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你可能喜欢国际空间站人类的太空实验室_兴趣爱好-牛bb文章网您的位置：&>&&>&国际空间站人类的太空实验室国际空间站人类的太空实验室（原作者：武尧尔）据《今日航天》网日报道，至今，国际空间站一共有59个国家参与建造或应用。目前，美国航空航天局正在与国际空间站其他成员国共同努力拓展国际空间站的应用，以便使科研人员拥有更多机会进行站上微重力实验。该站有两个主要功能：进行科学实验的国家实验室和开发新技术的试验平台。日，国际空间站迎来了长期载人航天飞行10周年纪念日。截至当日上午，已有196人次进入国际空间站。该空间站已绕地球运行了57361圈，飞行里程达24亿千米，并且进行了600多项研究和技术研发试验，其中很多试验促进了医学发展以及人类对宇宙的理解。日，国际空间站还成为迄今持续载人飞行时间最长的航天飞行器，而此前这一纪录为俄罗斯“和平”号空间站保持的3644天。定于2011年2月建成的国际空间站可成为近地轨道上有人直接参与各种科学研究活动的基地，能进行最先进的生物学、化学、物理学及其他学科的研究，并有望执行载人绕月飞行任务。由于国际空间站将至少工作到2020年，所以可充分利用其设备开展多项科研；美国也将借助私营商用飞船将航天员送入国际空间站。因此，它不仅将发挥更大的作用，还将采用新的运营模式。应用十分广泛国际空间站上的多个实验舱可进行先进的生物学、化学、物理学及其他学科的研究。因为这些舱是首次按微重力试验要求设计的，都十分靠近国际空间站的质心，能保证重力接近于零，从而成为一个提供空前能力来揭开重力对人类世界影响之谜的实验场所，并且在基础科学和生物医学等方面扩展全人类的知识，为以后可能出现的突破性进展奠定理论和技术基础。同时，它也提供了人能长期在轨直接参与对地观测和天文观测的机会，为研究地球环境、探索宇宙世界做出贡献。此外，作为人类首次在太空进行的大规模装配活动，建造国际空间站也将为今后建造太阳能电站、载人火星探测等航天活动积累经验和试验技术。至今，国际空间站约50%的资源用于科学实验。目前站上有30～40个实验项目，其中大多数为生物学实验，包括药品研究和疾病治疗。科研人员还利用空间站试验太空探索系统和其他尚未完全掌握的技术，如正在研究的卫星和航天器制导、导航与控制系统、修复轨道航天器的先进机器人，以及更有效的水过滤系统。国际空间站的空间应用项目主要包括医学与生物学研究、生物工程、空间技术、材料科学、教育活动、地球物理学及对地观测等7个方面的科技研究性应用。早期的一些宏伟设想，如利用空间站作为卫星的回收站与维修车间、空间仓库、卫星发射基地、轨道机动飞行器的停靠港、深空探测器的中转站等服务性应用已被无限期推迟。其实，在该空间站建造过程中已开展过多项实验和研究。比如，豌豆种植实验、蚯蚓饲养实验、人类对长期太空旅行的反应实验，飞蝶的物理实验、航天技术与材料学研究、地球物理学研究、生物医学研究、地球自然资源研究与生态监控、太空生物技术研究等。医学与生物学研究是国际空间站应用的重点，所有合作伙伴的应用项目都首选医学与生物学，主要内容包括研究人体对空间环境的适应性及应对措施；大量采集人体在空间环境下的生理新数据，用以改进航天员克服长期航天不利影响的防护措施，提高医学监督与医学保障系统支持载人航天的能力。在俄罗斯实验舱和美国实验舱的应用项目中，医学与生物研究分别占43%和32%。生物工程是该空间站的又一重点使命，主要研究、制备在医学、生物学和药物学方面有潜在应用价值的生物材料，如微生物、细菌、植物细胞和动物胚胎等的蛋白质晶体。 在空间技术领域主要研究改进空间站平台的功能特性，研究试验新结构、新材料、新设备、微重力保持、声学效应、辐射防护、微流星与空间碎片防护等，也为下一步载人月球探测和火星探测开展某些需要有人参与的技术试验和演示验证。