基本介紹
- 中文名：天空實驗室
- 外文名：Sky Lab
- 所屬國家：美國
- 屬性：環繞地球的試驗性航天站
建造及使用,研發歷史,系統結構,實驗內容,取得的成果,維修過程,
建造及使用
初期航天競爭中失利以後，美國人不僅搞搶先載人登月的“阿波羅”計畫，“把蘇聯人摔倒在月球上”，而且要一鼓作氣，逐漸甩掉一次性使用的火箭和一次性使用的載人飛船，而建設永久性航天站和為它配套的天地往返運輸系統——太空梭，要遠遠地將蘇聯人拋在後面，為此擬訂了“天空實驗室計畫”。
研發歷史
1966年美國提出土星S-IVB級箭體試驗模組（SSESM，Saturn S-IVB spent-stage experiment support module）方案，用土星5號火箭的第三級箭體改造為空間站主體，SSESM在競爭中落敗於載人軌道實驗室(MOL)方案。
1969年MOL被取消。由於阿波羅18到20任務的取消，NASA空餘出三枚土星5號火箭，於是SSESM改為“天空實驗室”。
20世紀70年代美國在結束阿波羅項目後，預算削減同時投入重點轉向太空梭項目，對比空間站項目的進度和能力，美國同期在空間站技術上仍然領先於蘇聯。
1973年5月14日，美國在甘迺迪宇宙中心發射的第一個軌道空間實驗室是人類迄今向近地軌道發射的人造天體中重量和容量最大而又最複雜的一個。天空實驗室使用土星INT-21火箭發射進入高度為435千米的近地圓軌道。同年還先後發射了3艘阿波羅飛船與天空實驗室對接，這3艘飛船分別稱為天空實驗室-2、3、4。
天空實驗室在起飛63秒後，由於其微流星/陽光防護罩以及一個太陽電池翼被高速氣流衝掉，致使艙內溫度急劇上升。入軌前出現故障。
1973年5月25日，一艘阿波羅飛船（天空實驗室-2）載3名航天員與天空實驗室對接，航天員用一頂遮陽帆擋住陽光，使實驗室內溫度下降，並展開了另一個被卡住的太陽翼，天空實驗室得以正常工作。
1973年5月25日、7月8日和11月16日美國分別進行了三次阿波羅飛船發射均成功與天空實驗室對接，每次任務三名航天員，三次任務中九名總計在空間站生活171天。
1974年2月8日第三次天空實驗室飛行任務的航天員著陸，此後天空實驗室關閉，雖然NASA曾計畫使用太空梭為天空實驗室加注燃料重啟空間站，但由於大氣阻力超過預期。
1979年7月11日，地面操作人員向天空實驗室發出最後一次指令，使它安全地飛過北美大陸上空人口稠密地區然後返回地球。天空實驗室接到指令後，便象一條火龍劃破長空，穿過大氣層，最後化成無數碎片墜落在澳大利亞西部地區和南印度洋。至此，它在宇宙空間運行了2246天，繞地球3.4981萬圈，航程達14億多公里，
系統結構
天空實驗室是美國的第一個試驗型空間站，天空實驗室是通過兩次發射對接而成的。先是將運載火箭把在地面裝配好工作艙、過渡艙、對接艙和太陽能望遠鏡送入軌道，隨後再用運載火箭把乘有3名太空人的阿波羅飛船送入軌道，使飛船和對接船對接，組成完整的實驗室。
工作艙是天空實驗室的基本部位，是太空人主要的工作和生活艙室。艙內設有實驗室的基本部位，是太空人主要的工作和生活艙室艙內設有環境控制系統，它能給太空人提供舒適的環境，保持室溫為15.6～20℃。太陽能望遠鏡是天空實驗室上的一個天文台，可以拍攝太陽的紫外光線和X射線等，獲得精細的日冕照片。在天空實驗室里有作業室兼實驗室、食堂、寢室、廁所等。
基礎設施
天空實驗室全長36米，最大直徑6.7米，質量約77噸，包括軌道艙、氣閘艙、對接艙、太陽望遠鏡，可提供360 m3的工作場所。
“天空實驗室”具有368立方米容積，它有11個食品貯藏器和5個食品冷凍器，可貯藏907千克食品不同種類的冷熱食品分裝在金屬盒內。另外，衛生設施大為改善，有沐浴、香皂、毛巾和大小便
空間站的最大部分，這是一個“二層小樓”，下層供太空人睡覺、準備食品、吃飯、整理個人衛生、處理廢物並進行一些實驗工作，上層有一個大工作區和貯水箱、貯放食物箱、冷凍箱以及實驗設備、用品。
軌道工廠
軌道工場外面有一個薄的鋁製防護罩，發射時這個罩緊貼在軌道工場上，到大氣層外自動張開，防護罩距軌道工場127毫米它遮擋陽光使艙內保護合適的溫度，並可防止溫柔星碰撞；
