第08章 宇宙飞行器.ppt

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1、第八章 宇宙飞行器,8.1 宇宙航行的基本原理,回总目录,8.2 人造地球卫星,8.3 载人飞船,8.4 空间探测器,概 述,1957年10月4日前苏联用多级火箭发射了第一颗人造地球卫星打开了人类进入宇宙的大门。四十多年来，人类不但创造了各种各样的人造地球卫星，进入了宇宙空间，并且还登上了月球，还发射了许多探测器，去探测地球周围行星的奥秘。人类已进入了宇宙航行的时代。,宇航在地球大气层外的宇宙空间的航行航天在太阳系内各行星之间的航行航宇在太阳系外的恒星间的航行,8.1 宇宙航行的基本原理,一 宇宙速度,二 多级火箭,三 火箭的发射,一 宇宙速度（1）,要作宇宙航行，首先要了解宇宙内各行星的运动

2、规律，十七世纪德国天文学家开普勒提出了行星运动的三定律。,随后牛顿推导出万有引力定律。认为星体间的运动就是由于星体间存在着引力。在相互有引力作用下运动着的无数星体都以不同的速度按一定的轨道运行着。其轨道是一个截圆锥曲线，即圆、椭圆、抛物线和双曲线。,行星运动三定律,(1)所有行星的运动轨道为椭园，太阳位于椭园的一个焦点上。,(2)行星的速度是变的，行星中心与太阳中心连线叫向径，同一时间内向径扫过的面积相等。(3)行星绕太阳一周的时间叫周期，它与椭园轨道的半长轴的二分之三次方成正比。,一 宇宙速度（2）,要使物体飞离地球象星体那样作轨道飞行，首先要有一定的速度。即：初步摆脱地心引力的束缚，而围绕

3、地球作圆周运动的第一宇宙速度；脱离地球而飞向太阳系成为人造行星的第二宇宙速度；脱离太阳的引力而飞出太阳系的第三宇宙速度；,第一宇宙速度,从地球上发射人造地球卫星所必需的最小速度。,物体离开地球的条件。,M:卫星质量 R:卫星离地心高度:第一宇宙速度,卫星,地球,由,R高度处地心加速度,，得,代入地球表面数据，则：,第二宇宙速度,从地球上发射行星际飞行器所需要的最小速度。,在地面，当发射速度刚好为 时，轨道为抛物线。当速度大于 时，轨道不再是抛物线，而是双曲线。,第三宇宙速度,从地球上发射恒星际飞行器所需的最小速度。,二 多级火箭,要飞向宇宙，就要有宇宙速度，这个巨大的速度只有靠多级火箭才能达到

4、。,火箭携带大量的推进剂，燃烧时，火箭的质量迅速变化，因此必须按照变质量物体来计算其运动规律，得到有名的齐奥尔柯夫斯基公式。,变质量物体运动规律,微分表达式：,忽略二阶小量，则：,化简：,在 时间内，以相对速度 附加到上去，并在此时作用有外力，则：,理想速度是指在不考虑重力和气动力作用时所能产生的速度。故：,单级火箭的理想速度,或,若发动机点火时，火箭的初速度为零，则：,火箭的速度与 和 成正比。,三 火箭的发射,火箭的发射实际就是如何使运载火箭达到所需的高度、姿态和速度的问题。最有力的方案是首先让火箭垂直起飞，迅速穿过大气层，以使气动损失最小。然后按照预定的程序使火箭逐渐倾斜，以减小重力引起

5、的损失。要把运载火箭这样一个庞然大物精确地送入轨道，并进行运转，需要复杂的地面设施。,库鲁发射中心（法属圭亚那）,从地理位置上看，库鲁是全球最佳的卫星发射地点，它可以把卫星向东射入大西洋上空，又能得到地球自转的助推，而且向北和向东的海面上有一个很宽的发射弧度。由于这个地方位于赤道之上，所以用同一种火箭把卫星送入赤道上空轨道时，可比在美国卡纳维拉尔角发射多载15的重量。,1968年库鲁航天中心的第一个发射台和控制中心建成，同年4月9日发射第一枚火箭。截至目前，这里已有400多次的发射纪录。1985年又建成第二发射台，用于发射阿丽亚娜3型和4型火箭。现在每年有9次左右商业卫星发射任务。,8.2 人