据最新报道，国际空间站有望执行载人绕月飞行任务，把国际空间站作为发射月球载人任务的一个发射平台。在材料科学方面主要研究微重力条件下的流体行为、材料性质及材料加工工艺等。已取得的成就截至2006年，国际空间站已完成了29项学校与学生的科研项目。在合作国航天局的支持下，在太空开展教学实验活动，设置虚拟课堂和虚拟演示验证课。国际空间站还利用可装载大型观测设备、有人值守及可选择观测条件等优点，开展新的观测仪器和观测方法的演示验证。总体来看，在国际空间站上开展了空间科学与应用方面的研究主要分3个阶段：初始阶段注重对空间环境的了解，为下一步的研究提供保障。发展阶段开始为航天员长期空间飞行积累技术和经验，为实现载人登陆月球、建立月球基地和载人探索火星做准备。建成以后将进一步挖掘近地轨道空间资源的利用潜力。据美国航空航天局网站日报道，美国航空航天局发布国际空间站8年来取得的科学研究成果的详细报告，包括飞行期间对抗食物中毒、向癌细胞输送药物的新方法、在未来航天器上使用更好的材料等。最引人注目的成果是证明了在太空飞行期间普通细菌致病能力增强，不过改变细菌生长环境能控制其毒性。另外一项实验演示了将药物输入人体内目标部位的新方法，引出一项潜在的医学进步。空间站上最多的研究是测试航天器材料如何经受恶劣的太空环境。国际空间站材料实验成果已经应用于开发未来商业空间站货运飞船所用的太阳能电池上。美国航空航天局在空间站的研究活动涵盖若干科学领域，包括探索技术开发、物理学与生物学的微重力研究、人体生理学研究、地球科学与教育。2008年，欧洲“哥伦布”号实验舱与日本“希望”号实验舱对接空间站后，使站上实验的空间与研究设备增至3倍。国际空间站为科学家提供了非常好的空间环境，有足够的功率保证遥测数据的下传，还可作为许多新活动的工程试验平台。自2009年5月空间站常驻人员增加到6名以来，空间站上的航天员已经从每周工作不到15小时增加到每周工作40小时甚至更长。所以，国际空间站上的科学研究上升到了新的高度，已到了充分利用的时候了。除了一些相对较小的实验设备外，目前空间站的外部主要有材料科学研究设备、太阳研究平台、空间环境监视系统、X射线扫描仪等6个实验设备，这些实验设备的成功应用将会吸引科学家们将更多的质量或体积较大的地球观测实验设备安装在空间站上，并且能够使科学家们将更多精力集中在科学研究上，而不是用在权衡实验设备的质量、体积、成本、电力供应和数据处理能力上。欧洲航天局考虑在年期间，在空间站上安装观测气候变化的仪器，用于研究全球气候变化，这个设想得到了欧洲航天局地球观测计划管理者的支持。据美国航空航天局网站日报道，美国航空航天局和国防预先研究计划局正在寻求方案，准备加强在国际空间站上的小卫星试验，目标是更好地利用国际空间站作为先进空间技术的试验平台。日，俄罗斯航天员在站内进行了一项“呼吸”试验，目的是研究失重状态对人体心肺功能的影响。日，俄罗斯航天员当天在站内实施了3项分别称为“驾驶员”、“飓风”和“美人鱼”的科学试验，分别对失重对人的影响、自然灾害预警及温室气体的排放进行研究。日，俄罗斯航天员在站内进行一项名为“瀑布”的生物技术试验，旨在为将来的星际飞行做准备。日，“阿特兰蒂斯”号航天飞机把4只蝴蝶送到国际空间站，作为一项教育实验的一部分。（原作者：武尧尔）值得注意的是，中国科学院高能物理研究所、中国运载火箭技术研究院等我国多家单位参与了国际空间站α磁谱仪-2（AMS-2）项目的研制。执行STS-134任务的“奋进”号航天飞机将在2011年2月左右将α磁谱仪-2送到国际空间站。其质量达6700千克，寿命3年，将首次对宇宙空间的带电粒子进行了直接观测，用于区分形形色色的粒子、探测宇宙中的奇异物质，包括暗物质及反物质。美国还将在国际空间站上通过加拿大双臂机器人“德克斯特”的协助，演示验证在轨卫星燃料再填注技术。 