载人航天100个标志性航天器（1997年–2017年）——空天飞机和空间站

转载自微信公众号：战争机器

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空天飞机

太空船一号和二号

太空船一号与其他大多数先进的航空航天飞行器不同，它不是起源于一个政府研究中心、一所大学或一家航空航天公司，而是起源于偏远的莫哈韦机场，一个位于加利福尼亚高原沙漠的安静的飞机跑道。在58号公路上经过莫哈韦的汽车经常看到喷气式客机紧紧地挤在沙漠的沙地上，这是航空公司业务不景气的副产品。在远离主要工业基础设施的情况下，莫哈韦从附近的一个来源获得了灵感。沿着58号公路向东行驶，不到一个小时，爱德华兹空军基地的出口就出现在眼前。在那里，美国国家航空航天局（NASA）阿姆斯特朗飞行研究中心（Armstrong Flight Research Center）外面的一根杆子上，矗立着一架著名的X-15飞机的全尺寸复制品，从1959年到1968年在爱德华兹进行了199次试飞。美国宇航局和美国空军在20世纪60年代通过X-15飞机取得的成就，大约40年后在莫哈韦再次发生。然而，这一次，一家私人公司而不是联邦机构设计、制造并发射了自己的亚轨道火箭飞机，最终目的是将付费乘客送入太空。

伯特-L-鲁坦（1943-），这位设想了私有化、更新的X-15的工程师和企业家，在爱德华兹开始了他的职业生涯，从1965年到1972年，他在那里担任飞行测试项目工程师。他离开后成立了一家公司，为自建市场制造小型飞机，如Vari-Eze和Long-EZ。但鲁坦很快扩大了他的视野。众所周知，他对联邦资助的航空航天研究的谨慎步伐感到不耐烦，1982年，他开设了一家名为Scaled Composites的新企业，他在莫哈韦机场创办了这家公司。鲁坦的公司专门从事公务机、研究机和无人机。1986年，鲁坦设计的 "旅行者 "号飞机在不加油的情况下不间断地环游世界，Scaled Composites公司最初获得了名声。

1994年左右，私人资助的亚轨道太空飞机的概念开始在Scaled Composites公司形成。六年后，鲁坦在午餐时遇到了微软联合创始人和太空爱好者保罗-艾伦，鲁坦在餐巾纸上勾勒出他的商业性太空飞行的概念。2001年，艾伦承诺提供2000-2500万美元以支付开发成本。由此产生的实体--莫哈韦航空航天风险公司--将艾伦的钱袋与鲁坦的Scaled Composites公司结合起来。

鲁坦和他的团队开始了项目的第一阶段，制造一个被称为太空船一号的航天器，一个被称为白骑士的发射平台飞机，一个混合火箭发动机，以及一个航空电子套件。

这个大胆项目的飞行结构与X-15密切对应：一个有翼的航天器被悬挂在一个更大的载机下，它们一起从机场跑道上起飞执行亚轨道任务。在鲁坦的版本中，这对飞船爬升到15公里，这时，"白骑士 "的飞行员释放了 "太空船一号"，它短暂地滑行，然后在火箭点火后以65度爬升。在燃烧结束时，航天器以数倍于音速的速度继续向天空飞行。一旦达到所需的高度，太空船一号就下降，花了大约20分钟才着陆。白骑士在几分钟后着陆。

白骑士号由两台J-85涡轮喷气机提供动力，乍一看就像一个由细长的桁架搭建而成的杂物。仔细观察，它的平面形状就会出现在眼前：细长的机翼形成一个 "W "型，双尾翼，一个机组人员舱，以及一组四个轮子。一旦升空，它可以飞到16,000米高处，并携带两名乘员。

Scaled Composites公司用轻型石墨-环氧树脂复合材料制造了太空船一号的雪茄形机身。他们还将短而宽的机翼与大的垂直尾翼结合在一起，从尾翼中突出水平稳定器。反作用力推进器使飞行员在太空中得到控制。推进的主要来源包括一个混合火箭发动机，其燃料是固体羟基端聚丁二烯和液体氧化亚氮的混合物。在内部，唯一的飞行员坐在前面，两名乘客坐在后面。白骑士和太空船一号共享相同的前机身设计和航空电子系统。