6、造地球卫星,一 人造卫星的轨道,二 人造卫星的组成,三 人造卫星的应用,四 人造卫星的回收,一 人造卫星的轨道,由于发射人造卫星的速度、高度、及相对地球的角度不同，会有各种大小、形状不一的轨道。因此要用一些参数来确定它们的空间位置，一般采用六个参数轨道的倾角、轨道的半长轴、轨道的偏心率、升交点赤径、近地点幅角和卫星通过近地点时刻。,轨道倾角,卫星运行轨道平面与赤道平面所交的角叫做轨道倾角,椭圆轨道的半长轴,椭圆轨道的半长轴等于近地点和远地点连线距离的一半。,轨道的偏心率,椭圆轨道的偏心率即椭圆两个焦点之间距离的一半与半长轴的比值。,升交点赤径,是春分线向东支升交点的经度。升交点是人造卫星由南飞

7、向北经过赤道平面的点，春分线是地球中心与春分点的连线，春分点是以地球为中心观察太阳从地球南半球往北半球运动时，与地球赤道平面相交的那一点。,近地点幅角,升交点到近地点弧线对地心的角度。,卫星通过近地点的时刻,二 人造卫星的组成,卫星有不同的任务，便有不同的构造，但它总是由下列几个主要部分组成的。,1.卫星的本体；2.电源；3.无线电收发装置及天线；4.姿态控制系统；5.温度控制系统；6.仪器舱。,三 人造卫星的应用,卫星与其它飞行器相比有以下特点：1.无需动力就能在大气层外中长时间运转。2.活动范围大，高度从几百公里到几万公里。3.能不受限制地飞越地球全部地区的上空。,因此卫星能在很短时间内从

8、一定高度上对广大地区或空间进行探测，卫星的用途愈来愈广，它能用作科学研究，又能为国民经济服务，还能为军事服务。如：科学探测卫星、技术试验卫星、通信卫星、气象卫星、资源卫星、侦察卫星、预警卫星等。,通信卫星,通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，把来自地面的各种“信件”带到天上，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它“站”在36000千米高的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。,国际通信卫星V,（中）东方红三号通信卫星,（美）跟踪与数据中继卫星,中国实用通信卫星,（苏）“地平线”通信卫星,气象卫星,气象卫星是对地球及其大气层进行气

9、象观测的人造地球卫星。它能大范围地，及时迅速地，连续完整地对气候“察颜观色”，并把云图等气象信息发给地面用户。,风云一号气象卫星,（美）泰罗斯气象和环境卫星,欧洲第一颗实用气象卫星,流星号气象卫星,风云二号气象卫星,资源卫星,资源卫星，是勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏，历史古迹，地层结构，能普查农作物，森林，海洋，空气等资源，能预报和鉴别农作物的收成，考察和预报各种严重的自然灾害。,中巴资源卫星,欧洲第一颗地球资源卫星,（苏）“宇宙1500”地球资源卫星,法国地球观测卫星,侦察卫星,侦察卫星利用光电遥感器或无线电接收机，搜集到地面的目标辐射，反射或

10、发射出的电磁波信息，用胶卷或磁带记录下来后存贮在卫星返回舱里，待卫星返回时地面回收。或者通过无线电传输的方法，随时或在某个适当的时候传输给地面接收站，经光学，电子计算机处理后使用。,（美）发现者号卫星,（美）第四代“大鸟”侦察卫星,预警卫星,利用星上的红外探测仪，探测导弹飞行时发动机尾焰的红外辐射，配合电视摄像机及时准确地判断敌方导弹方向，迅速报警，使地面防空部队准备拦击导弹，城市居民紧急疏散隐蔽。,（美）第三代预警卫星,科学探测卫星,科学探测卫星的出现，改变了人类坐地观地和坐地观天的传统。它携带着各种仪器，穿过大气层，自由自在，不受干扰为人类记录着大气层，空间环境和太空天体的真实信息。而这些

11、十分宝贵的资料又为人类登上太空，利用太空提供了攻关指南。,（美）探险者51号卫星（大气，环境探测）,（苏）电子号卫星,（中）实践二号卫星,轨道太阳观察卫星,技术试验卫星,人造卫星在发射上天前必须经过一系列的地面试验，以考验卫星的技术性能。但是地面环境毕竟不同于天上，在地面上试完了还必须上天“实施”试一试。无论哪个国家在发射每一种应用卫星之初，都要发射一些技术试验卫星。美国的返回式卫星就是发射了12颗技术试验卫星后才掌握了卫星回收技术的。,（美）应用技术卫星,（苏）“宇宙1544”生物卫星,生物卫星,（中）实践一号卫星,四 人造卫星的回收,卫星回收的主要问题在于具有20M数的高速卫星进入稠密大气

