太空的空间站有多大？内部的构造是怎样的？

国际空间站最早是由美国提出的一项国际太空合作计划的产物，主要由美国、俄罗斯、加拿大、欧洲空间局、日本、巴西六个国家的太空机构联合推进的国际太空合作项目。

从1998开始建造到2005年建造完成，组装完成后的国际空间站将作为人类科学研究和开发太空资源的大型航天器，为人类提供一个长期在轨运行的可以执行对地观测和天文研究的平台。共设计建造有6个实验舱(美国1个、俄罗斯3个、欧空局1个、日本1个)，1个俄罗斯建造的居住舱(包含有卧室、洗手间、厨房)，内部空间达到了1200m³，环境为一个标准大气压。2个节点连接舱和其他的运输系统和服务系统共计13个舱段。国际空间站里面的服务设施还是很多的，包括淋浴室、健身房、**院等。

整个国际空间站建成后成为一个长73米、宽 108米，重达420吨的庞然大物。如果把国际空间站放在地面上，占地面积至少相当于一幢有9个单元、高24层的楼层。设计寿命15年，最多可以容纳15人同时居住和生活。总投资超过了1100亿美元，其中光空间站的建设成本就高达500亿美元。其中又以俄罗斯和美国为主要核心，俄罗斯负责整个空间站的框架和基础设施，包括轨道舱和居住舱等在轨飞行的必要舱段的研制和发射任务，美国主要负责框架上的科研舱段的研究和发射以及后期的国际空间站运营任务。其他的包括加拿大制造的用于抓取联盟飞船、航天飞机、等航天器的大型机械臂，以及欧空局和日本、巴西研制的一些科研舱室。

国际空间站作为人类迄今为止发射过的最大的航天器，为人类的发展提供了不少的帮助，包括外太空的星际穿越和未来人类星际航行等一些远大项目提供了先前基础条件。不过国际空间站的设计寿命只有15年，再加之多次出事和一些其他问题后，最迟十年后就要退役了，退役的方式很可能和其他航天器一样坠入大气层烧毁。

未来最有可能的接替者就是我国计划明上半年年由长征5B发射入轨开始建造并计划于2022年建成的中国空间站(不过受长5火箭的影响首飞时间可能要推迟到明年下半年或者2020年上半年)，虽然规模没有国际空间站大，重量也只有90吨左右，但是其意义深远重大。

国际空间站由16个国家太空机构合作开发，它能够在400千米的高空以每小时27000千米的速度飞驰，是人类制造出的最昂贵的物品。国际空间站可以说是一种特殊的研究实验室，能够容纳六个人在其中生活，NASA称之为“人类进行的最复杂的科学和技术 探索 ”。

空间站内的宇航员在太空中生活和在地面上总有一些不一样的体验。比如大多数食物都是装载真空密封的容器中，被宇航员煮过后，才是相对正常的食物。宇航员吃东西也需要非常小心，遗留下一点点事物，都有可能进入空气过滤设备中，从而引发故障。

太空的微重力环境可能对宇航员的 健康 造成影响，比如肌肉和骨质的长期退化等等。国际空间站也有预防这一问题的设备，包括模拟重力训练来锻炼肌肉的设备，还有跑步机，宇航员必须拿弹力绳把自己绑在机器上才能跑步。

国际空间站由多个太空舱组成：

“星辰号”服务舱（Zvezda） 这个舱也叫作DOS-8舱。它由俄罗斯制造，是第三个组装到空间站的太空舱。“星辰号”加入后，空间站才能供人居住。“星辰号”中有氧气过滤装置、先进的通信系统、睡眠区、卫生间以及健身设备，还有用于调整轨道的引擎。

“哥伦布号”实验舱（Columbus） 该实验舱有欧洲航天局制造，被用于进行各种研究活动。该实验舱和ISS几个其他部分共同为综合设备平台——国际标准载荷架（international standard payload rack）的安装提供支持。自发射以来，该实验舱中又增加了好几个组件。

“命运号”实验舱（Destiny） NASA制造的这一实验舱包含一系列生命支持和科学研究系统。和“哥伦布号”类似，“命运号”的载荷架可以被重新配置以用于进行新的实验。它最著名的特点是设有一个51厘米宽的纯光学窗，通过这个窗口，空间站的宇航员已经拍摄到了许多极具科研价值的地球的照片。

穹顶舱（Cupola） 在这一观测舱中可以用360度的视角看地球，同时也可以透过80厘米宽的主窗看到地球，这是人造宇宙飞船中用过的最大的窗户了。宇航员可以在穹顶舱内检查空间站外部进行的工作，同时观察对接飞船的到达和脱离。

