太空实验室的对接

　　
　　“礼炮”号空间站和“天空实验室”的发展成功，坚定了人们对建立永久性空间站的信心，于是，前苏联很快就推出了第三代空间站——“和平”号空间站，它是世界上第一个长期性、可变换功能和扩大功能的载人空间站。
　　“和平”号空间站在距地面350～380公里高的轨道上运行，它长13.13米，最大直径4.2米，重21吨，由工作舱、过渡舱和服务舱组成，它的大小与“礼炮”号差不多，只相当于美国“天空实验室”的1/4。“和平”号空间站虽然不大，但它是一个基础舱，它有6个对接口，可以对接载人、载货飞船，也可以连接各种专业组合舱，这些组合舱都各有动力装置和生命保障系统，可以独立地完成不同的任务。从1986年2月20日“和平”号空间站入轨以来，站里的人员一般保持在3人左右，几乎没有中断过，他们在进行各种内容的科学实验。“和平”号除已对接过“联盟”TM载人飞船和“进步”M号货运飞船外，还对接过用于天体观测的“量子”1号舱，用于服务的“量子”2号舱和用于材料加工的“晶体”号工艺舱，用于生物医学、大气研究的光谱舱。它们组成了轨道联合体，供宇航员进行天体物理、生物医学、材料加工和地球资源勘探等科学考察活动。这个联合体总长达35米，质量达120吨左右，能接纳5～6名宇航员长期生活和工作。
　　前苏联宇航员罗曼年科从1987年2月6日到12月29日在“和平”号空间站生活工作了326天；宇航员季托夫和马纳罗夫从 1987年12月21日至1988年12月21日在“和平”号上生活了整整一年；而医生宇航员波亚科夫则从1994年1月8日至1995年3月22日在“和平”号上度过了438个昼夜，创造了人在宇宙中停留时间最长的纪录。
　　波利亚科夫是一名医生，曾多次负责“联盟”号飞船与“礼炮”号空间站上载人飞行的医疗保障工作，1972年被选入宇航员队伍。 1988年他曾乘“联盟”TM—6飞船升空，在“和平”号空间站上工作了239天。1994年的这次飞行，他的主要任务是完成太空失重对人体影响的实验。在远离祖国、远离家乡、远离亲人的14个月里，波里亚科夫完成了950项医学实验，他的结论是：“人的能力要比想像的大得多，人完全能够在宇宙中停留这么长时间，并且保持身体健康、具备工作能力。”波利亚科夫为完成神经生理学和代谢研究，首次动用了一整套站上医学装置。通过一系列实验获得了有关人的淋巴细胞活性、神经心理活动变化以及人体生物节律等方面的新资料。
　　波利亚科夫还说，如有需要，在失重条件下是能做开腔手术的。他说：“站上有必要的条件，医生的医术也完全能胜任。但是为了避免不必要的麻烦，还是回到地面做比较稳妥。”
　　波利亚科夫太空飞行438天以后的身体状况之好，令人吃惊。他并不是二三十岁的年轻人，而是年过52岁的人了，可着陆后他竟奇迹般地从舱内自己行走出来，然后才坐下，回收小组工作人员忙给他端上一杯热茶，又给他披上一条暖和的毛毯。第二天，人们惊异地发现波利亚科夫在莫斯科附近宇航员训练基地星城的一个湖边散步。在早期航天飞行中，宇航员在太空飞行几天就会感到身体虚弱，连手臂都抬不起来，返回地面一个月后才能恢复正常。波利亚科夫之所以长时间太空航行后还能保持身体处于正常状态，完全归功于科学而严格的宇航员训练。
　　在星城的湖边散步时，波利亚科夫告诉记者，他的航天经历不仅证明人能在太空长途飞行到火星，而且在火星着陆后能马上开始工作。尽管火星的重力仅为地球的八分之三，但这对经严格训练的宇航员来说，无关紧要。
　　波利亚科夫在地球轨道上持续飞行437天又18小时，如果加上1988年在“和平”号上的飞行，他这一生总共在太空生活3607天，航程2.5亿公里，围绕地球转了10000次。
　　前苏联的“和平号”空间站硕果累累，那么美国的“天空实验室”坠落以后又有什么新动作呢？
　　 80年代初，美国的航天飞机研究获得成功之后，大有“一鸣惊人”的气概，宣布要花 10年时间发展一种永久性空间站，以确保航天大国的领先地位，同时美国还邀请欧洲空间局、日本和加拿大等国参加联合研制和使用。
　　美国大型空间站取名为自由号，与前苏联空间站“和平”号的名字遥相呼应。
