提供3个小型增压后勤舱。NASA将利用MPLM来完成其为国际空间站提供增压后勤能力的任务;作为提供MPLM的交换,意大利航天局将从NASA得到部分使用国际空间站的权力,并作为一个国际参与者加入了国际空间站计划。但是,意大利不是一个具有完全资格的合作伙伴,因为意大利航天局将不继续承担国际空间站的运行和维护站上设施的任务。MPLM在交付给肯尼迪航天中心之后,便移交给NASA,NASA将拥有它们并负责它们的运行。

  美国天空实验室是人类迄今向近地轨道发射的人造天体中重量和容量最大而又最复杂的一个。1974年2月天空实验室因无法得到后续支援被封闭停用,直到1979年坠毁。

结构特点

国际空间站由下列部分组成:俄罗斯"进步-M45"、"联盟-TM23"、"进步-M-C01"飞船,俄罗斯的"晨星"号服务舱、"曙光"号工作舱,美国的"团结"号连接舱和"女神"号实验舱、俄"黎明"号小型实验舱等。重量400吨。

一、任务和资金分担方式分析

  前苏联和平号空间站于1986年2月20日发射入轨,它由工作舱、过渡舱、非密封舱三个部分组成,共有6个对接口,空间站是阶梯形圆柱体,全长13.13米,最大直径4.2米,重21吨,轨道高度300至400千米,是世界上第一个长久性空间站。2000年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化(设计寿命10年)且缺乏维修经费,决定将其坠毁。和平号最终于2001年3月23日坠入地球大气层,碎片落入南太平洋海域中。

澳门威利斯人708567 3国际空间站(ISS)合作开发美国澳门威利斯人708567 4英国澳门威利斯人708567 5德国澳门威利斯人708567 6法国澳门威利斯人708567 7巴西澳门威利斯人708567 8加拿大澳门威利斯人708567 9日本澳门威利斯人708567 10荷兰澳门威利斯人708567 11比利时澳门威利斯人708567 12丹麦澳门威利斯人708567 13西班牙澳门威利斯人708567 14意大利澳门威利斯人708567 15挪威澳门威利斯人708567 16瑞典澳门威利斯人708567 17苏/俄澳门威利斯人708567 18

目前,加拿大航天局的遥控机械臂系统已经分别在2001年4月和2002年5月由美国“奋进”号航天飞机送到国际空间站。

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增压舱是日本第一个载人航天器,重量为16吨。 增压舱装备10个实验机柜,由三菱公司研制。这个增压的实验室所提供的利用能力为美国实验室的77%。

  【环球网综合报道】神舟九号飞船与天宫一号成功对接备受国内外关注。按照规划,中国真正意义上的载人空间站将在2020年前后建成。

3.欧洲航天局分担的任务与投资

  1998年11月20日,国际空间站的第一个组件--曙光号功能货舱发射升空,国际空间站总体设计采用桁架挂舱式结构,后来,发射升空的17个各种用途的舱陆续与其对接。

分开研制——即各合作主体所负责的舱段或组件,各自分开进行研制。对于这些舱段或组件的研制,各合作主体并没有进行多少合作;

  苏联第二代空间站包括"礼炮6号"和"礼炮7号"。这两座空间站要解决的问题除进一步提高安全性和可靠性外,另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域。"礼炮6号"1977年9月29日由质子号运载火箭送入轨道,在轨运行共达58个月。

日本为国际空间站分担的任务是提供日本实验舱,目前,日本实验舱项目正按计划和预算进行研制。1996年2月完成了JEM的关键设计评审工作,并建立了机构来促进这一设施的科学和工业研究。JEM 已从工程试验和设计阶段进入到飞行硬件的研制阶段。整个日本实验舱由5部分组成。

  当国际空间站的所有建设工作接近尾声时,中国的空间站建设计划才刚刚起步。参与国际合作,不仅可以获得更为先进的太空探索技术,还可以降低太空探索的成本。中国曾为加入国际空间站的合作而努力,但一直"没有拿到进入国际空间站的门票"。

