科技日历|40年前的今天,美国绕地航天站“天空实验室”掉落大气层烧毁

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来源:NASA

1979年7月11日,美国的第有十个 多多多绕地航天站,Sky Lab天空实验室在宇宙运行了2246天以前,最终进入地球大气层烧毁,剩余累积坠毁在澳大利亚帕斯随近。

美国第有十个 多多多“太空实验室”

在冷战时期的太空竞赛中,美国在初期航天竞争中失利,时候美国人不仅抢先执行了载人登月的“阿波罗”计划,“把苏联人摔倒在月球上”,否则须要一鼓作气,逐渐搞掂一次性使用的火箭和一次性使用的载人飞船,而建设永久性航天站和为它配套的天地往返运输系统——航天飞机,要远远地将苏联人抛在里边,为此拟订了“天空实验室计划”。

1966年,美国提出土星S-IVB级箭体试验模块(SSESM,Saturn S-IVB spent-stage experiment support module)方案,用土星5号火箭的第三级箭体改造为空间站主体,不过SSESM方案时候被载人轨道实验室(MOL)方案所取代。

但在1969年,MOL方案被归还 。而可能性阿波罗18到20任务也被归还 ,NASA空余出三枚土星5号火箭,于是SSESM方案被改为“天空实验室”。

20世纪70年代,美国在时候开始阿波罗项目后,航天预算遭到削减,并肩投入重点也转向航天飞机项目。对比空间站项目的进度和能力,美国同期在空间站技术上仍然领先于苏联。

“天空实验室”是人类迄今为止向近地轨道发射的最重,容量最大且最复杂的人造天体,它总长36.12米、直径5.58米、重约90吨、工作空间为361.4立方米,由工作舱和“阿波罗”指令服务舱两大累积组成。工作舱包括轨道舱、仪器舱、多用途对接舱和太阳望远镜。

在1973年5月14日,你這個 天空实验室在美国肯尼迪宇宙中心发射升空,它搭载土星INT-21火箭进入角度为435千米的近地圆形轨道。同年,NASA还先后发射了3艘阿波罗飞船与天空实验室对接,这3艘飞船分别称为天空实验室-2、3、4。

但在天空实验室在起飞63秒后,轨道工作舱的防护罩就提前打开了,高速气流立即把防护罩撕掉,有十个 多多多翼状太阳能电池帆板中的一块也被气流带走,幸存的一块也被防护罩的碎片缠住无法打开。否则,“天空实验室”到达轨道以前,删剪电力都依靠太阳望远镜上的电池帆板提供,这使天空实验室的电力减少了大半,天空实验室也居于严重缺电情形,很多仪器设备无法工作,计划进行的科学试验也就无从谈起。另外,轨道工作舱的防护罩被撕掉后,轨道工作舱外壁直接暴露在太阳光之下,这使得舱内温度急剧上升,平均温度高达50℃左右,很明显,宇航员无法在原先高的温度里生活和工作。

于是,在1973年5月25日,一艘阿波罗飞船(天空实验室-2)搭载3名航天员与天空实验室对接,以对天空实验室进行修复,航天员用一顶遮阳帆挡住阳光,使实验室内温度下降至27度左右,并展开了原先被卡住的太阳能电池板,原先,天空实验室才得以正常工作。

初期的“水星”、“双子星”以及“阿波罗”飞船内的宇航员,住在狭窄而有限的舱内,过着幽禁孤独的生活,吃的是膏状食物及纸袋子子 里的流质,使宇航员遗弃了在地面上所吃的美味佳肴。但天空实验室的住室比前有2个类型宇宙飞船都不 舒适得多,天空实验室有368立方米的空间供宇航员活动和工作,还有沐浴和每每个人卫生设备,有约907千克的食品储藏在1有十个 多多多食品储存器和十个 食品冷冻器内,调换花样的冷热餐放入金属餐盒内。在空间站如此那先 可洗的衣物,可能性宇航员换下的衣服都投到垃圾桶里补救掉。在住室的柜内存放着50件夹克、短衬衣和工装,50件外衣,15双鞋袜和手套,以及210条衬裤,还有很多衣服倒进应急舱内。高级盥洗室里有55块香皂、90千克毛巾、1.8万个大小便袋。

来源:NASA

科研成果

美国天空实验室空间站在轨道上运行期间,共接待了三批共9位宇航员。除了成功完成空间站的修理工作之外,宇航员们在空间站里还进行了很多生物实验,研究了植物在太空中生长与在地球上生长不是不同的大问提,还研究了细菌在太空的生长情形。

