上世紀(jì)70年代開(kāi)始，從前蘇聯(lián)發(fā)射“禮炮-1”號(hào)到“禮炮-5”號(hào)、美國(guó)“天空實(shí)驗(yàn)室”、前蘇聯(lián)和俄羅斯“和平號(hào)”空間站，人類發(fā)射了一代到三代空間站，使人類在太空中長(zhǎng)期駐留成為可能。

上世紀(jì)80年代，美國(guó)提出規(guī)模龐大的“自由”號(hào)空間站計(jì)劃，但是當(dāng)時(shí)美國(guó)太空計(jì)劃的重點(diǎn)是航天飛機(jī)，所以這方面是經(jīng)驗(yàn)不足的。前蘇聯(lián)解體后，由于俄羅斯缺乏這方面航天投入的資金，因此選擇了和美國(guó)合作，這就使國(guó)際空間站成為可能。

1993年，國(guó)際空間站由美國(guó)、俄羅斯、11個(gè)歐洲航天局成員國(guó)、日本、加拿大和巴西共16個(gè)國(guó)家聯(lián)合開(kāi)始建造，是迄今世界上最大的航天工程。國(guó)際空間站的基本架構(gòu)是在美國(guó)“自由”號(hào)空間站，前蘇聯(lián)的“和平-2”號(hào)空間站的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是第四代空間站。

1998年，俄羅斯發(fā)射了國(guó)際空間站的第一個(gè)艙段——“曙光”號(hào)艙。之后，美國(guó)利用航天飛機(jī)將國(guó)際空間站的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)艙——“團(tuán)結(jié)”號(hào)發(fā)射到太空，并且和“曙光”號(hào)對(duì)接在一起，形成了基本構(gòu)形。之后，俄羅斯又發(fā)射了國(guó)際空間站的核心艙“星辰”號(hào)，它通過(guò)交會(huì)對(duì)接，和“曙光”號(hào)和“團(tuán)結(jié)”號(hào)形成組合體，就具備了人類居住的條件。

因此，在2000年以后，國(guó)際空間站迎來(lái)了第一個(gè)乘組，美國(guó)和俄羅斯的三名宇航員，第一次進(jìn)駐國(guó)際空間站，此后空間站不斷地進(jìn)行擴(kuò)展。

國(guó)際空間站總體設(shè)計(jì)采用桁架掛艙式結(jié)構(gòu)，即以桁架為基本結(jié)構(gòu)。大體上看，國(guó)際空間站可視為由兩大部分立體交叉組合而成：一部分是以俄羅斯的多功能艙為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)接艙段及節(jié)點(diǎn)艙，與俄羅斯服務(wù)艙、實(shí)驗(yàn)艙、美國(guó)實(shí)驗(yàn)艙、日本實(shí)驗(yàn)艙、歐空局的“哥倫布”軌道設(shè)施等對(duì)接，形成空間站的核心部分；另一部分是在美國(guó)的桁架結(jié)構(gòu)上，裝有加拿大的機(jī)械臂服務(wù)系統(tǒng)和空間站艙外設(shè)備，在桁架的兩端安裝四對(duì)大型太陽(yáng)能電池帆板。這兩大部分垂直交叉構(gòu)成“龍骨架”，不僅加強(qiáng)了空間站的剛度，而且有利于各分系統(tǒng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器工作性能的正常發(fā)揮，有利于宇航員出艙裝配與維修等。其中，大型太陽(yáng)能電池帆板通過(guò)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，始終朝向太陽(yáng)的方向，以獲得最優(yōu)的能源供應(yīng)。

歐洲航天局在空間站上配置了一個(gè)稱之為“穹頂”號(hào)的艙段，它有7面巨大的玻璃，宇航員可以通過(guò)這些巨大的玻璃窗欣賞地球的美景。這樣一些巨大艙段使整個(gè)空間站的重量達(dá)到了400多噸，可以進(jìn)行非常全面的科學(xué)研究。

經(jīng)過(guò)十多年的建設(shè)，國(guó)際空間站于2010年完成建造任務(wù)，轉(zhuǎn)入全面使用階段。裝配完成后的國(guó)際空間站長(zhǎng)108米，寬88米，大致相當(dāng)于兩個(gè)足球場(chǎng)大小，是有史以來(lái)規(guī)模最大、耗時(shí)最長(zhǎng)且涉及國(guó)家最多的空間國(guó)際合作項(xiàng)目，運(yùn)行在傾角為51.6°、高度約400公里的軌道上，可供6至7名航天員在軌工作。其科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋物理科學(xué)、生物學(xué)與生物技術(shù)、技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證、人體研究、地球與空間科學(xué)以及教育活動(dòng)與推廣6大研究領(lǐng)域。

國(guó)際空間站上，最大的科學(xué)儀器是由美籍華人丁肇中教授牽頭研制的阿爾法磁譜儀，可以對(duì)反物質(zhì)和暗物質(zhì)等等進(jìn)行研究。

國(guó)際空間站已經(jīng)在軌運(yùn)行20多年，實(shí)際上目前也已經(jīng)接近生命末期。當(dāng)它經(jīng)過(guò)地球某個(gè)地區(qū)上空的時(shí)候，最大亮度可以超過(guò)-3等星，非常明亮。人類可以在地面上清楚看到它的軌跡，里面有三名以上的宇航員進(jìn)行長(zhǎng)期駐留、開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，為人類自然科學(xué)和工程科學(xué)奠定了基礎(chǔ)，也為人類走向更遠(yuǎn)的深空奠定了基礎(chǔ)。

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專家簡(jiǎn)介

楊宇光，中國(guó)航天科工集團(tuán)二院研究員，國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席。

出? ?? 品：中國(guó)科協(xié)　光明網(wǎng)

監(jiān)?? ? 制：戰(zhàn)? 釗

策??? ?劃：宋雅娟

科學(xué)顧問(wèn)：楊宇光

編??? ?導(dǎo)：宋雅娟 武玥彤

攝??? ?像：肖春芳

后期制作：光明網(wǎng)科普事業(yè)部