美国政府还设立了国际空间站管理与成本评估特别任务小组,来执行国际空间站成本与管理问题的全面评估,而他们的建议对NASA是很有价值的。国际空间站研究的优先次序已确立,而研究计划正在开展,这将使国际空间站确保科学回报的最大化。两次独立的成本评估,现已核实NASA完成国际空间站所需的成本估算。NASA在国际空间站的建造和运营方面投入的资金估计将达到800亿美元。

  前苏联一共发射了7个"礼炮"号空间站。礼炮2-7号这6个空间站分别于1973年至1982年间发射,最后一个即"礼炮7号"在1991年坠落到地球。

5.意大利分担的任务

  "由于中国无法参与到国际空间站的合作中去,只好独立自主地进行空间站计划。"不过俞盈帆认为,中国自己进行空间站计划也未必不是一件好事情。

国际空间站的合作方式可以概括为:各合作主体分担资金、分开研制、分享空间站使用权利、谁出资研制的部分谁就拥有该部分产权。其中欧洲航天局的成员国应看成是一个合作主体,其他参与国每个国家都是一个合作主体。

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6.日本分担的任务

  空间站又称航天站、太空站、轨道站,是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨,组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道,在太空组装而成。

· 支援地面操作和轨道运行。

  "礼炮2号"属于军用型,1973年4月3日发射升空,入轨后不久发生爆炸。"礼炮3号"于1973年5月11日发射。不知是运载火箭问题还是其他原因,它的初始轨道很低,只运行了11天便于5月22日坠入大气层烧毁。民用型"礼炮4号"空间站于1974年12月26日发射,1976年2月16日坠入大气层。军用型"礼炮5号"空间站于6月22日发射入轨。

分担资金——即参加国际空间站计划的各合作主体都或多或少承担了其中的建设资金;

  国际空间站是一项由六个太空机构联合推进的国际合作计划,也指运行于距离地面360公里的地球轨道上的该计划发射的航空器。国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的,以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局共16个国家参与研制。设计寿命为10~15年,总质量约423吨、长108米、宽88米,运行轨道高度为397千米,载人舱内大气压与地表面相同,可载6人。国际空间站结构复杂,规模大,由航天员居住舱、实验舱、服务舱,对接过渡舱、桁架、太阳能电池等部分组成,建成后总质量438吨,长108米。

服务舱由俄罗斯自己投资,并由赫鲁尼切夫国家航天中心制造。服务舱是国际空间站建造初期的指挥和控制中心,也是初期宇航员的居住舱。服务舱与“和平”号空间站的基础部件很相似,在这一结构的前端具有6个接口的多对接接合器。停泊与储存舱也由赫鲁尼切夫航天中心制造。

  中国空间技术研究院航天问题研究人员俞盈帆介绍说,早在2000年底,中国就计划参加国际空间站计划,"但国际空间站绝对控制权依旧掌握在美国的手里。美国对中国航天技术的崛起一直深感忧虑并怀有戒心。为了防止航天技术的扩散,美国一直拒绝中国参与国际空间站计划。"

欧洲航天局在参加国际空间站的建设中,把投资分为两个主要计划阶段:在研制阶段计划投资39亿美元;而在利用阶段 计划投入30亿美元作为国际空间站的运行费。欧洲航天局在1996~2013年对国际空间站计划总的投资为69亿美元,投资分配问题得到了较好解决。欧洲航天局参与国际空间站的合作费用85.6%由德国、法国和意大利承担,其中德国承担41%,法国27.6%

  在成功发射神舟一号至七号飞船之后,2010年10月,中国宣布正式启动实施中国载人空间站工程,计划在2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室。

