二、美国的“天空实验室”计划

“天空实验室计划”原名为“阿波罗应用计划”，是“土星—阿波罗”号计划的副产品，即利用“阿波罗”计划中剩余的运载工具和设备， 以及已积累的技术成果发展起来的。与前苏联的“礼炮”号和“和平” 号轨道站相比，其研究规模和完善程度，以及飞行时间方面，就逊色多了。

“天空实验室”用两级“土星—5”发射。发射重量为 77t。与和它对接的“阿波罗”飞船的总长大约为 35m，最大直径为 6.6m，容积在 300m3 以上。“天空实验室”由轨道工场、太阳望远镜、闸门舱、多用途对接舱和“阿波罗”飞船的指挥舱组成（见图 6—4）。轨道工场是“天空实验室”的中心。它是由“土星—5”的第 3 级改装而成的。航天员主要工作和生活在这里。其直径约为 7m，长 20m 左右。在轨道工场的两侧各有一块 8.5m×9m 的太阳电池板。在“天空实验室”发射时，它们是折叠着的，进入轨道后再打开并向所有仪器供电。太阳望远镜与整个“天空实验室”结构垂直，上面有四块太阳电池板，呈“十”字架状，形如风车。它们负责向太阳望远镜及其设备供电。

设计和建造“天空实验室”各系统的原则是：充分利用现有设备和技术，以降低研制成本，同时要努力挖掘潜力，促使“天空实验室”执行的飞行任务尽可能在各领域内出成果。但与此同时，“天空实验室” 也使用了许多以往载人航天器从未使用过的装置。例如，将控制力矩陀螺用作“天空实验室”姿态控制的主要功能系统，装备了消除二氧化碳的分子筛，采用高压储藏气体的办法为“天空实验室”提供大气等等。 “天空实验室”在发射后 63 秒钟，防热和防流星铅罩被撕裂，而且

部分振落。脱落的铅罩卡住“轨道工场”两侧的太阳电池板，使其不能按程序展开。发生这种故障，不仅使“天空实验室”的电力减少 50％以上，而且更严重的是，由于工作舱外壁直接受太阳照射，舱内温度急剧上升，有的地方高达 88℃，电力危机和高温对于“天空实验室”是一个致命的威胁，它使耗费了 25 亿美元的“天空实验室”计划有完全夭折的危险。

事故发生后，美国航空航天局地面控制中心曾多次指令航天站自动排除故障，但均告失败，最后决定把经过专门训练的 3 名航天员送上轨道。入轨后，航天员驾驶飞船首先在“天空实验室”周围作机动飞行， 观察其受损情况并向地面报告。接着，航天员手控驾驶飞船向“天空实验室”停靠，与其对接，然后进入“天空实验室”。进站后，两名航天员把一把“T”形遮阳伞通过过渡舱舱口伸出到工作舱外，代替防热罩遮住了太阳的直接照射，使舱温逐渐下降，最后稳定在 27℃左右。高温问题解决之后，剩下的严重问题便是电力不足。为此，航天员在地面人员指挥下，用一个末端装有金属切割刀具的 7m 长的竿子，经过 4 个多小时的修理，终于把绕住的太阳电池板解开。几乎报废的“天空实验室”重新获得了充足的电力并开始正常工作。

这次天上维修用的遮阳伞和解展受损太阳电池板的专用工具，都是临时紧急赶制的。为了完善这些工具，制订维修程序和训练航天员失重条件下进行应急维修的技能，发射前曾在地面上反复进行了水下不确定

性浮力试验。“天空实验室”严重故障的排除这一事实表明，经过良好训练的航天员可以很成功地在天上从事对航天器的维修、维护和照料工作，也充分体现了载人航天的优越性。

在 1973—1974 年期间，用改装的“阿波罗”飞船向“天空实验室”

运送了 3 批航天员。每批 3 人。在站上工作时间分别为 28 天、56 天和

84 天。发射的主要目的是研究长期失重条件下的人体反应和工作能力， 从地球大气层外进行天文学观察及从天上观察地球的优越性。3 批航天员拍摄了近 300000 张太阳照片，对其他天体进行了数千次观察，对地球拍摄了近 40000 张照片。用磁带记录观察地球的数据有 69km 长。在医学实验中航天员互相取了几百份血样，进行了上千次医学实验，并详细记录了他们身体对长期失重的反应。此外，对飞行器系统和观察仪器的性能也进行了评定。据估计，要分析完所有这些数据，至少需要 5 年时间。

第 3 批航天员飞行过程中出舱活动 4 次，共计 22 小时 21 分钟。最长的

一次达 7 小时零 1 分。此外，还研究了用将来研制成的“航天飞机”将新的乘务组送上“天空实验室”的可能性。但是，这一计划最后没有实现。由于当时太阳黑子活动加强，高层大气分子密度增加，“天空实验室”的轨道比预计的下降得快，而“航天飞机”的研制却一拖再拖。1979 年 7 月 11 日，“天空实验室”进入地球大气层。未烧毁的残骸落在印度洋和澳大利亚人烟稀少的农业地区。残骸未造成任何损失。澳大利亚当地居民把它们拆散拿走留做纪念品了。