在天文学领域,科学家们第一次观测到有十个 多多多新彗星──科豪特克彗星,并拍摄了33张色彩丰厚、非常清晰的彗星照片,对于研究彗星组成有重要价值。

此外,天空实验室在轨运行期间的科学发现也极大的地推动了人类对于太阳活动的认识,为更准确的预报空间天气的变化提供了理论土法律法律依据。

天空实验室上搭载了阿波罗望远镜装置(Apollo Telescope Mount,简称ATM)装配了X射线、极紫外、紫外、可见光等波段的成像和光谱观测设备。通过分析ATM的白光日冕仪数据,科学家们发现了与行星际激波对应的日冕瞬变大问提——日冕物质抛射。

今天,作为影响地球空间天气情形最显著的大问提之一,日冕物质抛射的产生、传播和它对地球的影响依然是空间天气学研究的热点领域。

通过分析ATM的X射线望远镜观测,科学家们确认了冕洞的居于,并肩发现人太好太阳表面居于着较差自转,即太阳表面不同纬度的自传角度不同,但冕洞的型态却如此被自转角度的差异所改变,在有2个太阳自传周内型态基本如此大的变化。进一步的研究还发现,冕洞也不我快速太阳风的发源地。

可能性天空实验室飞行任务由国防部负责,任务获取的很多科学成果并未发表声明于世,只发表声明了一般不甚重要的内容。而国防部执行军用飞行任务、技术实验,并为未来空间站进行的专门试验,载人机动飞行器手控改进型的试飞,均属于保密范围。天空实验室有十个 多多多主要目的是为载人空间站设计提供飞行土法律法律依据,也也不我说,天空实验室也不我美国未来空间站的小规模预演飞行。

坠落

目前大累积载人飞行器都不 距离地面几四十公里的近地轨道上飞行,这里人太好可能性属于太空范围,但仍然居于着稀薄的大气。那先 高层大气也会对飞行器产生阻力,可能性如此额外的动力抵消阻力句子,飞行器就会在阻力的作用下慢慢降速运动。

可能性地球的重力场是恒定的,否则飞行器的轨道角度就须要降低,也能使地球引力和飞船圆周运动的向心力相等,一般称你這個 大问提为“轨道衰减”。

随着轨道角度的降低,轨道上的大气密度会可能性接近地面而提高,阻力会进一步变大,最终,飞行器会坠向地面。

但当太阳风暴吹袭地球时,因太阳耀斑而显著增强的太阳紫外辐射会直接加热高层大气。日冕物质抛射(CME)所引发的地磁暴会通匮乏纬地区焦耳加热和高能带电粒子沉降加热等作用,使极区高层大气密度和成整理生很大的变化。在大气环流的作用下,你這個 变化会被带到其它角度和经纬度上,引起全球高层大气增温、密度和成整理生变化。

在那先 大问提的作用下,近地轨道飞行器居于位置的大气密度会比平时增加好几倍,这会使飞行器的轨道衰减得加快强度,维持轨道时就须要要消耗更多燃料。

当宇航员最后一次使用天空实验室的以前,朋友对太阳黑子的预测经常老出了误差,太阳黑子的实际数量要比预测的多出一倍,这使得时候天空实验室的轨道衰减比朋友想象中的要快得多。

美国大气和海洋管理局(NOAA)发现了以前预测中居于的你這個 大问提,并修正了预报。但NASA 并如此理会,按照NASA的解释,NASA的太阳黑子数预报模型使用了最近20个太阳活动周的数据,而NOAA只使用了1十个 ,究竟哪个模型给出的预报更准确如此定论。

但NOAA的科学家们推测,NASA不接受警告的是因为更多的是出于科学之外的考虑。

当时,负责天空实验室研发的NASA马歇尔飞行中心正在积极地推进50年代重启天空实验室的计划,这以前万万如此让NASA的决策层知道天空实验室的负面消息,朋友可能性会调整以前的计划,马歇尔飞行中心也就拿如此项目与经费。

到了1977年,美国和加拿大联合设立的军事机构北美防空司令部(NORAD)对天空实验室的观察表明,天空实验室的轨道衰减要比想象中严重的多,可能性太阳活动,它受到的大气阻力比以前预计的更大,而它坠落地球大气层的时间也将提前到1979年年中。

NASA原先还想着在天空实验室掉下来以前就能成功研发出航天飞机,并借此“复活”天空实验室,但你這個 切都太迟了,天空实验室坠落和航天飞机研发成功之间还是相差了一年的时间,NASA的你這個 如意算盘还是好难打响。

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