“希望号”服务舱（Kibo） 它的正式名称是“日本实验舱”，主要用于进行科研，在2008年加入了空间站。在太空站内部和大片的外部区域，也就是所谓的“暴露设施”（Exposed Facility），“希望号”都在进行着一系列重要的实验。“希望号”是至今为止最大的太空舱。

这些舱当然是分批次被送上太空然后被组装到一块儿的。

至于在太空生活和工作是什么感觉？Expedition 18飞行工程师Sandra Magnus撰写了一系列有关她在国际空间站上停留的日记。她指出了一个重要的事情：当地许多人提前（实际上是几年）计划了一个宇航员的日子。“我们在船上有一个调度计划，里面有我们需要知道的所有细节，以便做一天的工作。它告诉我们什么时候应该睡觉，什么时候应该起床，什么时候我们应该运动什么时候吃我们的饭菜，何时以及我们需要做什么信息来做我们的任务“。虽然这听起来非常严格，但马格努斯指出，有一些灵活性，并不是每项任务都必须在时间表规定的确切时间进行。

微重力提供了一个充满挑战的环境。无论你是睡觉，换衣服还是工作，除非它固定到位，否则你周围的国际空间站内的一切都会浮动。即使是早上起床和穿衣服这样看似简单的事情也不是那么简单。想象一下，打开你的衣柜只是让它的内容飞向你。在早上做好准备时，马格纳斯说，“当我取下我的PJ时，他们在船员宿舍里漂浮，直到我把它们收起来并立即将它们固定在乐队或其他东西后面。我只想说它很容易丢失事情在这里！“

醒来后，每个宇航员都有一个睡眠后的时间来为这一天做准备。在此期间，宇航员可以淋浴，吃饭，锻炼和准备工作。锻炼很重要; 在微重力中，骨骼失去钙质，肌肉减少质量。因此，宇航员必须锻炼一定时间。Magnus喜欢在早上第一件事，每天在固定自行车和跑步机之间交替。接下来，有一个早上的会议，他们与船员和地面管理员讨论每个人当天的职责。会议结束后，他们开始工作。

对于工作，宇航员进行实验或维护。像大多数劳动人民一样，他们停下来吃午饭 - 但他们的午休时间有点不同。国际空间站上的食物主要是冷冻，脱水或热稳定，饮料脱水。宇航员收集食物托盘和器具，从储藏室中找到他们单独包装的食物，准备物品（必要时补充水分），加热物品，将它们放入托盘中并进食。用餐后，他们将用过的物品放入垃圾压实机中，清洁并存放餐具和托盘。

午餐后，预定的活动继续进行。在工作日结束时，会有一个晚会，然后是2小时的睡前期。在此期间，宇航员吃晚餐，完成任何未完成的任务并放松。根据Magnus的说法，有很多选项可以填补这2小时的时间，“还有电子邮件，电话，新闻，照片和其他活动占据这个时间。星期五是**之夜，有时也是星期六”。

2017年的时候，谷歌地图更是将其街景服务扩展到了国际空间站，这对于一辈子都没机会登上空间站的人，通过谷歌街景服务就可一睹国际空间站内部构造，甚至还有宇航员工作的点点滴滴，绝对是一大福利。

其实对于空间站，大多数人都想象过在失重的环境里如何生活。但其实，很少有人真的知道空间站里的资源到底是怎样循环利用，资源短缺了又该如何补给，还有从太空俯瞰地球到底是何种景象。

大航海时代已经过去了好几个世纪，随着 科技 的发展、文化的普及，人们普遍接受了自己处在无穷空间中的一个小小星系里的小小恒星上这一既定事实，可这并不会使我们停止对太空的 探索 。

对于国际空间站而言，其实还在不断改建之中，从舱体框架到传感器电池，都是随时在变化中的，由航天飞机携带组件送到舱内，再由舱内科学家们进行组装改造，不断地提高舱体的功能，据说这样的改建将一直持续到2030年太空站退役为止。

而此次谷歌推出的国际空间站街景就是为了方便更多的好奇者，其街景所用皆由宇航员亲自拍摄，而近段时间街景采集恰好赶上Space X货运飞船停靠国际空间站，于是让更多人看到了空间站的改建材料还有宇航员生存资源补给是通过货运飞船实现的。

