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空间站的功能和运作原理 机电工程学院 机械设计制造及其自动化1001班 杨森 空间站，英文名Space Station，又称航天站、太空站、轨道站。顾名思义，它是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。 空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。 空间站有许多独特的优势，下面就其功能和运作原理来谈。 首先说其功能，空间站在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。另外，空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。 而且空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段，为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。 在对地观测方面，比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果；当遥感器等仪器设备发生故障时，又可随时维修到正常工作状态；它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备，使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测，可长期预报气候变化。在陆地资源开发，海洋资源利用等方面，也都会从中受益。在天文观测上要比其他航天器优越得多，是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参于观测，再加上空间站在太空的活动位置和多方向性，以及机动的观察测定方法，因而可充分发挥仪器设备的作用。通过，天文学家不仅能获得宇宙射线，亚原子粒子等重要信息，了解宇宙奥秘，而且还能对影响地球环境的天文事件（如太阳耀斑、暗条爆发等）作出快速反应，及时保护地球，保护在太空飞行的航天器及其成员。 空间站的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面：人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响，可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景，而的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多，特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。 空间站仅就太空微重力这一特殊因素来说，就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件，直接促进这些科学的进步。同时，空间站的建成和应用，也是向着建造太空工厂、太空发电站，进行太空旅游，建立永久性居住区（太空城堡），向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步。 为保证上述空间站的功能，这与它的运作是分不开的！ 首先它必须要有生命维持功能，其中包含空气的控制、供给及循环系统，水循环系统，温度控制系统，食品供应系统，废物处理系统，防火系统。 其次是它的推进系统，国际空间站在距地面362-475公里处运行，虽然在这个高度上地球的大气已经十分的薄弱，但也足够拖拽空间站以降低它的速度，速度一低，高度也就随之降低，所以空间站需要周期性的推动以保持它合适的运行高度，每一次推动需要两个火箭发动机的燃料。 再次是通信及跟踪系统：国际空间站每天都必须与地面指挥中心进行交流，同时当宇航员进行太空行走的时候也必须与其它人员进行联系。国际空间站有两个体系帮助他们与地面联系，其一为S波段，进行声音、指令、自动测量记录及数据的传输，二为Ku波段（高频波段），进行视频及双向数据传输。国际空间站使用内部音频系统来完成空间站内部及空间站与太空行走人员的交流。 本文来源：https://www.dywdw.cn/f0f9dff07c1cfad6195fa71d.html
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2023-02-01