在国际空间站开展空间科学与应用将产生较大影响。例如，可积累深空探索的经验，推动科学技术的发展，增进了人类对宇宙的了解。未来发展前景日，美国总统奥巴马已建议把国际空间站的退役时间从2016年推迟到2020年以后，并增加20亿美元的预算，将其变为美国的国家实验室，以便更充分地利用这一独特的科学、技术、教育平台，开展生物、医学、材料、燃烧特性等实验；考虑借助私营企业的商用飞船将航天员送入国际空间站。因此，国际空间站不仅在今后发挥更大的作用，还将采用新的运营模式。美国航空航天局已与两家私营企业签署了商业轨道运输服务协议，将用私营公司的“龙”飞船和“天鹅座”飞船为国际空间站运送航天员和物资。奥巴马总统要求美国航空航天局与航天工业界以全新的方式合作，使商业服务成为航天员到达国际空间站的主要模式，美国航空航天局正朝这一方向开展计划。日，国际空间站多边协调委员会召开会议，就延长运行时间，提高利用效率等有关国际空间站未来发展的问题达成共识。委员会代表一致重申对提高国际空间站利用效率的强烈愿望。随着国际空间站组建接近完成，代表们同意将国际空间站科学、工程、教育等方面潜力的全面开发提到最高优先级，并同意加强微重力实验室的利用以驱动尖端科学和技术。多边协调委员会证实，国际空间站运行至2015年后已无明显技术限制，国际空间站硬件最少运行至2020年，而且有可能工作到2028年。成员国们还同意将寻找方法来降低国际空间站运行的年度成本，例如使用新一代水再生系统减少新鲜水的供给，提高货运飞船的运载能力等。代表们认为，国际空间站延长运行将为所有合作伙伴乃至全人类带来更大利益，主要是通过加强科研和提高利用机会，为合作伙伴的投资带来显著而持续的回报。同时，延长运行时间也为执行未来国际空间的探索任务奠定基础。日，国际空间站成员国航天局局长在东京召开会议，探讨国际空间站的未来发展问题，并发表了联合声明。声明表示，国际空间站现在可提供前所未有的机会用于在轨研究和探索，特别是驱动先进科学技术的进步，同时为人类未来超越地球低轨道的探索铺平道路。相关研究将会造福地球，同时为未来进行低地球轨道外的探索做准备。各国航天局局长重申了全面开拓国际空间站科学、工程、应用和教育潜能的重要性。同时，各成员国航天局局长均表示，愿意与包括中国在内的第三方国家展开合作。如果中国或印度提出申请参与国际空间站的项目，成员国将认真考虑相关提议。据美国网站日报道，美国已成功启动新的国际空间站上水生成系统“萨巴蒂埃”。该系统与空间站的废水收集系统整合在一起，每年大约可以生成2000升水。它利用镍催化剂使氢气和二氧化碳在加温加压环境下发生化学反应，生成水和甲烷。生成的水进入空间站水循环系统，甲烷则被排出空间站。在“萨巴蒂埃”系统启动前，国际空间站制氧时产生的副产品氢气和航天员新陈代谢排出的二氧化碳都被当成废气，直接排出国际空间站。俄罗斯、欧洲和美国还在研究如何使国际空间站起到更大作用，而不只是一个在微重力环境下进行试验的平台。他们还希望该站能成为一个更重要的试验台，测试人类走出低地球轨道，探索小行星和火星等目的地所需的工艺和技术。长期生活在该站上的6名航天员，每周进行实验所用的时间已能增加到大约70小时。空间站成员国认为，以后该站的一个至关重要的角色将是作为深空探索的发展平台。这些活动可能包括：演示新机器人、用于居住或种植果蔬的充气模块舱、新生命支持技术、辐射防护系统、通信和传感技术、新颖的远距离医疗方法等。要是人类真的登上了小行星或火星，那么安全完成往返旅行需要大量基础设施，而仅靠一枚火箭从地球上向太空发射是无法做到的。要想实现这个目的，可能需要通过多次飞行进行运送，并在空间站上进行组装。如果航天员执行深空任务，可以先搭乘飞船等进入空间站，然后再乘坐已在空间站上等着他们的深空交通工具前往目的地。总之，国际空间站前景光明。未来，它还要运行至少10年的时间，可以预见，其空间科学与应用活动必将为各国经济的发展、人类社会的进步提供强大动力。责任编辑：兆然欢迎您转载分享：热门兴趣爱好好评兴趣爱好扫扫二维码，随身浏览文档