太空船一号重约3600公斤，长8.53米，直径1.52米，翼展为8.05米。它的最大速度为3518公里/小时，爬升高度为112,000米。白骑士的长翼展达25米，它的有效载荷高达3,629公斤。起飞时，飞机的重量为8,600公斤。

在飞行试验阶段，从2002年8月到2003年5月，白骑士经历了23次单独试验，然后在2003年5月20日与太空船一号进行了首次对接试验。经过一年多的飞行准备，2004年6月21日，南非飞行员迈克尔-梅尔维尔（Michael Melville）驾驶太空船一号飞到了100,000米以上的高度，达到了国际公认的太空门槛。三个多月后，2004年9月29日，梅尔维尔将飞机推到103,000米，当航天器在向太空爬升时发生翻滚，他无视地面的建议，放弃了任务。最后，在2004年10月4日，飞行员布莱恩-宾尼将太空船一号飞到112,000米，打破了美国宇航局在1963年8月创造的108,000米的X-15高度纪录。

不仅如此，在过去的两次飞行中，艾伦-鲁坦团队满足了安萨里X-Prize的条款，这是由伊朗裔美国人阿努沙和阿米尔-安萨里提出的全球挑战。安萨里夫妇提出向第一个在两周内成功完成两次试飞、亚轨道飞行、携带相当于两名乘客重量的私人当事方支付1000万美元。在全球媒体的广泛关注下，莫哈韦航空航天风险投资公司宣布胜利并领取了奖金。

但这一传奇故事并没有结束。这一消息引起了理查德-布兰森爵士的注意，他是维珍大西洋航空公司的创始人，也是一个被称为维珍集团的影响深远的商业集团的所有者。2005年中期，布兰森和伯特-鲁坦签署了一份合同，以70%/30%的比例将维珍集团与飞毛腿复合材料公司合并。他们把由此产生的实体称为宇宙飞船公司。按照当时的规定，2012年布兰森的维珍银河公司收购了斯凯德复合材料公司的股份，成为飞船公司的唯一所有者。

在这次联合的五年后，2010年飞船公司开始在莫哈韦建造一个68,000平方英尺的工厂，在那里，不断增长的劳动力于2011年9月开始制造五个太空船二号航天器和三架白骑士飞机。每艘飞船的尺寸大约是太空船一号和白骑士的两倍，但它们的设计与它们的前辈没有明显区别。太空船二号长18米，翼展8.2米；其乘员舱可容纳两名飞行员，总长3.7米，直径2.3米。该航天飞机可容纳六名乘客。

为了未来体验亚轨道飞行的乐趣，维珍银河公司从四百多人那里收集了大约5000万美元的存款；大约65000人竞争前一百个座位。最初，他们以每人20万美元的费用报名参加这次冒险；后来增加到25万美元。太空船二号也可能被美国宇航局和其他实体承包用于科学研究。

尽管有这些火爆的销售，维珍银河公司的计划已经陷入了发展的挫折中。2007年7月26日，在一次氧化剂流动测试中发生的地面爆炸中，飞船公司的三名员工死亡，三人受伤--均为弹片伤。然后，在2014年10月31日，悲剧再次发生，第一艘太空船在飞行中由于过早启动下降系统而解体。它坠毁了，一名飞行员死亡，另一名受伤，后者跳伞逃生。火箭发动机也引起了关注。2014年5月，维珍银河公司对建造太空船一号动力装置的承包商内华达公司（Sierra Nevada）不满意，自己接管了RocketMotorTwo的研究和测试。维珍公司更换了推进剂，从内华达山脉的橡胶基原始推进剂改为固体燃料，直到2015年才回到最初的配方。

同时，当飞行器本身继续在莫哈韦进行飞行测试时，新墨西哥州支付了一个名为美国太空港的现代化终端的建设费用，配备了一条3600米的跑道。维珍银河公司签署了一份为期20年的租约，作为该场地的主要租户。它位于新墨西哥州特鲁斯或康塞斯镇外，等待着太空船二号的发射和客户。

比例组合太空飞船1号 (TIER 1 项目)

