空間技術大揭秘：天空二號與外面那些「妖艷的賤貨」有何不同？
【編者】
20多年前
,當國際空間站還在籌備期時,
我國就一直努力申請加入該計劃,
卻被美國以各種理由拒絕。
中國被逼無奈,
只能白手起家,
以一己之力建設自己的空間站。
到2020年我國將建成自己的空間站,
而屆時國際空間站將面臨退役,
我國將可能成為唯一擁有空間站的國家。
謝謝你們當年的不收之恩,
最終把中國逼成現在很霸氣的樣子!
本文轉載自知乎，作者方遙
轉載請聯繫作者獲得授權
空間站劃代這事兒，
說實話挺扯淡的……
和載人飛船的劃代一樣扯淡……
如果非要劃代的話，
要分成兩個部分
美系是兩代，四個型號；
蘇俄系是兩代半，三個型號。
載人空間站這東西，
最先出現繪圖板上的是聯盟R，
算是天宮一號的遠房表親
但這項目因為各種原因，
一直沒有走下繪圖板，
更加談不上進入研製程序，
後來僅在聯盟7K9K11K載人登月方案中
還過一次魂。
這就所謂蘇俄系兩代半三個型號中的
第一代唯一一種型號。
去掉那些理想派，
載人空間站概念來自載人偵察衛星。
首先對此大投資的是美國空軍
美國空軍1965年提出的MOL項目
這引燃了載人空間站競賽的導火索。
這東西另一個名字是KH-10，
KH-9大鳥的後繼型號，
KH-11鎖眼的大哥。
這玩意兒特別的不純潔，
設計也堪稱奇葩，
作為一個整體發射，
入軌後
宇航員打開雙子座飛船熱盾上的艙門
然後進入加壓艙內操作相機
美國的小動作自然受到蘇聯的注意，
1965年8月蘇聯做出決議，
繼續加強在軍事載人航天領域的投入。
由於MOL項目進展過於迅速，
受限于飛船及對接技術的不成熟，
聯盟R的星辰軍事空間站方案黯然退場。
接下來，
偉大的禮炮/鑽石時代到來，
所謂「第二代」的兩種型號的肇始。
誰說單對介面就不能搭積木？
根據後來的解密資料，
鑽石軍事空間站與MOL是兩「表兄」
鑽石空間站的本體OPS，
主要載荷是那個大相機。
這是DOS的始祖，
雖然沒發射過幾次
鑽石空間站的功能貨艙
採用了屁股向前（略污）的對接方式
這也算是最早的積木結構空間站。
得益於質子火箭的運載能力，
鑽石可以攜帶複雜的偵察設備，
包括能夠跟蹤美軍航母的大功率雷達。
這圖是鑽石T，
1967年8月14日，
蘇聯發布了聯合命令，
批准了「鑽石」站複合體
並規定了最終的進度表。
鑽石空間站的功能貨艙FGB
演化為蘇俄空間站組成部分
以下是部分代表作
包括和平號空間站的量子2艙
晶體艙
自然艙
國際空間站的曙光艙。
其特徵是主對介面後部呈紡錘形，
周圍布置軌道機動發動機。
而返回艙僅有兩次未經證實的發射，
為「宇宙」1686和「宇宙」1443，
禮炮7號與DOS-6對接過。
1969年阿波羅11號任務後，
蘇聯為在航天項目的競賽，
決定在1971年之前
發射人類第一艘載人空間站，
但切洛梅「鑽石」遠未達到進度。
於是……
機械製造中央試驗設計局
提出了一種「冒險」的方案：
他們將切洛梅「鑽石」站的幾個殼體
移交給機械製造中央試驗設計局，
然後他們可以將「聯盟」載人飛船的
電子系統與制導系統安裝到鑽石上，
這就是「長久軌道站」(DOS)項目。
DOS項目的直接結果是禮炮1空間站，
在後續發展中，
DOS先後打通了艙段前後通道
（禮炮4號到7號）
禮炮4號
禮炮6號
禮炮7號（FGB：老子終於上天啦）
加裝了節點艙，
和平號與國際空間站的核心艙，
核心艙代號為DOS-7與DOS-8。
和平號核心艙
國際空間站核心艙星辰艙
什麼？
你問怎麼沒有禮炮2和禮炮3？
這倆貨是鑽石，
上面的OPS里找。
無論DOS還是FGB，
其技術脈絡都是一脈相承的，
其打通加壓艙不算全新一代產品，
只能算為「一代半」，
甚至一代半也很難說得通，
FGB的三種構型甚至是同時發展的。
至於美系……
由於阿波羅計劃巨大的牽引作用，
傳輸型偵察衛星的優勢越發突出，
1969年MOL被取消了，
天空實驗室和自由空間站故事太多，
一時半會兒實在寫不完……
這之前先完善一下前面的內容
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關於天空實驗室，
這裡沒什麼要補充的。