12、层时，将会与空气分子摩擦而产生几千度的高温，将卫星烧毁。,这可以从再入飞行器的外形、耐热材料、冷却方法和返回的轨迹中采取措施得到解决，一般有热沉法和烧蚀法两种方法。,另外还要解决好卫星脱离轨道，开伞及搜索回收问题。,热沉法,将卫星头部用较厚的比热高、导热性能好、熔点高的金属制成，并将表面抛光，其重量可达几百公斤，形状是一个钝头体，目的是形成激波使其减速。所产生的高温由金属吸收并传到结构中去。表面抛光可以辐射掉一部分热量，使卫星能安全地穿过大气层。,烧蚀法,也叫消溶法，它是将卫星表面用在高温下易熔化蒸发的高分子化合物如玻璃钢制成。,在高温下，化合物开始分解为气体及残存的碳，这个过程要吸收大量的热

13、量。气体带走了一部分热量同时形成一层边界层，即对卫星结构包上了一层保护层，保护卫星安全穿越大气层。,多级火箭,多级火箭是星际间航行的唯一交通员。它是怎么飞行的呢？先来做一个小试验：把气球吹满气，猛一松手，它肯定会向前“飞”出一定距离后才落到地面。原来气球之所以能“飞”是因为受到它“肚子”里排放出来的空气的反作用力的推动。火箭飞行的原理和气球“飞”的原理一样，都是利用了物体的反作用力。火箭的“肚子”里装有燃料，燃料点着后产生大量热量，变成急剧膨胀的气体，气体从火箭尾部猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了。,多级火箭,火箭为什么能飞得那么快呢？我们知道，燃料产生的热量越多，喷射气体

14、的速度越快，产生的推力就越大。科学家计算过，一般火箭燃气的喷射速度约为每秒2千米左右，当燃料的重量是火箭净重的1.72倍时，火箭的最终速度等于气体的喷射速度，如果要使火箭的最终速度达到气体喷射速度的2倍，3倍，那么就要相应地增加燃料。可是燃料一增加，火箭的体积，重量也就随之增加，而用同样的力推动轻，重不同的物体，其速度是不一样的。怎么解决增加燃料又不过多地增加火箭重量的矛盾呢？科学家们想了一个绝妙的办法，就是把火箭做成一级一级的，每一级都有燃料，烧完一级就扔掉一级，这样火箭就越飞越轻，速度也越来越快。,多级火箭,火箭的构造:一般来讲火箭身上有三大系统：结构系统，动力系统，控制系统。结构系统是它

15、的躯壳；动力系统是它的心 脏，由燃料部分和发动机部分组成；控制系统好比它的大脑，指挥火箭飞多快，怎样飞和飞到哪儿。多级火箭在飞行中，它的身体被一节一节地甩掉，最末的一节把卫星“顶”到预定轨道。,长征二号丙运载火箭,长征2号火箭1972年首次发射，因箭上一根导线断裂发射没有成功。这是一种两级火箭，全长31.65米，最大直径3.35米，起飞重量191吨，总推力280吨，能把1.8吨 的卫星送入数百千米的椭圆轨道。经过改进的长征2号丙火箭，采用了大推力的液体火箭发动机，箭长增加到35米，近地轨道的运载能力增加到2.5吨。从1975年11月26日用它首次发射返回式卫星成功，到1993年底已发射14次，

16、均圆满完成任务。长征2号还有一个改进型号长征2号丁火箭，也是一种两级液体火箭，全长38.3米，起飞重量232吨。1992年4月9日用它首次发射返回式卫星也获得成功。,长征三号运载火箭,长征3号运载火箭是在长征2号火箭基础上，第三级采用低温高能的液氢液氧发动机，1984年研制成功。火箭全长43.25米，一，二级直径3.35米，三级直径2.25米，起飞重量202吨，起飞推力280吨，其同步转移轨道的运载能力为1.4吨。至1993年底，成功发射6颗实用通信卫星（包括为亚洲卫星公司发射的“亚洲一号”通信卫星）。长征3号火箭的发射成功，标志中国运载火箭跨入世界先进行列。,长征四号运载火箭,火箭全长41.