比例组合太空飞船2号 Model 339型 (TIER 1 项目)维珍银河系联合号（Virgin Galactic VSS Unity）

X-37B

由于预期航天飞机在接近其飞行的第20年时最终会消亡，美国宇航局的领导人在1998年8月决定征集一个示范性航天飞机的建议，以探索削减未来空间运输成本的工程和科学。航天局采取这一步骤是意识到，除非出现新的运输手段，否则老化和昂贵的航天飞机将面临为刚刚出现的国际空间站（ISS）供应、服务和运送人员的几十年，而国际空间站的建设也于1998年开始。

波音公司在1998年12月赢得了被称为X-37的验证机的竞争，该公司和航天局在1999年7月签署了一份为期四年的协议，其中的成本分担条款规定政府承担1.25亿美元（包括来自空军的1600万美元用于自身的技术实验），波音公司承担6700万美元。2002年11月的第二份合同授权波音公司制造两个航天器：一个接近和着陆试验飞行器（ALTV）和一个无人驾驶的X-37轨道飞行器。这一阶段为制造商赢得了额外的3.01亿美元。

但2003年的事件以没有人预料到的方式颠覆了计划中的X-37。由于2003年2月哥伦比亚号航天飞机的事故，乔治-W-布什总统的政府不仅决定在2010年终止航天飞机，而且决定用一个新的但技术上保守的太空舱来取代它，让人想起阿波罗，以及一个类似于土星五号的重型发射系统。DARPA获得了ALTV飞行器的所有权，并进行了一系列限制性携带和自由飞行测试，直到2006年9月，之后空军宣布，它计划在X-37B轨道测试飞行器（OTV）的名称下继续该计划。

在某种程度上，空军对X-37项目的结构与NASA一样：作为未来航天飞机所需技术的试验台，其章程规定要探索诸如先进的制导、导航和控制以及高温结构等领域。但是，与此相反，美国空军还将X-37B设想为一个机密的、可重复使用的、能够将有效载荷送入轨道并返回地球的实验性飞行器。

波音公司向空军交付了两架OTV，每架长8.9米，高2.9米，翼展4.5米。原本打算从航天飞机的货舱发射，4,990公斤的X-37B实际上在Atlas V（501版）火箭上进入轨道，由半人马座第二级助推。X-37的机身形状和三角翼从航天飞机轨道器的空气动力学中获得了灵感，而且它们具有类似的升阻比。

2010年至2017年期间进行了五次OTV发射，尽管每次发射的确切目的仍然是保密的。由于信息封锁，猜测范围很广，声称X-37B追求对其他航天器的侦察，测试天基武器，并进行间谍传感器实验。空军所透露的信息主要涉及升空、降落和每次飞行的时间。

无论他们可能完成什么任务，OTV都在轨道上积累了大量的时间。1至4号从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地进入太空，除了OTV-4号以外，其他都在加利福尼亚州范登堡空军基地着陆。第一颗卫星（OTV-1）于2010年4月22日开始其旅程，行驶了224天，并在跑道上进行了美国首次自主轨道降落。第二架（OTV-2）于2011年3月起飞，在空中飞行超过488天后返航。第三次（OTV-3）于2012年12月（由于Atlas V的引擎问题而推迟），在太空中停留了近675天，并于2014年10月返回地球。

第四次OTV任务（OTV-4）于2015年5月进入轨道，在那里停留了近718天，于2017年5月7日在肯尼迪航天中心结束任务。对于这次飞行，空军确定了两个公共目标：为美国宇航局进行暴露在太空环境中的大约一百种不同材料的实验，并为Aerojet-Rocketdyne公司进行霍尔效应推进器（一种离子发动机）的测试，该推进器打算用于先进的极高频（AEHF）通信卫星。最后，OTV-5打破了早期发射的模式，于2017年9月乘坐商业的SpaceX猎鹰9号火箭出发了。

在其设计和操作中，X-37B代表的不过是一个自动的航天飞机；但是，根据空军从其飞行中获得的数据，它可能会实现X-37B作为未来全尺寸航天飞机的门户飞行器的初衷。

波音 X-37B OTV (轨道试验飞行器) 2号

空间站

国际空间站

一个巨大的空间站环绕地球的概念起源于现代，在1952年至1954年期间，《科利尔杂志》上一组有影响力的文章普及了即将到来的太空时代。该杂志刊登了由艺术家切斯利-博内斯特尔（Chesley Bonestell）绘制的雄伟的轨道航天器图像，并附有火箭先驱沃纳-冯-布劳恩（Wernher von Braun）和其他人的叙述。在博内斯特尔的图像中，他对巨大的轮状空间站的朴素而美丽的绘画引起了人们的兴奋和好奇。

