回顾美国宇航局的先驱空间站天空实验室

回顾美国宇航局的先驱空间站天空实验室

22 多年来,宇航员和航天员一直居住在国际空间站,使该轨道实验室成为有史以来飞行时间最长的航天器。但如果没有更早的空间站——美国宇航局的天空实验室(50 年前于 1973 年 5 月 14 日发射),这一成就是不可能实现的。

天空实验室诞生于阿波罗登月计划取消后人们的失望和不满,它从未像十年前的太空竞赛那样引起公众的关注。但这项任务对之后的所有载人航天都至关重要,它为 NASA 提供了宝贵的经验,教给了它如何建造安全的长期居住航天器,以及如何围绕人类飞行来设计任务。

美国宇航局首席历史学家布莱恩·奥多姆说:“国际空间站的每个角落都有天空实验室的教训。天空实验室是一个转折点,人类会说,‘我们将成为一个长期在地球以外生活的物种。’”

登月计划和空间站

美国宇航局一直想要一个空间站。根据奥多姆的说法,该计划是通过水星计划(该计划中艾伦·谢泼德成为第一位进入太空的美国人)学习如何离开地球,然后与双子座飞船会合并停靠在轨道上,“下一步就是建造一个空间站,”他说。这个空间站将成为人类进一步探索月球和火星的航路点。

但随着约翰·F·肯尼迪总统 1961 年发表演讲宣布与苏联竞相登陆月球,一切都改变了。

美国国家航空航天博物馆阿波罗收藏馆馆长、太空历史学家蒂塞尔·穆尔-哈莫尼 (Teasel Muir-Harmony) 表示:“有些人认为阿波罗计划超越了预期,是航天领域的自然过程或自然进步。我们没有建造太空站,而是直接登上了月球。”

美国投入了巨额资金和政治资本,才率先登上月球。但公众支持和国会资助在 1969 年 7 月 20 日登月后几乎立即开始减少。阿波罗 18、19 和 20 号任务于 1971 年取消,阿波罗 17 号机组人员将成为未来几十年最后一批踏上月球的人类。

天空实验室的想法起源于 1965 年,当时 NASA 的预算非常充裕。NASA 决定,即使在资金紧张的情况下,该项目仍可继续推进,部分原因是卫星将使用现有的阿波罗基础设施。最初计划用于发射阿波罗 12 号任务的土星五号火箭可以将天空实验室送入轨道。而空间站本身将由火箭的第三级建造而成。

“这是创建空间站的真正巧妙而实用的方法,”缪尔-哈莫尼说。

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天空实验室的建筑结构并不是材料的唯一创造性使用。在 5 月 14 日的发射中,天空实验室的微陨石防护罩(也起到遮阳板的作用)被剪掉,导致新进入轨道的空间站被阳光直射。美国宇航局的“修复者”杰克·金兹勒(Jack Kinzler)是约翰逊航天中心技术服务中心的负责人,他使用伸缩式钓鱼竿开发了一种原型遮阳伞,宇航员可以通过天空实验室的气闸舱展开。他们只用了六天就完成了这项工作,拯救了空间站。据奥多姆说,这是天空实验室的第一个重要教训之一。

奥多姆说:“这是一个非凡的时刻,它告诉我们,我们可以在危机中做出反应。”

天空实验室的教训

天空实验室从 1973 年到 1974 年共接待了三批机组人员。天空实验室一号机组人员飞行了 28 天,而天空实验室二号任务持续了 59 天。

但第三批也是最后一批进入空间站的机组人员天空实验室 3 号仅坚持了 84 天,于 1973 年 11 月 16 日发射,并于 1974 年 2 月 8 日返回地球。

这在当时是一件大事。后来,NASA 的宇航员,如斯科特·凯利和佩吉·惠特森,会在国际空间站工作数百天,但在 1973 年,没有人知道人类是否真的能在太空中生活这么长时间。奥多姆说,天空实验室 III 号机组人员的停留时间“比之前所有太空飞行的总和还要长”。

天空实验室肯定地回答了人类是否能够忍受长期太空飞行的问题,但它也明确表示这是有代价的。

“他们注意到宇航员尿液中的钙含量增加,这与骨质流失有关,”穆尔-哈莫尼说,这凸显了在太空中运动的重要性。锻炼现在被认为是国际空间站宇航员日程安排中的关键部分。

天空实验室还发现了一些可以让太空生活更舒适的细微变化,比如美食。“食物通常被认为有点太淡了,”穆尔-哈莫尼说。“你的味觉能力受到体内液体阻塞鼻腔的限制(在微重力环境下),所以在太空中吃更多美味的食物很重要。”

据穆尔-哈莫尼称,天空实验室的微重力淋浴器据说是防水的,是一种圆柱形帐篷状装置,很可能是空间站上的最后一台淋浴器。“它的效果并不好,”她说。“这是一个重要的教训,最好用湿巾,而不是在太空中淋浴。”

另一个持久的教训是,如果你不关注机组人员的人类需求,世界上所有巧妙的工程设计都帮不了你。天空实验室三号机组人员几乎精疲力竭,几乎没有时间在任务之间或休息,这迫使 NASA 重新评估他们的工作时间表。“你不​​能让人们全力工作,然后睡着,睡八个小时,醒来,然后立即回去工作,”奥多姆说。“他们在天空实验室学到了这些教训,在某种程度上让人们经受了严峻的考验。”

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天空实验室的最终教学对于当今在太空中工作的任何人来说可能是最重要的,特别是随着近地轨道上的卫星和其他航天器的数量增加。与国际空间站不同,天空实验室没有配备推进器。它无法控制自己的高度,因为人们认为航天飞机将于 1977 年投入使用,并可以在必要时将空间站推得更高。但开发计划一再拖延,第一架航天飞机直到 1981 年才升空。随着天空实验室的轨道退化,美国宇航局决定让空间站于 1979 年 7 月 11 日重新进入地球大气层,希望空间站会在印度洋上空燃烧。碎片最终散落在西澳大利亚部分地区,但无人受伤。

如今的 NASA 会认为这种重返大气层的行为是鲁莽的。奥多姆说,如果你不知道飞船确切坠落的位置,就会出问题。“NASA 肯定从 1979 年吸取了深刻的教训。”

天空实验室的持久遗产

由于没有定期的太空旅行,天空实验室的工作人员只能靠自己携带的东西维持生活。如今在国际空间站上飞行的宇航员面临的限制比天空实验室的工作人员要少。例如,国际空间站会循环利用大部分水,定期的货物补给任务会为那里的宇航员运送食物。现在有健身设施和更周到的工作计划。

“天空实验室是一次巨大的进步,比以往任何人经历过的都要快,”奥多姆说。“总得有人成为先驱,承担风险。天空实验室就是为了冒险。”

国际空间站每次接待宇航员的时间超过 350 天——这是一项了不起的成就,如果没有天空实验室的经验,这是不可能的。

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