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3秒自动关闭窗口专家称航天定会产生空间碎片&主动回收几乎不可能
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　　宇宙首例“重大交通事故”本月发生――美俄两国的卫星迎头相撞，“太空交通安全”成为全球关注焦点。在昨晚的第73期新民咖啡馆里，两位市宇航学会资深科普专家――上海宇航系统工程研究所科技委副主任、高级工程师赵金才和“十一五”空间碎片环境保护工程专家组组长、上海宇航系统工程研究所研究员张文祥不无担忧地表示，虽然在轨整星的相撞是一起“高风险、小概率”事件，但随着空间碎片越来越多，“撞车”迟早会发生，而且未来此类事件可能会更频繁。“如果再不对空间碎片加以限制，照目前的速率继续累积，不消百年，离地面1000公里高度附近的近地轨道区所有的器将无法生存。”　　太空碰撞在所难免　　太空再浩瀚，也难免“星满为患”。截至去年11月17日的监测数据显示，自1957年人类发射第一颗人造卫星以来，太空里的空间碎片总数已超3500万个，总质量已达数千吨。其中，直径大于10厘米、地面望远镜和雷达可追踪观测的空间碎片以平均每年200个的速率增加。如果给它们拍一张“快照”，就能看到地球周围紧靠地球区域以及地球附近，空间碎片特别集中。张文祥说，空间碎片是人类长期航天活动积累的结果，其中美俄产生的“”占总量的83.9%。“随着空间碎片的增多，碰撞发生在所难免。”　　主动回收几乎不能　　张文祥说，航天活动不产生空间碎片是不可能的。如何处理空间碎片，减少太空垃圾？读者们纷纷提建议：“人造航天器、卫星等是否可采用微技术，令其在完成任务后自动降解？”“能否建设一个太空垃圾回收站，将垃圾收集到一起？”　　但两位专家指出，目前，主动回收空间碎片几乎不可能，“回收一个空间碎片，比发射一颗卫星的成本高很多。”只能依靠科技手段减缓或减少“太空垃圾”的产生。国际上11个主要航天国家已组成了专门协商如何解决空间碎片问题的国际组织――“机构间空间碎片协调委员会(IADC)”，制订了《空间碎片减缓指南》，通过限制航天器在正常运期间释放碎片、降低在轨解体的可能性、完成任务后的适当处置、防止在轨碰撞等方式，减少空间碎片的产生。　　我国开展专门研究　　赵金才说，空间碎片留存在宇宙，危害极大，不仅会引发“车祸”，增加在轨航天器的风险，一旦它脱离轨道返回，陨落的碎片还会对地面的生态系统造成危害。2001年，我国正式将空间碎片研究列为专项，专门开展空间碎片监测预警、防护航天器遭受碎片侵袭和空间环境保护等问题的研究。“有时候，在设计上增添一点部件，或预留一些离轨燃料，就可能减少一些空间碎片。”　　上海航天技术研究院为长征四号乙专门研制并加装了剩余推进剂排放系统，以防止运载火箭发生任务后在轨爆炸解体生成大量空间碎片。目前，装有排放系统的“长四”乙火箭已完成了15次卫星发射任务，成为国际社会公认的空间碎片减缓成功案例。而长征二号丙运载火箭则设计了“主动离轨”系统，利用箭上控制系统和姿控系统，完成任务后“主动”移到航天器较少的“弃置区”，减少对正常运行的航天器的危害。　　名词解释　　空间碎片：指在轨道上的或重返大气层的已经失效的一切人造物体，包括它们的碎片和部件。例如，废弃的卫星及探测器、空间站损坏的零部件、卫星运载火箭的末级碎片等。（记者&马丹&董纯蕾）
（责任编辑：朱丹）
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