空间站的理想挥之不去，并在1958年美国宇航局成立后最终成为该局探索计划的一部分。然而，一连串的政治领导人和空间机构的行政人员掌握到，没有一个国家--不是美国本身--能够聚集足够的资源来独立追求它。它的成本和复杂性要求有一个多国的努力。因此，甚至在罗纳德-里根总统在1984年1月的国情咨文中宣布他支持在太空中建立一个规模宏大的住所之前，白宫就指示美国宇航局的领导人与六个政府--英国、加拿大、德国、日本、意大利和法国联系，以寻求他们的合作。对美国宇航局局长詹姆斯-贝格来说，他为里根的宣布进行了积极的宣传，空间站也提供了一个机会，使他的机构走出自阿波罗计划辉煌时期以来的低迷状态。

总统强调了国际合作的重要性，他随后派贝格斯到六个城市--伦敦、渥太华、波恩、东京、罗马和巴黎--与美国宇航局的同行会面并确定他们的兴趣水平。特别是受到德国、意大利和日本的欢迎，贝格斯后来告诉他的东道主，总统打算为美国站提交80亿美元的预算申请，并在90年代初完成。他还重申了里根希望通过全球合作来扩大和改进该项目。

但在这些早期步骤中，没有任何东西预示着一系列折磨人的事件，将项目的完成时间拉长到27年--几乎是里根希望的酝酿期的四倍。而且成本不是计划中的80亿美元，而是这个数字的10倍以上。

然而，大空间站几乎在里根总统宣布后就成了问题，并在21世纪仍然如此。部分困难来自于政治，反映了国会对该项目是否真正明智地利用了有限的国家资源的严肃辩论。1985年，当詹姆斯-贝格斯公布了美国国家航空航天局的候选设计，即自由空间站，一个长152.4米、高110米的庞然大物，并携带8名船员时，反对的声音就开始聚集起来。尽管日本、欧洲和加拿大的航天机构承诺他们愿意参与，但许多美国立法者反对这个价值80亿美元的提案。美国国家航空航天局向他们的压力低头了。到1986年，所有为自由号设想的卫星制造设施都从计划中消失了，只留下一个实验室。在1986年的挑战者号事故和随后的航天飞机发射中断后--这对加强整个空间探索的论点毫无帮助--美国宇航局进一步收缩了自由号的规模，只剩下四名宇航员，仅限于微重力和生命科学实验。

在比尔-克林顿的早期总统任期内，衰退继续进行，他的政府将该站重新命名为阿尔法，并进一步缩小了其尺寸。但是在1993年，美国宇航局局长丹尼尔-戈尔丁采取了一个积极的步骤。他联系了他在俄罗斯航天局的同行，并说服他们将他们的空间站计划与美国的计划结合起来。俄罗斯的贡献结束了美国努力的螺旋式下降。同样重要的是，在政治方面，俄罗斯的参与吸引了那些赞同两个前对手之间更友好关系的美国官员。

国际空间站 (2017年中期时的总体布局)

然而，其他美国政治家对与一个最近才代表（在他们看来）对美国机构和安全构成威胁的国家联手表示反对。而膨胀的空间站预算（到20世纪90年代初估计约为174亿美元）为其反对者提供了第二条更有说服力的攻击路线。1993年，美国众议院的一次投票以一票之差挽救了该项目。但仅仅两年后，随着对冷战的记忆消退，与俄罗斯人的合作似乎更有说服力，国会批准了每年上限为21亿美元的空间站预算。

但争论并没有就此结束。到1997年和1998年，很明显，NASA违反了年度支出限额，需要在174美元的基线上增加73亿美元。同样令人不安的是，独立审计师确定，关键部件的交付延迟了10至36个月，使得预计的2004年完工日期无法实现。作为回应，美国和它的国际合作者最初集中在2006年完成；但2003年2月的哥伦比亚号事故停止了航天飞机的活动，新模块的交付和组装也随之停止。在这种情况下，空间站合作伙伴选择2010年作为更现实的目标。