氣閘艙
太空人進行艙外活動的進出口；
對接接合器
提供與指令服務艙對接的接口；
天空實驗室
天空實驗室太陽觀測台
可載人的天文觀測台；
前4部分合稱“天空實驗室1號”。
指令服務艙
實驗內容
天空實驗室進行了大量天文、遙感和航天生物醫學實驗，它拍攝了大量太陽活動照片，科霍切克彗星的觀測是人類首次大氣層外親眼觀看到了彗星。
1973年5月到1974年2月先後接納過3批航天員，每批3人，在站分別工作了28天、59天和84天，進行了270多項研究實驗，拍攝了18萬張太陽活動的照片、4萬多張地面照片，還進行了長期失重人體生理學試驗和失重下材料加工的試驗。
後來天空實驗室又接待了由阿波羅號飛船送來的兩批航天員。這3批航天員每批3人，共9名太空人到站上工作，在空間站內分別工作和生活了28天、59天和84天。在載人飛行期間，用58種儀器進行了270多項天文、地理、遙感、宇宙生物學和航天醫學試驗研究。其中有用太陽望遠鏡觀測太陽拍攝了18萬張太陽活動的照片；用6種遙感儀器對地球進行了觀測、拍攝4萬多張地面照片；用7種儀器研究太陽系和銀河系的情況；用醫療器械研究長期失重對人體生理影響；還進行失重下的材料加工試驗，1974年2月第三批太空人離開太空返回地面後“天空”實驗室便被封閉停用，直到1979年7月12日在南印度洋上空墜入大氣層燒毀。它在太空運行2 249 d，航程達14億多千米。
取得的成果
美國天空實驗室空間站在軌道上運行期間，共接待了三批共9位太空人。除成功完成了空間站的修理工作外，太空人們在空間站里進行了許多生物實驗，研究了植物在太空中生長與在地球上生長是否不同的問題，研究了細菌在太空的生長情況。
在天文學領域，一是第一次觀測到一個新彗星──科豪特克彗星，並拍攝了33張色彩豐富、非常清晰的彗星照片，對於研究彗星組成有重要價值。另一項重要成果是拍攝到一次太陽耀斑爆發的全過程。此外，拍攝的有關太陽X射線、紫外線、可見光譜段的照片多達75000張。
維修過程
1973年5月14日，一枚兩級的土星V運載火箭在甘迺迪航天中心點火發射。火箭第三級的位置上是裝著天空實驗室然而火箭升空後不久一連串的故障發生了起飛後63秒，發現頭部整流罩已經拋掉地面控制中心的技術人員從測控設備上發現軌道艙上的微流星防護罩和太陽電池板展開之初出現不正常的遙測信號阿波羅望遠鏡主體兩個電池板也毫無反應。另外，遙測信號表明，微流星防護罩也未展開。
1973年5月25日上午，第一批太空人康拉德、克爾溫和韋茨終於乘坐阿波羅飛船由一枚土星IB運載火箭發射升空經過8個小時的飛行，飛船開始接近天空實驗室。第二天，太空人開始為空間站遮陽。這項工作進行得比較順利雖然遮陽傘沒有完全張開，但也明顯起了降溫作用。他們小心地打開空間站的門，檢查了裡面有無毒氣體。進站工作了一個多小時，使艙內溫度降到了31℃。此後的幾天，他們一方面進行了研究與試驗工作，另一方面研究太陽電池板的修理問題。6月7日，他們在艙外工作了3個多小時。他們先裝了一根長7.7米的直桿，一端連在望遠鏡支架上康拉德身上綁上一根安全帶，爬到太陽電池板附近，把電纜剪鉗口對準卡住的碎片，克爾溫則使勁拉操縱繩索最後終於將收縮梁的卡塞物問題解決了這個電池板終於伸了出來至此天空實驗室的幾大故障成功的排除，
天空實驗室燒毀
天空實驗室，美國第一個環繞地球的航天站。用“土星5號”運載火箭發射。軌道高度約435公里，運行周期93分鐘，傾角50度。由軌道工作艙、過渡艙、多用途對接艙、太陽望遠鏡和“阿波羅”飛船5部分組成，全長36米，最大直徑6.7米，重約80噸。航天員由“阿波羅”飛船接送。自1973年5月到1974年2月先後接納過3批航天員，每批3人，在站分別工作了28天、59天和84天，進行了270多項研究實驗，拍攝了18萬張太陽活動的照片、4萬多張地面照片，還進行了長期失重人體生理學試驗和失重下材料加工的試驗。1979年7月11日進入大氣層燒毀。
天空實驗室隕落內幕
1979年7月，美國發射運行的第一艘空間實驗室墜毀在澳大利亞帕斯附近，它終究還是沒有等到太空梭的出世。
