历史

  赫尔曼•波托奇尼克的1929年著作 The Problem of Space Travel （太空旅行的问题）中的插图，描绘了旋轮空间站的概念。

空间站概念的提出可以追溯到1869年，当时Everett Hale为《大西洋月刊》撰写了一则关于“用砖搭建的月球”的文章 。此后，康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和赫尔曼·奥伯特也对空间站进行过设想 。1929年 赫尔曼•波托奇尼克 （ 英语 ： Herman Potočnik ） 的著作 The Problem of Space Travel （《太空旅行的问题》）出版并风靡了30多年。1951年沃纳·冯·布劳恩在 矿工周刊 中刊登了他带有环状结构的空间站设计 。二战期间德国科学家曾研究过使用太阳能的轨道兵器，即所谓的“太阳炮”。按照设想，它将是运行在高度在5,100英里（8,200千米）的地球轨道的空间站的一部分 。

 礼炮4号空间站结构图

 和平号空间站，拍摄于STS-91任务期间

 国际空间站，拍摄于STS-133任务发现号航天飞机

阿波罗11号飞船在1969年抢先登陆月球后，前苏联在与美国登月的太空竞赛中落败，因此转向了其他方向（如空间站）来展示他们的航天实力。 礼炮一号于1971年成功发射升空，它是人类历史上首个空间站。但不幸的是三名宇航员在返回时因阀门故障造成座舱失压全部窒息死亡。美国紧随其后在1973年发射了“天空实验室”空间站，它携带了一系列的望远镜，科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。前苏联在1986年发射了“和平号”空间站，并在接下来的十年间不断对其进行扩充完善，服役至2001年。期间有包括美国在内的许多国家的航天员拜访过这个世界著名的空间站。1998年11月国际空间站的第一个部件曙光号功能货舱发射升空，随后陆续发射的模块对其逐渐进行扩充。它由多个国家分工建造、联合运用，成为国际合作进行太空开发的标志。自2000年11月之后，国际空间站上就保持至少三名乘员至今。

 天宫一号空间站（左侧）和神州飞船（右侧）对接的示意图

中国在2011年9月29日发射了首个小型试验性空间站天宫一号，中国也成为继苏联（俄罗斯）和美国后第3个能够独立发射空间站的国家。天宫一号将分别与随后发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立中国第一个空间实验室。

居住性

目前已有的空间站内部狭窄的密闭空间、高辐射和失重等问题让它们在可居住性上受到很大限制。在其中生活的宇航员面临着身体不适、心理障碍和长期健康问题的挑战。拿辐射举例：地球的生物在范艾伦带以下生息，受到地球磁场的保护免受太阳风的伤害，但空间站的乘员则得不到地球磁场的庇护。而长期在失重环境下生活会让宇航员面临肌肉流失和骨钙质流失的问题。

构造

空间站是一个由许多相互关联的子系统构成的复杂系统，一个功能完备的空间站通常会具备以下的模块。

主体结构

电源供应系统

温度控制系统

姿势控制系统

轨道操作和推进系统

自动化和机器人系统

计算机和通信系统

环境与生命支持系统

乘员生活设施

乘员和货物运输系统

发展

空间站可分为以下几代 ：

第一代空间站：特点：单舱，一个对接口（礼炮1号、礼炮2号、礼炮3号、礼炮4号、礼炮5号）

第二代空间站：特点：单舱，两个对接口（礼炮6号、礼炮7号）

第三代空间站：特点：多舱，积木式结构（和平号空间站）

第四代空间站：特点：多舱，衍架式和积木式的“混血”结构（国际空间站）

列表

礼炮系列空间站 （Salyut） （前苏联，1971年至1986年）

天空实验室空间站 （Skylab） （美国，1973年-1974年，3名乘员）

和平号空间站 （Mir） （前苏联/俄罗斯，1986年-2000年，28名乘员，全部长期停留）

国际空间站 （International Space Station, ISS） （美国/欧盟/日本/俄罗斯/加拿大，2000年-至今，2011年4月为止共有27名长期停留乘员）

天宫一号 （Tiangong 1） （中国，2011年至2017年（预计））

天宫二号 （Tiangong 2） （中国，2016年9月15日至今）

年表

前景

File:Sven Littkowski - Scenes - Space 022d - Space Carrier "Seneca".jpg 科幻未来世界中的空间站

目前为止的空间站皆属于公共组织所有，多用于科研用途，而现在有不少组织开始筹划商用的空间站项目，提供太空旅馆、可出租的实验室等服务。 为了解决上述章节里提及的可居住性问题，研究人员提出了许多设想。辐射问题可以通过更厚的舱壁来提供更好的保护。空间不足问题可以通过建造空间更大的舱体改善。而针对失重问题，国际空间站原本预定会带有一个可以旋转的舱体，用离心力来制造人工重力，但这个计划最终被取消了。目前的空间站皆为刚体结构，笨重因而发射费用过于高昂，上述设想短期内都将无法实现。因此自2000年起NASA和毕格罗宇航等组织开始研究柔性舱壁的膨胀型舱体。 俄罗斯正在推进的OPSEK项目将包含一个轨道组装厂，用来在轨道上建造那些若在地面建造发射会过大过重的部件。

在极端气候下，地球人类可能无法在地球生存，所以人类必需在太空中建立一个永久性空间站，包括能源及粮食空气水都能自给自足的空间站，里面可以生存人类。

参见

宇宙殖民地

和平号空间站

国际空间站

旋轮空间站

太阳系探索时间线

太空电梯

参考文献

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