正式来说，国际空间站是在1998年1月由15个政府--美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧洲航天局的11个成员国--签署《空间站政府间协议》后成立的。但美国和俄罗斯之间的主要合作是国际空间站发展过程中不可或缺的因素。美国可能是第一个（也是唯一一个）将人送上月球的国家，但俄罗斯人在空间站方面的经验远远超过了美国。俄罗斯航天局不仅在1971年至1986年期间发射了7个礼炮站，而且在1986年发射了和平号，这是一个蜻蜓形、90吨的航天器，是当时轨道上最大的物体。幸运的是，当丹尼尔-戈尔丁在1993年带着合作的希望与俄罗斯接触时，俄罗斯航天局已经在和平号2号上取得了很大的进展，但由于冷战后俄罗斯经济的混乱，几乎没有机会获得资金。实际上，国际空间站代表了和平号和阿尔法号的合并。为了实现这一合并，俄罗斯的工程师和规划人员直接与他们的美国同事合作，俄罗斯航天局承诺在美国的整体架构中增加两个新的模块，增加船员宿舍的面积，延长空间站的中央走廊，并加强发电。

除了这种技术上的共生，在人的方面，宇航员和宇航员都受益于早期的经验交流：1995年至1998年期间，7名美国人在和平号上飞行，使他们能够学习长期太空飞行的技术（长达6个月）；同一时期，7名俄罗斯人在7次航天飞机任务中飞行，使他们能够熟悉多年来建造和维护国际空间站的空间补给船。

国际空间站在轨组装的最初时期发生在1998年12月至2003年1月，涉及团结号、曙光号、星星号、命运号和多用途后勤模块（MPLM）的整合。第二次增长是在 "哥伦比亚 "号失事后发现号航天飞机返航时开始的。在这个阶段，国际空间站在2007年10月获得了欧空局的和谐号（节点2）模块，在2008年2月获得了哥伦布实验室；在2008年3月和5月以及2009年7月获得了日本宇航局 "希望 "号实验室的组件；在2010年2月获得了意大利航天局的宁静号（节点3）和七窗观察冲天炉；最后，在2011年2月，改进的莱昂纳多多用途后勤舱，作为永久性多用途模块返回国际空间站。

国际空间站的主要建设从1998年到2011年持续了近13年，也许代表了对人类耐力和人类智慧的赞誉。渐渐地，这个巨大的结构成形了。总共进行了43次组装飞行，在2001年达到了7次访问的高峰。完成后的国际空间站重约400,068公斤，长108.5米，宽73米，超过了一个美国足球场的尺寸。到2017年夏天，国际空间站接待了227名个人和五十二个不同的船员（或探险队）。国际空间站的全部费用超过1000亿美元，美国每年为其持续运营提供30亿美元。

原本计划在2010年关闭并脱离轨道，巴拉克-奥巴马总统的政府在2014年宣布将其使用寿命至少延长到2024年。

团结号（Unity）

尽管并不令人兴奋或特别创新，但美国对世界上第一个多国太空家园的最初贡献起到了不可缺少的作用。装在奋进号航天飞机的有效载荷舱中的统一模块（也被称为节点1）是早期空间站大部分主要部件对接的中心枢纽。桶状的团结号由铝制成，有六个停泊位置，在波音公司位于阿拉巴马州的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的设施地板上出现。它重达11,612公斤，长5.47米，直径4.57米。除了团结号，奋进号还搭载了由四名宇航员和一名宇航员组成的机组，他们接受了将新空间站带入生活的训练。要做到这一点，航天飞机需要与团结号的对应方--一个两周前发射的名为Zarya（俄语中的 "黎明"）的俄罗斯航天器会合。

1998年12月6日，当航天飞机和Zarya航天器相互接近时，指挥官罗伯特-卡巴纳手动控制奋进号，将其定位在距离曙光号（Zarya）的3米以内。此时，宇航员南希-库里（Nancy Currie）伸出航天飞机的机械臂，抓住曙光号（Zarya），并将其拉到航天飞机的货舱中。然后，她用机械臂将两个航天器上的24个插销和匹配的孔排成一排，经过一些微妙的操作，将该机制锁定。随后进行了三次太空行走，总共持续了21个小时，在此期间，机组人员整合了奋进号航天飞机和曙光号的电气和其他重要系统。在这项任务之后，12月11日，卡巴纳带领他的船员进入团结号，在那里他们安装了照明和通信，并进入曙光号，在那里他们携带了工具和衣服。