17、9米，一，二级直径3.35米，三组直径2.9米，起飞重量249吨，起飞推力300吨，其地球同步转移轨道的运载能力为1.25吨，太阳同步轨道的运载能力为1.65吨。迄今发射两次均获成功。,长征4号是长征3号火箭的同宗型号。不同的是，长征4号火箭三级都采用常规推进剂（四氧化二氮，偏二甲肼）。,（苏）能源号运载火箭,这种命名为能源号的运载火箭由两级组成。第一级捆绑4台液体助推火箭，高39米，直径4米；第二级为直径8米的芯级，由4台液氢液氧发动机组成。火箭长约60米，总重2400吨，起飞推力3500吨，能把100吨有效载荷送上近地轨道。发射时，第一，二级同时点火，第一级4台助推火箭工作完成后，由地面控

18、制脱离芯级火箭回收，经修理后可重复使用50次；第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。,（苏）质子号运载火箭,质子号火箭共四级，全长44.3米，底部最大直径7.4米，起飞重量800吨。第一级由6台助推火箭组成，中心是一个直径较大的氧化剂箱，四周捆绑6个燃料箱，起飞推力达1000吨。第二级高约13.7米，装有4台发动机，总推力为240吨。第三级高6.4米，装1台发动机，另有4台校正航向的可控微调发动机。第四级高5.5米，装有1台封闭式循环发动机，可二次点火。这种火箭可将21吨重的有效载荷送上近地轨道。,（苏）联盟号运载火箭,联盟号火箭系因发射联盟系列载入飞船而得名。它是由东方号三级火箭改进

19、第三级后的新型三级运载火箭。总长49.3米，起飞重量310吨，近地轨道地运载能力为7.5吨。1963年11月16日首次发射宇宙22号卫星成功，1964年和1965年又先后用来试验发射两艘上升号载入飞船。1967年开始用来发射联盟号，联盟T号系列载入飞船和进步号自动货运飞船。,宇宙神半人马座运载火箭,宇宙神系列火箭，由美国通用动力公司制造，已连续生产30多年。火箭长25.1米，直径3米，起飞重量120吨。目前经常使用的是宇宙神阿金纳D号和宇宙神半人马座号两种型号。前者重129吨，能把2吨重的有效载荷送入500千米高的地球轨道；后者重139吨，近地轨道的最大运载能力为4吨。它们除作为月球号和火星号

20、星际探测器的运载工具外，曾用来发射过通信卫星和水星号载入飞船。自1959年以来，已发射500多次，是使用最广泛的一种运载工具。,德尔塔运载火箭,德尔塔系列火箭由美国科麦道公司研制生产，至今已发射180多次。德尔塔号三级火箭有两种型号，总长38.4米，起飞重量分别为220吨和230吨。一种的同步转移轨道运载能力为1.4吨，另一种的同步转移轨道运载能力为1.8吨。德尔塔火箭于1960年5月首次发射，它先后发射过先驱者号探测器，泰罗斯气象卫星，云雨号卫星，辛康号卫星，国际通信卫星，号等。,大力神运载火箭,大力神系列火箭由马丁玛丽埃特公司研制生产，共有6种型号。大力神3火箭长45.75米，直径3米，发

21、射重量680吨。各型大力神火箭的有效载荷分别是：3A为3.6吨，3B为4.5 吨，3C，3D，3D和3E均为15吨。最大的大力神34D长达62米，最大直径5米，发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达4.5吨。大力神系列火箭至今已有150多次发射纪录。它主要发射各种军用卫星，也发射了太阳神号，海盗号，旅行者号等行星和行星际探测器。,土星5号运载火箭,1967年世界上最大的一种运载火箭土星5号问世。它是三级火箭，长85.6米，直径10.1米，起飞重量2950吨，近地轨道的有效载荷达139吨，飞往月球轨道的有效载荷为47吨。从1967年到1973年共发射13次，其中6次将阿波罗载入飞船送上月球，在航天

22、史上写下了最为光辉的一页。,阿里亚娜3号运载火箭,1973年7月，法国倡仪并联合西欧11个国家成立欧洲空间局，着手实施研制阿丽亚娜火箭计划。阿丽亚娜是古希腊一位美丽公主的名字，她帮助热恋中的雅典王子塞休斯逃出魔鬼把守的迷宫，一起奔向自由。现在，阿丽亚娜成为现代火箭的名字，以冲出太空迷宫而举世闻名。,1984年8月4日发射成功第一枚阿丽亚娜3型火箭。它的低轨道运载能力为2.7吨，共发射11次，其中1次失败。,阿里亚娜4号运载火箭,1988年6月15日，第一枚阿丽亚娜4型火箭发射成功。它的同步转移轨道运载能力为1.9吨到4.2吨，现已发射25次，也有1次失败。阿丽亚娜4型火箭又分5种型号。第一种是

