□ 邸乃庸

圖解世界載人航天發(fā)展史（十七）

□ 邸乃庸

短期載人空間實驗室

航天飛機太空實驗室

短期運行的太空實驗室，均是依附在航天飛機軌道器貨艙中，借助于軌道器的飛行條件、生活條件、能源條件等實現(xiàn)其太空實驗功能的航天器。圖為歐洲研制的太空實驗室，實驗室前邊是與軌道器氣閘艙和軌道器中艙相通的直徑1米的通道，實驗室后邊安裝的是暴露于太空的實驗設(shè)備。

歐洲太空實驗室呈圓柱形，長度為6.9米和4.2米兩種，依據(jù)任務(wù)需要進行選配。實驗室分核心段和實驗段兩部分，核心段安裝有全部操作儀器和探測設(shè)備，實驗段安裝研究和實驗設(shè)備。實驗室最多可容納4名航天員，所有航天員的生活均在軌道器內(nèi)進行。實驗室所用約7千瓦電能由軌道器提供。

在歐洲實驗室中進行大氣物理、氣象研究、海洋物理、材料加工、太空工藝、基礎(chǔ)物理、化學、生物醫(yī)學、生命科學、太空物理、對地觀測（實驗室有兩個舷窗）、太陽觀測、宇宙輻射等領(lǐng)域的近一百項科學技術(shù)實驗與觀測項目。左圖為航天員在進行生命科學試驗；右圖為暴露于太空的試驗設(shè)備。

美國的空間實驗室與歐洲的很相似，只是圓柱體的上方是平面，其前邊也是通往軌道器中艙的通道。實驗艙外側(cè)有隔熱層，防止艙內(nèi)外的熱交換。該實驗室單艙重4.8噸、長2.8米、直徑4.1米，有效載荷能力1360千克，根據(jù)需要，軌道器一次可以攜帶一個或兩個艙段。

美國太空實驗室內(nèi)的氣體環(huán)境與地面一樣，壓力為101.3千帕，成分為79%氧，21%氮，溫度18℃～27℃，相對濕度40%～60%。實驗室自身攜帶氮氣，氧氣由軌道器供應(yīng)。實驗室具有清除二氧化碳、臭味和雜質(zhì)及冷卻等功能。在美國太空實驗室飛行中，進行了很多類型及項目的科學技術(shù)實驗。

美國太空實驗室一共進行了18次太空飛行，在運行過程中，利用失重環(huán)境特別著重進行了大量生命科學實驗，獲得了重要科學技術(shù)實驗成果。左圖為航天員準備進行離心旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)試驗，用來檢測人的前庭系統(tǒng)在失重環(huán)境中的功能；右圖為航天員下半身處于負壓裝置內(nèi)，佩戴了呼吸器和許多傳感器，進行下半身負壓試驗。

短期載人空間實驗室

中國天宮號空間實驗室

我國在載人飛船取得成功后，在建立空間站之前，發(fā)射兩次天宮號空間實驗室。我國建立空間實驗室的目的與美國和歐洲的空間實驗室有所不同，美國和歐洲的空間實驗室主要是利用太空失重環(huán)境進行科學實驗，而我國的空間實驗室主要是進行空間站所需要的關(guān)鍵技術(shù)試驗。圖為珠海航展上展出的天宮一號空間實驗室模型。

天宮一號空間實驗室的一項重要任務(wù)，就是作為“目標飛行器”，進行兩個航天器的太空交會對接飛行試驗。神舟八號、九號、十號飛船，成功地與天宮一號空間實驗室進行了自動對接和人工控制對接，通過這種飛行試驗，完全掌握了太空交會對接技術(shù)。圖為神舟九號飛船與天宮一號交會對接示意圖。

天宮號空間實驗室長10.4米、最大直徑3.35米、質(zhì)量8.5噸，由實驗艙和資源艙兩個艙段構(gòu)成。實驗艙分密封艙段和非密封艙段兩部分，密封艙段提供的活動空間約15立方米，可以滿足3名航天員的工作與生活需要。資源艙為非密封艙段，主要有太陽電池陣電源系統(tǒng)和實驗室姿態(tài)控制系統(tǒng)等保障設(shè)備。

天宮號空間實驗室運行在約340千米高度軌道，為短期有人、長期無人的實驗室，共有3批8名航天員進入實驗室工作、生活，比較長的時間體驗太空失重環(huán)境的影響，為空間站積累經(jīng)驗，并進行再生生命保障技術(shù)試驗，貨運飛船推進劑供應(yīng)試驗等空間站所需關(guān)鍵技術(shù)試驗。

天宮號空間實驗室實驗艙內(nèi)設(shè)置有航天員身體鍛煉的設(shè)備，用以減少航天員骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮現(xiàn)象。有測量航天員身體質(zhì)量的設(shè)備，隨時檢測航天員的身體狀態(tài)，為保證航天員身體健康積累經(jīng)驗。圖為航天員劉洋使用功率自行車進行身體鍛煉。

在天宮一號空間實驗室運行期間，航天員還進行了精彩的太空授課活動，受到了全國8萬多所學校多達6000多萬師生和廣大普通民眾的熱烈歡迎。左圖為航天員王亞平在展示旋轉(zhuǎn)陀螺的定軸性；右圖為師生們通過電視直播觀看太空授課。