在将国际空间站的第一批组件连接在一起并进行了部分装备后，乘员们回到了奋进号，并在12月13日星期日离开了刚刚苏醒但空无一人的国际空间站，回到了地球。

节点 1 ：团结号 “Unity” + PMA 2

曙光号（Zarya）

忠实于俄罗斯联邦航天局逐步修改其航天器和改编旧设计的长期传统，它对国际空间站的第一个贡献是从俄罗斯运输后勤航天器（TKS）演变而来的，它最初是钻石军事空间站的补给船。它被称为Zarya（"黎明 "或 "曙光"），它的名字既暗示了前对手之间新伙伴关系的开始，也暗示了一个巨大的太空新项目的启动。它也被称为功能性货物区块（简称FGB，按照其俄语拼写），有几个目的。首先，它的三个端口使它成为国际空间站的俄罗斯和美国组成部分之间的通道，一端是俄罗斯的对接点，另一端是美国的对接点，第三端是访问的进步号补给和联盟号运输工具的泊位。从功能上讲，曙光号作为国际空间站的初始基础设施中心。它巨大的太阳能电池组和六个电池产生了3千瓦的电力；它的16个外部燃料箱装载了超过6000公斤的推进剂；它有两个大型发动机、12个小型发动机和24个转向喷射器（用于轨道机动）；它还提供了可以储存的增压空间，以及一个为宇航员和宇航员准备的带窗户的乘员舱。Zarya是一个长而重的望远镜形物体，重达19323公斤，长12.5米，直径4.1米。

1998年11月20日，Zarya从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场起飞，由质子号三级重型发射火箭升空。它在390公里处进入圆形轨道，等待美国对国际空间站的第一个贡献--团结号。16天后，"奋进号 "航天飞机抵达扎里亚，其货舱内装有美国舱。奋进号的机械臂捕获了曙光号，经过一个微妙的对接过程，这对组合被释放到轨道上。

经过出乎意料的20个月的漫长等待，2000年7月25日，曙光号与俄罗斯国际空间站的第二个组成部分Zvezda（"星星"）对接，它的加入使国际空间站适合人类居住。

曙光号 Zarya FGB (国际空间站功能性货舱)

星星号（Zvezda）

随着第一个模块Zarya和Unity的接合，国际空间站在1998年12月开始成形。空间站规划者希望随着另一个被称为Zvezda（"星星"）服务舱的俄罗斯舱段的到来而迅速扩大。但几个月过去了，在等待期间，发现号航天飞机于1999年5月访问了国际空间站，运送物资和物流，并在空间站外部安装了一台俄罗斯货运起重机；2000年5月，阿特兰蒂斯号及其机组人员提升了空间站的轨道，为Zvezda做准备，此外还在团结号（Unity）的外部安装了手栏杆。

最后，莫斯科的赫鲁尼切夫国家研究和生产中心完成了Zvezda。赫鲁尼切夫的工程师们根据和平号空间站的核心部件设计了一个航天器，和平号空间站本身来自早期的礼炮和钻石站。重18,051公斤、13.1米的Zvezda于2000年7月12日搭乘质子号火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场起飞。由于俄罗斯人决定通过远程控制将国际空间站和Zvezda连接起来，一些复杂的编排工作需要展开。首先，航天器上的自动计算机指令唤醒了机载设备，并打开了其太阳能电池板，从头到尾长29.7米。然后，地面上的控制人员将Zvezda的方向对准太阳，以产生积聚的电力，之后，其两个主引擎启动两次，将其高度提高到国际空间站的高度。接下来，Zarya-Unity于7月25日接近Zvezda并与之会合，随后，在25分钟的序列中，Zvezda的前端口锁定了Zarya。

在这一点上，国际空间站的神经中枢逐渐从Zarya过渡到Zvezda。Zvezda配备了13个观察窗口，承担了早期国际空间站的基础设施需求，包括配电（来自太阳能电池组）、数据处理（与欧空局的计算机一起）、推进（维持轨道）、通信（数据、语音和与任务控制的电视）、生命支持（回收废水作为氧气）和管理飞行控制信息。它还满足了乘员的需求。它的三个加压舱--前部是一个带气闸的球状转移舱；中部是一个圆柱形的工作舱；后部是一个球形的转移舱--提供了睡眠区、个人卫生设施、带餐桌的厨房，以及放置跑步机和固定自行车的空间。