23、AR40，同步轨道运载能力为1.9吨；第二种是AR42P，带有两个固体捆绑式助推火箭，有效载荷增加到2.6吨；第三种是AR44P，带有4个固体捆绑式助推火箭，有效载荷为3吨；第四种是AR42L，采用两个液体火箭助推火箭，有效载荷3.2吨；第五种是AR44L，采用4个液体助推火箭，同步转移轨道运载能力达4.2吨，这是阿丽亚娜火箭中最大的一种型号。,M火箭,1970年，日本第一种M火箭的模拟试验火箭L4S成功地发射了第一颗大隅号卫星。第一代M系列火箭是M4S火箭，它比L4S试验火箭的运载能力提高了3倍。这是一种四级固体火箭，全长23.6米，直径1.41米，总重43.5吨，可将75千克的有效载荷送上

24、近地椭圆轨道，1971年发射了一颗技术试验卫星。此后，M4S火箭改进为三级固体火箭，先后研制成功M3C，M3H，M-3S等几个型号。M3S火箭的运载能力达到185千克，1984年2月14日将一颗科学卫星送入轨道。10年间，M系列火箭共发射了12颗科学卫星。,N2运载火箭,1975年，日本引进美国的雷神和德尔塔火箭技术，研制成功N系列火箭。这一系列包括两个型号。N1火箭有三级，总长32.6米，最大直径2.44米，起飞重量90吨，近地轨道的有效载荷重1.2吨，地球同步转移轨道的有效载荷重260千克。1975年9月9日成功地发射了菊花1号技术试验卫星。N2火箭总长35.4米，起飞重量136吨，近地轨

25、道有效载荷为2吨，地球同步转移轨道的有效载荷为680715千克。经过5年的研制，1980年2月11日首次发射成功，特别是1984年1月23日将一颗重350千克的电视直播卫星送入地球同步轨道，并成功地定点工作。,H2运载火箭,从1980年7月起，日本开始研制H系列大型运载火箭。H系列火箭也有两个型号。H1是一种三级常规燃料火箭，全长40.3米，直径2.4米，总重达140吨，可把1吨重的卫星送入地球同步转移轨道，1988年2月19日首次发射一颗樱花3a通信卫星获得成功。H2是一种两级液氢液氧燃料火箭，全长50米，直径4米，总重260吨，可把约9吨的有效载荷送上近地轨道，把2吨的有效载荷送上地球同步

26、轨道。,8.4 空间探测器,二 金星探测器,三 火星探测器,四 土星探测器,五 木星探测器,六 哈雷彗星探测器,七 太阳探测器,八 宇宙探测器,一 月球探测器,初探月球的奥秘,月球是离地球最近一个天体，相距有38.4万千米。天文学家早已用望远镜详细地观察了月球，对月球地形几乎是了如指掌。月球上有山脉和平原，有累累坑穴和纵横沟壑，但没有水和空气，昼夜之间温差悬珠，一片死寂和荒凉。尽管巨型望远镜能分辨出月球上50米左右的目标，但仍不如实地考察那样清楚。因此，人类派出使者最先探访的地外天体仍选择了月球。,月球号探测器,（苏）月行者2号月球车,月球轨道器,揭开金星的面纱,金星是在日地之间内侧离地球最近

27、的行星，也是人在地球上看到天空中最亮的一颗星。但是它却终年被一层浓厚的大气和云雾覆盖，用望远镜几乎看不清它的面貌。金星绕太阳旋转，最接近地球的距离大约为4000万千米，比火星接近地球的距离还近1000万千米。中国称金星为启明星，因为它是清晨在东方地平线上出现的一颗最明亮的星球：西方称它为维纳斯女神，因为她的绰约风姿美丽动人。从1790年天文学家用望远镜探测金星以来，它总是被一层神秘的面纱笼罩着。,金星号探测器,（苏）金星14号探测器,（美）麦哲伦号金星探测器,寻觅火星生命之谜,火星是在日地之间位于地球外侧的近邻。它围绕太阳旋转，每2年2个月接近一次地球。1878年意大利天文学通过望远镜观测火星