但是需要記住一點，
在天空實驗室三次任務完成之時，
蘇聯甚至還沒一艘空間站
完全完成飛行任務
關於空間站的演進，
實際上有一個很好的案例。
與禮炮及其衍生品DOS不同，
美國的空間站計劃一波三折，
屢次從頭開始，
這可作一個近乎完美的回答。
1972年
在天空實驗室還沒結束之時，
NASA就在規劃新一代空間站，
也就是Modular Station項目，
期間的方案異常腦洞大開
包括使用太空梭輔助運營
自由空間站的主要特徵，
如桁架
希望艙的半開放布局，
都可在這一系列預研中找到原型
到了1975年，
項目已經演化成了AMSS
隨後的1979年，
Space Operations Center成型，
大致的方案是，
太空梭在永久性空間站維護。
該操作中心現在看來也很完美，
藉助桁架系統與多層艙段，
任一艙段都可在軌替換，
初具永久性空間站概念的要義
這是1981年的概念研究，
此時的節點艙是
兩長度較大的小直徑艙段，
1982年節點艙設計被優化，
初具口字形，
在滿足在軌更換艙段的前提下
降低了結構複雜性
82年概念的核心艙與桁架
1982年後期的方案，
注意對介面仍然是APAS，
但是節點艙設計已經不斷成熟了
到了80年代，
與上面一系列預研的同時期，
NASA開啟了Science and Applications Manned Space Platform項目，
計劃作一個永久的太空梭實驗艙
該項目是自由號空間站的先導，
但最初只是想搞一個5億美元成本的
「小成本太空實驗室」
完整的SAMSP包括一個LEO軌道站，
一個SSO軌道站，
以及附屬的同軌光學/雷達遙感衛星
這個概念馬上要由中國完成了…
這期間NASA走了些彎路，
他們試圖基於空間站建設太空電站
該概念賦予美系空間站另一個使命，
打造「太空船塢」
於是1985年後的空間站設計中，
桁架開始不僅僅負責艙段的承力，
也開始作為太空船塢的一部分。
但NASA的空間站設計開始急劇膨脹，
加壓艙結構從口字形發展為日字型
巨大的日字型桁架可以搭載各種物質
同時膨脹的體積也帶來成本劇增，
而自由世界空間站計劃由此誕生
桁架式空間站從未走下繪圖板！
桁架式空間站從未走下繪圖板！！
桁架式空間站從未走下繪圖板！！！
重要的事情說三遍。
桁架式空間站的主要特徵：
1，桁架承力，懸掛艙段
2，艙段承環形閉合連接
這一切，
都是為了空間站的永久性建設，
或者說為了永久性空間站。
冷戰後，自由空間站被凍結，
NASA忍痛割愛後留下弗雷德號，
這是ISS歐美方面的貢獻。
弗雷德在體積和功能上極大的縮水，
但最重要的特徵仍然存在，
桁架承力、閉合艙段。
至於ISS，他配姓桁架？
他的桁架是幹什麼的呢？
支撐太陽能帆板？
防止太陽能帆板相互遮掩？
天宮在笑
ISS的主要結構就不是積木了？
它與和平號又有什麼本質區別？
艙段豐字形和十字形？
ISS也配姓桁架？
ISS的先進性不在半桁架結構上，
那麼在哪裡呢？
相比和平號，
ISS最大的優勢實際上在於兩點:
標準化機櫃與集中供電
標準化機櫃是弗雷德空間站
留給國際空間站最大也是最重要的遺產，
這種設計就像PC的主板一樣，
制定了標準供電、
數據與結構介面，
任意機櫃可更換，
配合CBM對介面，
甚至可實現在軌更換科研機櫃、
增設維生機櫃
集中供電極大簡化了空間站艙段的設計，
提高了供電系統的可靠性。
這兩點也被我國空間站項目所借鑒，
天宮2號就搭載了
兩個未來中國空間站的標準機櫃。
雖然未來中國的空間站
受限於APAS對介面的直徑限制
無法整體更換機櫃，
但機櫃的載荷卻是可在軌更換的。
天宮空間站還可由天舟貨運飛船
開放式布局版運輸6噸級小型實驗艙，
用來彌補無法在軌增設機櫃的缺陷。
這圖很老了，
實驗艙布局後來優化了設計
機櫃實物，侵刪
一堆PPT，
放一張示意一下
整體來說，
天宮空間站的設計
充分參考了和平號與國際空間站。
其核心艙對DOS雖有借鑒
但卻又完全不同，
實驗艙完全摒棄了
低效且空間狹窄的FGB模式。
【感謝作者授權發布】
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