随着这些转移，Zarya的主要功能减少到储存外部燃料罐和其他材料。国际空间站本身现在只等待它的第一个三人机组，被称为 "远征1号"，以开始人类居住的漫长时期。

星星（Zvedza）国际空间站服务模块 (DOS-7K #8)

命运号实验室（Destiny Laboratory）

随着2000年7月俄罗斯Zvezda（"星星"）舱加入国际空间站最初的Unity和Zarya组件，世界上第一个多国空间住所的准备期结束了。它开创了人类在轨道上居住的一个新的、包容性的时代。

第一批机组人员于2000年11月2日抵达，在这一天，任务指挥官威廉-谢泼德、联盟号指挥官尤里-吉岑科和飞行工程师谢尔盖-克里卡列夫登上了兹维兹达号，开始了国际空间站第一探险队的任务。经过一段时间的适应和调整，在他们旅程的第100天（2001年2月7日），他们等待着亚特兰蒂斯号航天飞机的到来，该航天飞机的一个关键部件被塞入其货舱。两天后，它与国际空间站对接，在一周的时间里，亚特兰蒂斯号上的三名男子和一名女子与国际空间站的三名乘员一起工作，将新成员与团结号的前部接合。他们进行了三次太空行走，之后亚特兰蒂斯号离开，留下了一个比迄今为止任何空间站都大的空间站：长52米，高27米，宽73米。即使在这个初始阶段，它也重达101,600公斤。

新增加的设施--美国命运号实验室--代表了国际空间站科学任务的一个昂贵的但必不可少的组成部分。它由波音公司在美国宇航局的马歇尔太空飞行中心建造，耗资14亿美元，外表看起来很不起眼：一个大的银色圆柱体，大小和一架商务飞机差不多，两端有舱门。但它的简单性掩盖了它的复杂性。闪亮的白色长方形内部分为四个部分，每个部分有六个架子，或者说总共有二十四个。每个单元的高度为185厘米，宽度为106厘米。在这24个单元中，13个单元用于科学实验；其余11个单元为国际空间站的基础设施提供服务，生产电力，冷却水和净化水，调节温度和湿度，以及更新大气。

命运号上的科学有效载荷在不同的机架上有所不同。来自世界各地的研究人员依靠诸如电气和流体连接器、传感器、摄像机、运动减震器和其他设备来通过远程控制进行他们的实验。大多数工作有一个共同的目标：评估零重力对物理和生物过程的长期影响，特别是对人类及其环境的影响。为了追求这些知识，生态学、地球科学、化学、生物学、物理学和生物医学等学科在 "命运号 "的实验中分享了利益。

命运号还为地球上的气象学家和地质学家提供了一个光学质量的窗口，船员们通过它拍摄了一些地球地形、天气系统和自然事件（如火灾、洪水和雪崩）的壮丽图像。

美国实验室 命运号 “Destiny”

多用途后勤模块

如果说命运实验室开启了国际空间站上的科学研究，那么多用途后勤舱（MPLM）的到来则预示着国际空间站运行效率的一个新阶段。由泰雷兹-阿莱尼亚航空为意大利航天局（ASI）在意大利设计和制造，总共有三个MPLM离开都灵的工厂。所有这些都带有意大利文艺复兴时期著名艺术家的名字。莱昂纳多，以纪念多面手画家、雕塑家和建筑师莱昂纳多-达-芬奇（1452-1519）；拉法罗，以纪念建筑师和艺术家拉法罗-桑齐奥（1483-1520）；多纳泰罗，以纪念雕塑家多纳托-迪-尼科洛-迪-贝托-巴尔迪（1386-1466）。它们分别于1998年8月、1999年8月和2001年2月乘坐空客Beluga运输机抵达肯尼迪航天中心（KSC）。