28、，发现火星上有运河痕迹，推测火星上可能有生命存在，甚至会有高等的智慧生物。因此，人们把解开火星生命之谜作为宇宙探测的一个重要任务。,火星号探测器,（苏）“福波斯”向火卫发射激光,（美）海盗号探测器,细察土星奇观胜景,土星是太阳系的第二大行星，直径是地球的9.5倍，质量是地球的95倍。它周围对称匀整的光环绚丽多彩，是一大天文奇观。从地球到土星的距离达30亿千米，但人类对它的兴趣不因如此遥远而减弱，迄今已经有了3个探测器对土星进行了实地考察。,土星探测器,先驱者10号,旅行者2号,拜访硕大的木星,木星是太阳系星之冠，它的直径达14.28万千米，体积是地球的1316倍，质量是地球的318倍。从地球上

29、看木星，总放射着金色的光芒。表面有许多连绵不断而明亮的条纹，以及奇妙的大红斑点。,木星和它的四个卫星。上右是木星，上左是木卫一，中间是木卫二，下左是木卫三，下右是木卫四的一部分。,木星探测器,“伽利略”号木星探测器,哈雷慧星回归探测,哈雷慧星是人类最早发现的一颗周期慧星。1682年英国天文学家哈雷（Edmund Halley）观测到这个太阳系中最明亮最活跃的慧星，并推算哈雷慧星每隔76年到达离地球最近点一次。它的回归是人们十分关注的一种天文现象。,彗星探测器,维加号彗星探测器,乔托号彗星探测器,追逐太阳的脚步,在太阳系里，太阳是众行星之王。虽然人类每天都能感受它的存在和赐予的恩惠，但仍对它充满

30、一种神秘感。它那炽热的高温，光泽表面上的黑子，巨大的耀斑爆发，深邃奇妙的日冕，以及太阳风等等，对我们人类来讲仍有着许多未知之谜。,太阳探测器,尤利西斯探测器,茫茫宇宙觅知音,我们居住的地球，只是太阳系的一颗小行星。太阳系所在的银河系中，有1000多亿颗太阳这样的恒星，而它们的行星就更是不计其数了。太阳系的空间范围比地球要大100万倍以上，大约为0.13光年。而太阳系所在的银河系的直径达10万光年。因此，科学家推测，在浩瀚的宇宙中，除地球之外，还会有存在智慧生物的星球。于是，自古以来，就有“天外来客”的传闻，甚至不断有人称发现“外星人”造访过地球的踪迹。,特制唱片内录制的115张照片中的9张,宇

31、宙探测器,旅行者号探测器,先驱者号携带的“名片”,特制唱片的正面,8.3 载人飞船 地球轨道飞行器,一 空间站,二 航天飞机,空间站,人类并不满足于在太空作短暂的旅游，为了开发太空，需要建立长期生活和工作的基地。于是，随着航天技术的进步，在太空建立新居所的条件成熟了。,空间站实际上是巨大的载人飞船，一般设有工作舱、服务舱、对接舱，并有巨大的太阳能电池板。,在空间站上进行的科学研究及实验有长期失重的影响和失重下的一些科学实验。,美国有天空实验室，前苏联有礼炮号空间站、和平号空间站。,天空实验室,天空实验室是美国在1973年5月14日发射成功的空间站，它在435千米高的近圆空间轨道上运行。天空实验

32、室全长36米，最大直径6.7米，总重77.5吨，由轨道舱，过渡舱和对接舱组成，可提供360立方米的工作场所。,礼炮号空间站,1971年4月19日，前苏联发射了第一座空间站礼炮1号，从此载人太空飞行进入一个新的阶段。礼炮1号空间站由轨道舱，服务舱和对接舱组成，呈不规则的圆柱形，总长约12.5米，最大直径4米，总重约18.5吨。,和平号空间站,前苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站是一阶梯形圆柱体，全长13.13米，最大直径4.2米，重21吨，由工作舱，过渡舱，非密封舱三个部分组成，共有6个对接口。和平号作为一个基本舱，可与载人飞船，货运飞船，4个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体，从而扩大了它的科学实验范围。,航天飞机,人类并不满足于在太空作短暂的旅游，为了开发太空，需要建立长期生活和工作的基地。于是，随着航天技术的进步，在太空建立新居所的条件成熟了。,哥伦比亚号航天飞机,暴风雪号航天飞机,航天飞机利用机械臂回收卫星,航天飞机施放天空望远镜,航天飞机施放系绳卫星,宇航员正在货舱内修理捕捉回来的卫星,这是苏联回收科学实验卫星的情景,