据谷歌街景地图显示，国际空间站里面并不宽敞，各种设备显示器充斥其中。为了让大家看的更明白，一向注重用户体验的谷歌也做出了详细注解，这其中就包括宇航员的食物种类、空间站内完成的实验记录等等，可以说相当的详细。

而这也让宇航员托马斯发出了感慨：这给了普通人与我们宇航员一起共同遨游太空的绝佳机会。不过笔者想说的是，国际空间站可真够乱的，不过能从地图上一睹其风采，还是相当有吸引力的。

NASA成立以来那些著名的航天器

1959 - 1963 水星计划 （Project Mercury）水星计划的目的是验证载人航天的可行性，并抢在俄国人之前把宇航员送上太空（近地轨道）。一共六次任务，完成了首次载人航天飞行、首次近地轨道绕行和首次超过一天的任务。

（水星计划六次载人发射的场景拼图，可见所使用火箭的不同。）

2  196155 Mercury-Redstone 3 / Freedom 7 -第一位美国宇航员：发射升空的水星计划 Freedom 7 飞船，载着航天员 Alan Shepard 完成了美国首次载人航天飞行。飞船完成了时长 15 分钟的亚轨道飞行，达到了 188 km 的远地点高度。

（发射时的场景）

3  1961721 Mercury-Redstone 4 / Liberty Bell 7 - 第二位升空的美国宇航员：设计与前一次任务相同的 Liberty 7 飞船，载着 Gus Grissom（之后丧命于 Apollo 1 任务，后文有提到）完成了第二次亚轨道飞行。返回落海时舱门意外打开，海水瞬间涌入，Gus 险些丧命不过被直升机救起。

（升空前的 Gus Grissom 和他的飞船）

4  1962220 Mercury-Atlas 6 / Friendship 7 - 首位完成近地轨道绕地飞行的美国宇航员：后来当上了俄亥俄州参议员的宇航员 John Glenn 乘 Friendship 7 飞船完成了美国人的首次近地轨道绕地飞行（俄罗斯人的首次是 Yuri Gagarin 在 1961412 完成的，绕地一圈），一共 3 圈。

（升空前的 John Glenn 和他的飞船）

5  1962912 "We choose to go to the Moon"：肯尼迪在莱斯大学演讲，提出要在 1970 年到来之前完成登月。

"We choose to go to the moon We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too"  

- John F Kennedy

6  1963 - 1966 双子座计划（Project Gemini）<双子座计划的目的是在确定了登月的目标后，验证其可行性。一共十次任务，完成了轨道交会、太空对接、出舱行走等多种登月所必备的技术的可行性验证和试验。

（双子座计划使用飞船的结构示意图 ）

7  196563 - 196567 Gemini 4 - 美国宇航员的首次太空行走：宇航员 James McDivitt 和 Ed White 乘双子座 4 号飞船登上太空，并由 Ed White 完成美国宇航员的首次太空行走，时长 22 分钟。

由另一位宇航员 James MvDicitt 记录下的 Ed White 出舱行走的情景（从双子座计划，NASA 开始在太空任务中使用哈苏相机，成像质量更好）

8  1965124 - 19651218 Gemini 7 & Gemini 6A - 首次轨道会合：Gemini 6A 任务原计划由宇航员 Wally Schirra 与 Thomas Stafford 操作双子座 6 号飞船和无人目标飞船进行对接，但是目标飞船发射失败，迫使任务改为和载有宇航员 Frank Borman 和 Jim Lovell 的双子座 7 号飞船进行轨道会合试验，同时确定宇航员在太空生存 2 周的可能性。

（会和后从双子座 7号飞船拍到的双子座 6 号飞船）

9  1966316 - 1966317 Gemini 8 - 首次太空对接：宇航员 Neil Armstrong 和 David Scott 乘双子座 8 号飞船完成与目标飞船的轨道会合后，完成首次太空对接。

（在双子座 8 号飞船中看到的对接目标飞船）

10  1961 - 1972 阿波罗计划 （Apollo program）<阿波罗计划在 1969 年完成了人类首次登月的壮举，实现了肯尼迪设下的目标。总共 11 次载人任务，登月 6 次，共有 12 位宇航员踏上月球表面。原定 10 次登月，有一次失败（阿波罗 13 号），最后三次（阿波罗 18、19 和 20 号）被取消。

阿波罗计划中使用的 Apollo 飞船 和 土星 5（Saturn V）火箭可以说是当时美国举全国之力（阿波罗计划总耗资 239 亿美元，相当于现在的约 1000 亿美元）在短短的几年时间内设计、制造、试验完成的。