从2001年3月到2011年7月，MPLM总共搭乘了12次航天飞机，由于哥伦比亚号航天飞机的损失，2003年和2005年之间有很大的差距。莱昂纳多八次进入轨道：2001年3月和8月，2002年6月，2006年7月，2008年11月，2009年8月，2010年4月，最后在2011年2月--总是在发现号或奋进号的有效载荷舱。在准备最后一次任务时，莱昂纳多号在KSC进行了大量的改装，其部件（尤其是多层绝缘毯）是从多纳泰罗号上拆下来的，而多纳泰罗号从未进入过太空。当莱昂纳多号于2011年2月返回空间站时，它作为国际空间站的一个固定部分留在那里（被重新指定为永久多用途舱，或PMM）。拉斐尔四次前往空间站：2001年4月和12月、2005年7月和2011年7月，分别乘坐发现号、奋进号和亚特兰蒂斯号。

有些人把MPLM称为太空货车或太空卡车，但这些术语低估了它们的价值。这些长6.4米、宽4.6米、重4,100公斤的加压舱携带的货物重达9吨，排列在一个由16个架子组成的系统上。在MPLM到达国际空间站后，宇航员和航天员卸下了物资、备件、设备和新的实验品。在他们返回地球之前（在一个航天飞机轨道器上），机组人员用已完成的研究项目和垃圾来包装他们。

但除了它们的后勤功能外，在莱昂纳多和拉斐尔与空间站对接期间，它们还充当了国际空间站的全功能部件，提供生命支持、灭火、配电和计算能力，为人类居住创造一个宜居环境。此外，MPLM是国际空间站其他两个主要模块的基础模式。由意大利泰利斯-阿莱尼亚航空公司为美国国家航空航天局建造的 "和谐号 "于2007年10月抵达，既是国际空间站的第二个节点（继1号节点 "团结号 "之后），也是新的美国船员宿舍。欧洲航天局的哥伦布实验室于2008年2月发射，也欠下了MPLM的设计债。

MPLM Raffaello

天宫1号

与神舟太空舱对俄罗斯航天局和联盟号的不同，大型模块化空间站的开发使中国国家航天局（CNSA）有机会展示其独立性和先进性。中国国家航天局着手这项任务，不仅是因为它可以（由于其技术能力），而且还因为对其被排除在国际空间站（ISS）之外，以及对其与NASA合作的限制（由美国国会在2011年采取的行动）。

尽管中国早在1992年就开始了关于空间站的探索性讨论，但正式授权是在1999年--也许不是巧合，在国际空间站的前两个部分（团结号和星星号模块）在太空中交接后的一年。中国当局决定建造三个小型试验台，从而实现了一个非常雄心勃勃的目标：一个拥有20吨核心的超大空间站，由两个较小的研究模块和一个货运飞船支撑着。中国国家航天局计划在2020年和2023年之间完成--一个与国际空间站的退役相一致的时间框架。

在2011年和2016年期间，中国航天局将两个预备站送入轨道。第一个被称为 "天宫"一号，具有双重目的：作为科学实验室和神舟飞船载人和自主对接的目标载体。虽然只是作为迈向未来全尺寸空间站的一步，但天宫一号长10.4米，直径3.35米，重8,506公斤，本身就代表了一项历史性的成就。它于2011年9月29日发射，由两个圆柱形部分组成：前端是一个较宽的可居住的实验舱，有15立方米的内部空间；后端是一个较窄的资源舱，工程师将电气系统、环境控制、两个太阳能电池板（跨度约23米）和空间站的推进装置安装在上面。实验舱为中国宇航员提供两张床和运动设备。神舟太空舱--它载着乘员并在每次任务期间都留在原地--为实验舱增加了第三张床、烹饪设施和厕所。天宫一号的设计在结构的两端都有泊位，但只有实验舱上的泊位可供自动对接。

天宫一号在2016年3月结束服务之前，接待了两次载人（神舟九号和十号）访问，以及一次无人（神舟八号）访问，此前它的职业生涯延长了两年。随后，在2016年9月，中国国家航天局宣布，天宫一号在2018年4月2日重新进入大气层并烧毁。尽管如此，该计划仍在继续。天宫二号于2016年9月15日进入轨道，但中国领导人没有按计划在晚些时候升空天宫三号，而是决定将其与天宫二号任务合并。

因此，尽管中国航天局在太空探索方面是一个相对的新成员，但它显示了一种动力和成就记录，如果被其即将到来的主站的成功所证实，它有望缩小与美国宇航局、俄罗斯和欧洲航天机构之间的大部分差距。

CAST 天宫1号 (项目921-2)