　　“自由”号空间站采用双龙骨方案，重200多吨，是“天空实验室”质量的2.5倍、前苏联“和平”号空间站的10倍。第一期工程主结构是一根长107米的桁架，桁架的两端各装有4块太阳能电池帆板、桁架中间挂有1个生活舱，1个试验舱，2个后勤舱，加拿大提供可移动的机械臂。第二期工程，在空间站原有基础上再增加1个方形构件，延长主体结构桁架的两端。增加长方形桁架构件使空间站挂靠的地位扩大了很多，这等于增加了空间站的功能，延长主桁架构件是为了安装太阳能动力发电装置，增加能源的供应。“自由”号空间站每次可以容纳8名宇航员，在里面舒适地生活和工作，每3个月轮换一次，以后还准备进一步发展，成为为太空中航天器服务的空间基地，人类飞往其他行星的中转站。这个方案的技术程度非常高，各组成部件全部依赖航天飞机送入轨道安装，共需要34次飞行，耗资160亿美元。
　　由于经费紧张，美国的“自由”号空间站方案一变再变。到1993年初，美国政府批准的“自由”号空间站的规模已大大缩小，它采用单龙骨方案，缩短了原设计的桁架，使用简化的电源系统和数据管理系统，有一个小型的美国实验舱、一个欧洲增压舱和一个日本实验舱。
　　冷战结束后，美国出于政治、经济上的考虑希望俄罗斯也参与合作。这样一方面可以防止俄罗斯航天技术扩散，另一方面可利用俄较成熟的载人航天经验和“和平”号空间站等现成的硬件，至少可节省10亿美元的开支。而俄罗斯由于国内政局动荡、经济困难，既难以继续维持开支巨大的载人航天计划，又不可能再开展大规模的航天活动，所以他们愿意参与合作，通过出售硬件和提供服务获得资金，为已运行了10年的“和平”号空间站更新设备，开展科研。
　　 1993年9月2日，美俄签署协议，双方同意在各自现有的空间站计划上联合建造一个包括欧洲空间局、日本、加拿大的部件的国际空间站，名字叫“阿尔法”空间站。
　　由“和平”与“自由”联姻而成的未来“阿尔法”空间站，总质量为377吨，主桁架87米，太阳能电池阵宽110米，提供110千瓦电力，可乘6名宇航号。它的主要舱段有美国的一个可容纳4名宇航员的居住舱；一个多用途实验室舱；两个资源接点舱；空间站的桁架构件；太阳能电池舱；推进组件；气闸舱等。有俄罗斯的太阳能电池帆板；三个实验舱和多功能运货舱、服务舱及救生飞船。有欧空局的“哥伦布”轨道舱；自动转移飞行器和乘员运输飞行器。还有日本的多功能空间科学实验舱。加拿大则负责空间站组装时所需要的机械臂的研制生产。
　　“阿尔法”空间站的建造分三个阶段，于2002年全部完成，实现长期载人能力。第一阶段，为美俄扩大联合载人航天活动期。一是反复演练美国航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站的轨道交会、对接技术，二是美俄互派宇航员航天飞机飞行或到空间站进行在轨操作和舱外活动练习，为“阿尔法”空间站的建造和对接打下基矗 1994年2月俄宇航员乘坐美航天飞机进行了训练，而1995年2月6日美国“发现”号航飞机在太空经过三天半的追逐，终于赶上了俄罗斯“和平”号空间站，在距地面395公里的太空轨道上，美俄两国的航天器相距的最小距离只有11.3米，实现了历史性会合。1995年6月27日，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机载着5名美国宇航员和2名俄罗斯宇航员向距地面315公里高的轨道爬升，追逐“和平”号空间站。经过41个小时的追逐，6月29日两个航天器对接成功，拉开了“阿尔法”空间站建设的序幕。当时， 100吨重的“阿特兰蒂斯”号和123吨重的“和平”号组成了迄今太空中最大的人造天体，同时在太空中飞行的人数达到前所未有的10人，身穿红色宇航服的7名“阿特兰蒂斯”成员和身着蓝色宇航服的3名“和平”号成员在一起拍下了一张太空“全家福”。
　　“阿尔法”空间站的第二阶段从1997年开始，此间要运送俄罗斯的多功能货舱，然后发射两个资源接点舱、服务舱，美国的实验舱，并使它们对接在一起组成载人的过渡性临时空间站。
　　第三阶段从1998年8月开始，发射空间站主桁架梁、太阳能电池阵，接着发射加拿大的机械臂、美国的居住舱、欧空局的“哥伦布”舱和日本的实验室，到2002年6月装配完毕。这时，空间站在距地球450公里高的轨道上，有宇航员6人。在第二、三阶段的装配中，美国的航天飞机大约要飞30次，俄罗斯的“质子”号运载火箭要发射近50次，欧洲的“阿丽亚娜”火箭也要发射多次。
　　看来，太空联烟真是一场漫长的恋爱过程。