为了保证国际空间站计划的进行,NASA在约翰逊航天中心专门组建了一个国际空间站计划办公室。

  2003年,"神舟五号"成功返回后,曾经参与"阿波罗"登月的美国航天界元老奥尔德林呼吁,"美国宇航局应考虑在国际空间站上为中国'飞人'铺开'欢迎的地毯'。"俄罗斯航天专家当时也表示,有意邀请中国参加国际空间站的建设,但是,出于种种考虑,美国政府没有允许中国加入到国际空间站的建设计划之中。2007年10月,中国表示期望与美国开展在航天领域的合作,成为国际空间站计划第17位合作伙伴。但是此后还是没有得到美国官方的正式回应。

增压后勤舱用于增压的和不增压的再补给储存舱 ,重量为4.2吨。它将安装在日本实验舱的顶部,由三菱公司研制,将定期由航天飞机送回地面,然后带着更多的日本供给物资重新被发射到国际空间站。

  1971年4月19日,前苏联发射了世界上第一个空间站--"礼炮1号",在太空运行6个月,相继与联盟10号、联盟11号两艘飞船对接组成轨道联合体,每艘飞船各载3名宇航员,共在空间站上停留23天。但有3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中,由于座舱漏气减压,不幸全部遇难。

意大利17%。但是,国际空间站计划依然存在不定因素这主要是空间站运行费用方面的问题。欧洲航天局已确认的30亿美元空间站运行费用如何分摊,并未达成具体的协议。更重要的是美国要求欧洲航天局增加国际空间站运行费的可能性至今没有排除。

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,可用“阿里安”5火箭发射,其提供的利用能力为美国实验室的77%;

  中国曾经提出参与国际空间站的建设,但是遭到美国的拒绝。国际空间站从2000年11月起就保持有两名成员存在,一直到今天,它已经成为人类在太空存在的一个标志。国际空间站预计将在2020年后结束使命,如果情况顺利,可以延续到2028年。

国际空间站计划将为今后的国际合作开创一种新的机制和途径。由于一个国家的能力有限,而其它国家又拥有大量的资源,大型项目由一个国家单独承担的情况将会成为历史。当然,如果国际空间站计划遭到失败,其它领域的合作也将会受到影响;如果国际空间站计划获得成功,则会给以后更大型、更激动人心的合作产生积极的影响。

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多功能货舱是由赫鲁尼切夫国家航天中心根据同美国波音公司在1995年8月签订的合同研制而成的。合同规定赫鲁尼切夫航天中心负责多功能货舱的设计、生产和试验。作为NASA国际空间站项目主承包商的波音公司已为此支付了2亿美元。发射费用由俄罗斯承担。美国采取这种购买多功能货舱的方式,有利于帮助俄罗斯缓解航天经费捉襟见肘的局面,并使俄罗斯可以专心研制服务舱。多功能货舱主要是在原“和平”号空间站上的“晶体”舱的基础上改进设计的。在国际空间站计划中多功能货舱负责提供轨道机动能力和储存推进剂。

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增压后勤舱

  美国天空实验室于1973年5月14日发射,1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。空间站由轨道舱、过渡舱和对接舱组成,全长36米,最大直径6.7米,总重77.5吨,在435千米高的近圆空间轨道上运行。站上拥有阿波罗望远镜和其他仪器,主要观测太阳和地球,还从事人类在失重状态下生理和心理上反应等各种科学研究工作。

暴露/实验后勤舱

  截止目前,全世界已经发射了10个空间站,其中前苏联共发射8座,美国发射1座。前苏联"礼炮1号"空间站在1971年4月发射,系世界上首个载人空间站。而经过多年的建设,由6大航天机构联合推进、16国参与投资建成的国际空间站,是目前唯一在轨运行的空间站。