（阿波罗飞船在火箭前段整流罩内的示意图）

最前端的是逃逸塔，在发射阶段一旦出现问题，逃逸塔火箭启动将下面的指挥舱（Command Module）带离土星火箭。指挥舱，也是返回舱，是三位宇航员大部分时间所待的地方。与指挥舱连接在一起的是服务舱（Service Module），搭载引擎和燃料、氧气等。下面是登月艇（Lunar Module），土星火箭完成最后一次点火，将飞船送入地月转移轨道后，连为一体的指挥舱与服务舱（Command/Service Module）将会和载有登月艇的火箭分离，旋转 180 度，再和它对接，将登月艇从火箭里 “抽” 出来，完成这个高难度动作后，就可以飞向月球了。登月时，指挥（Commander）和登月舱驾驶员（Lunar Module Pilot）乘登月舱在月球表面着陆。指挥舱驾驶员（Command Module Pilot）在指挥舱中，留在绕月轨道上，等待登月完成后和升空的登月舱会合对接后返回地球。进入大气层之前，月岩样品等被转移至指挥舱，抛弃登月舱和服务舱。随后指挥舱带着三位宇航员重返大气层。

（阿波罗 15 号的指挥/服务舱，由登月舱宇航员拍摄）

登月艇由两部分组成：下半部分是返回时留在月球表面的下降级（Descent Stage），包括着陆下降时用的反推引擎及燃料，和要留在月球表面的科学实验仪器等，在后期的任务中所用的月球车也是放在这个舱里；上半部分是返回时的上升级（Ascent Stage），也有一个引擎，当它点火时，将下面的下降级作为发射台（这也是高难度动作…）。

（阿波罗 16 号的登月舱）

土星火箭高达 110 米，重 3000 吨，其中燃料就有 2500 吨，第一级的五台 F-1 引擎可以产生 3400 吨的推力，可以将 45 吨重的阿波罗飞船送往月球（很多现代火箭的近地轨道运载能力都远低于这个数字）。它是人类有史以来所制造的最大、最重、推力最强劲、运载能力最大（值得一提的是，中国研发中的长征-9 火箭的设计运载能力超过了土星火箭）的火箭。

(从发射架拍到的阿波罗 11 号飞船起飞的场景)

11  1967127 Apollo 1 - 三位宇航员葬身火海：原定于 1967 年 2 月 21 日发射的 AS-204 任务，在之前的一次例行发射演练中，由于座舱失火，导致三名宇航员 Gus Grissom、Ed White 和 Roger Chaffee 丧生，其中前两人都是参加过水星计划和双子座计划的资深宇航员（前面均有提到）。导致起火的原因是座舱中充满了比大气压压力要大的纯氧，同时舱盖是向内开的，以保证不会意外打开。结果电火花造成起火后，火势迅速蔓延，同时三位宇航员无法打开舱盖，最后导致惨剧。

(被烧毁的指挥舱)

12  19681221 - 19681227 Apollo 8 - 人类首次绕月飞行：阿波罗 8 号飞船搭载宇航员 Frank Borman、Jim Lovell 和 William Anders 在历史上首次离开近地轨道，飞向月球。飞船绕月 10 圈，共 20 小时。

阿波罗 8 号宇航员拍摄到的历史上首张地球全景照片（近地轨道距离地球太近，无法拍到完整的地球）

13  1969716 - 1969724 - 人类首次登月：在 8 年之前阿波罗计划启动的时候，NASA 甚至连可以把宇航员送上太空的火箭都没有，而是在弹道导弹上装个载人舱，改装成了美国最早的载人火箭。短短 8 年之后的 1969 年 7 月 20 日，阿波罗 8 号飞船登月成功，Neil Armstrong 和 Buzz Aldrin 踏上了月球表面，赶在 1970 年到来之前完成了肯尼迪设下的 “1970 年前登月” 的目标。指挥舱驾驶员是 Michael Collins。Neil Armstrong 首先出舱，Buzz Aldrin 随后，两人在月球表面活动了 2 小时 30 分钟。

（"That's one small step for a man, one giant leap for mankind" 个人的一小步，人类的一大步。安装在登月艇侧面的电视直播摄像机拍到的即将登上月球的 Neil Armstrong）

Buzz Aldrin 拍摄的自己的脚印（虽然这张照片极为有名，但是本来拍摄的目的其实是用来计算月球土壤的硬度等参数的）

（Neil Armstrong 拍摄的 Buzz Aldrin，从面罩反光中可以看到 Armstrong）

14  1970411 - 1970417 Apollo 13 - 一次成功的失败：成功登月 2 次之后，第三次阿波罗任务遇到了前所未有的困难。在飞向月球途中，一次例行的设备检查使得服务舱的氧气罐发生爆炸，三位宇航员 James Lovell、John Swigert 和 Fred Haise 不得不关闭所有仪器设备，转移到登月舱中，将登月舱作为 “救生艇”，在克服了一个接一个的困难，解决了无数的问题之后，三人平安返回。

（分离后拍到的服务舱，氧气罐爆炸将整个面板炸飞）

15  1971726 - 197187 Apollo 15 - 首次使用月球车：在月球表面蹦蹦跳跳实在不爽，搞个月球车吧！于是 NASA 就搞了个月球车…全重仅 220 kg，还可以折叠塞到登月艇里，比 F1 赛车不知道高到哪里去了。

（史上最贵的车）

16  1973 - 1974 天空实验室计划（Skylab）天空实验室计划是 NASA 的空间站计划，阿波罗计划结束后还剩余三枚土星 V 火箭，NASA 决定把它利用起来，用来发射无人的空间站（实际只有第一次天空实验室任务 SL-1 使用了土星 V 火箭，后续任务都是使用的土星 IB 运载火箭，剩余的两枚土星 V 火箭都躺在博物馆里了…- -），后续任务再将宇航员送到空间站里（和中国的天宫计划类似）。

END

航天服在结构上分为6层：内衣舒适层、保暖层、通风服和水冷服（液冷服）、气密限制层、隔热层、外罩防护层。与宇航服配套的还有头盔、手套、靴子等。

在真空环境中，人体血液中含有的氮气会变成气体，使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服，就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。 航天服是在飞行员密闭服的基础上发展起来的多功能服装。

早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用，后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构，可供航天员出舱活动或登月考察。

扩展资料：

宇航服的氧气罐为太空人提供氧气。而排出的二氧化碳则由氢氧化锂（lithium hydroxide）所吸收。宇航服的表层有阻隔辐射的功用。太空人的体温则由一套贴身内衣调节，这件内衣布满水管，水泵不断把水循环，把太空人身体所发出的热带走，而水则由升华器（sublimator）所冷却。

宇航服最后一个重要功用为太空人提供所需的气压（约等于半个标准大气压力52kpa）；如果气压过低，人体血液及身体组织内的气体会离开，令太空人患上类似潜水员常有的潜水病（在真空的情况下，太空人更会由于血液瞬间“沸腾”而死亡）。

——航天服

美国水星号飞船总长约29米，最大直径18米，重约13～18吨。由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成。在发射时，水星号飞船的顶端还有一个高约5米的救生塔。

座舱内可乘坐一名航天员，设计的最长飞行时间为2天。航天员躺在特制的座椅上，通过飞船舷窗、潜望镜和显示器可观测地球表面。

在座舱外面大钝头处覆盖一层很厚的防热材料。飞船返回前点燃制动火箭，然后抛弃制动火箭组合件，再入大气层，下降到低空时打开降落伞，航天员与飞船一起溅落在海上，由直升机和打捞船只回收。

1961年5月5日水星号飞船进行了首次亚轨道载人飞行，飞行高度186千米，飞行距离约480千米，飞行时间15分22秒，其中失重5分4秒，飞船在大西洋上溅落。同年7月21日水星号飞船进行了第二次亚轨道载人飞行，飞行高度190千米，飞行距离488千米。

在空间运行中航天员曾试验使用手控装置保持飞行路线，进行滚动和偏航飞行，拍摄了地球陆地构造、气象云图和天体等照片。

航天员发现在轨道飞行中通过舷窗观测地平线和天体，可使飞船正确定位，从而可取消座舱中笨重的潜望镜，使飞船作漂移式飞行以节省燃料。

“联盟号”宇宙飞船由轨道舱、指令舱和设备舱3个部分组成，总重量约65吨，全长约7米。宇航员在轨道舱中工作和生活；设备舱呈圆柱形，长23米，直径23米，重约26吨，装有遥测、通信、能源、温控等设备；指令舱呈钟形，底部直径3米,长约23米，重约28吨。

“联盟号”宇宙飞船在返回大气层之前，会自动将轨道舱和设备舱抛掉，然后由指令舱装载着宇航员返回地面。

从“联盟10号”飞船开始，前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行，把载人航天活动推向了更高的阶段。

飞船