1.美国分担的任务与投资

可把哥伦布实验舱或载人飞船以及供给品、设备运到国际空间站。

作为欧洲航天局的一个成员国,在国际空间站建设中,意大利在欧洲航天局中所分担的任务是利用与MPLM相同的舱室设计为欧洲航天局的哥伦布实验舱提供舱体结构。

暴露设施用于不增压的实验的外部平台,这个箱形设备将是日本舱的前伸部分,可以安装10个要求暴露在外层空间的研究单元。它的重量为4.2吨,它将由IHI公司在三菱电气公司和NEC公司的协助下研制。

暴露/实验后勤舱位于主入口处, 实验装置拥有自己的无压力的后勤舱段,该舱段联接在主暴露设施的前端。它的重量为1.8吨。 尼桑公司负责该舱的研制工作。

自动转移飞行器,这是一种小型拖船

欧洲航天局分担的国际空间站的建设任务主要有两个:

俄罗斯将提供国际空间站总重377吨硬件中的140吨硬件,这些硬件的质量大约占完全装配好的国际空间站的1/3,包括多功能货舱、服务舱、对接舱、 太阳能动力平台、停泊与储存舱、停泊库、生命保障舱以及3个科研舱,研制总投资估计为20 亿美元。美国付款给俄罗斯的只有多功能货舱,其它所有硬件均由俄罗斯自己投资研制。俄罗斯还将用“进步”号飞船提供后勤补给和国际空间站的再推进能力,并用“联盟”号飞船运送宇航员。这些飞船飞行费用由俄罗斯承担。

增压舱

分享国际空间站使用权利——即国际空间站建成后,各合作主体都享有使用权,但使用权的大小是按使用时间进行分配的;

国际空间站计划的投资以美国为主,而空间站舱段的建造以俄罗斯为主。除美俄这两个最关键的合作国之外,其它14个国家各自投资并建造自己承担的舱段或机械臂或其它部件。如前所述,国际空间站的总投资估计将超过1000亿美元。根据合作成员国达成的协议,国际空间站80%的建设资金由美国负担,工作语言为英语,并由美国航空航天局牵头,负责从总体上领导和协调计划的实施以及在国际空间站运行期间发生紧急情况时进行具体指挥。此外,国际空间站在服役期间的大部分运营经费也由美国承担。对于俄罗斯来说,俄罗斯摧毁“和平”号、参与国际空间站合作是“只能如此”的最佳选择。美方提供的资金既可以让俄罗斯放下“和平”号这个沉重的包袱,又可使俄罗斯通过参与国际空间站建设,保持它在空间技术开发领域的国际一流水准。俄罗斯要借此积蓄力量、重新部署、再谋发展。尽管美国为建造国际空间站投入的资金最多,但许多关键性技术仍掌握在俄罗斯人手中,离开俄罗斯,国际空间站是建不成的。下面具体论述各合作伙伴的任务和资金分担办法。

俄罗斯在美国约翰逊空间中心设立了一个办公室,并且NASA也在美国驻俄罗斯大使馆建立了一个联络办公室,这两个机构的工作人员负责双方计划的协调工作。另外,俄罗斯各有关机构与NASA之间已建立了一套通信系统,它将提供远距离通信、电传、电子邮件和图像传输的功能。

暴露设施

下面具体分析各合作主体是如何分担任务、分担投资、分享使用权的。

谁出资研制的部分谁就拥有该部分产权——即国际空间站的某个舱段或者某个组件是哪个合作主体出资研制的,这个舱段或者组件的产权就归哪个合作主体所有。例如,俄罗斯的多功能货舱是美国付款研制的,所以该舱段的产权归美国所有;俄罗斯其它所有舱段或组件均由它自己投资研制,那么这些舱段或组件的产权均归俄罗斯所有。

2.俄罗斯分担的任务与投资

日本正在研制的RMS与加拿大研制的航天飞机的机械臂相似。日本的机械臂将联接在日本实验舱上,使宇航员可以在暴露的设施上移动有效载荷。整个 RMS系统由东芝公司研制。它还配有一个日立公司制造的“精细臂”附件,以执行更为精密的定位任务。

在国际空间站中,美国分担的任务是:

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