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國際太空站
低地球軌道上的國際研究設施 来自维基百科，自由的百科全书
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「ISS」重新導向至此。關於其他用法，請見「ISS (消歧義)」。國際太空站（法語：Station spatiale internationale，縮寫為SSI；英語：International Space Station，縮寫為ISS；俄語：Междунаро́дная косми́ческая ста́нция，縮寫為МКС），是一個在近地軌道上運行的科研設施，是人類目前在軌的兩個太空站之一，亦是人類歷史上第九個載人太空站。國際太空站分為兩個部分：俄羅斯軌道段（ROS）由俄羅斯營運，而美國軌道段（USOS）由美國和其他國家營運。太空站的主要功能是作為在微重力環境下的研究實驗室，研究領域包括生物學、物理學、天文學、地理學、氣象學等，目前由五個國家或地區合作運轉，包括美國國家航空暨太空總署、俄羅斯航太國家集團、日本宇宙航空研究開發機構、加拿大太空總署和歐洲太空總署。
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最初創始國
美國太空總署簽約國
截止2022年4月，已有來自20國的太空人和太空遊客登上國際太空站，但均為美國或俄羅斯主導的太空計畫。從1998年11月15日國際太空站第一個部份曙光號功能貨艙發射升空。第一批長期居民遠征1遠征隊於2000年11月2日抵達。到2010年6月，太空站已經在軌道上環繞地球運轉了66000圈[4]。俄羅斯質子號和聯盟號火箭以及美國太空梭發射了國際太空站的主要模組。負責太空站與地面之間運輸的太空飛行器有俄羅斯聯盟號、進步號以及美國的飛龍號太空船2號、天鵝號宇宙飛船等。國際太空站最多可承載七名乘員（長時間），大部分實驗設施也已經投入使用。由於大氣阻力和重新啟動等因素的影響，國際太空站的軌道實際高度常發生漂移。截至2024年3月[update]，已有來自22個國家的279人造訪過國際太空站。[5]
2022年1月，美國太空總署宣佈計畫於2031年1月令國際空間站退役使其脫離軌道，並將任何殘餘物引導到南太平洋的一個偏遠地區。[6]在2031年1月由NASA專用太空飛行器脫離軌道之前，國際太空站預計將擁有額外的模組（例如公理太空模組段），美國也在研究後續空間站外包給商業公司的可行性與法規問題。[7]
國際太空站的未來計畫包括增加至少一個模組，即Axiom Space的酬載動力熱模組。該站預計將持續執行至 2030 年底，之後將使用 飛龍號太空船2號 脫離軌道。[8]
2022年7月26日，俄羅斯單方面表示將在2024年之後退出國際太空站。[9]不過在俄航太部門的建議下，改為延至其完工後續的基礎設施為止[10][11]。
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目的
國際太空站最初計畫用作實驗室、天文台和太空工廠，同時為未來可能前往月球、火星和小行星的任務提供運輸、維護和低地球軌道中轉基地。然而， NASA和俄羅斯太空總署最初的諒解備忘錄中設想的用途並未全部實現。2010年美國國家太空政策賦予了國際太空站額外的角色，包括服務於商業、外交和教育目的。
國際太空站為開展科學研究提供了一個平台，提供電力、資料、冷卻系統以及太空站人員，以便開展各種實驗。
小型無人太空飛行器也可以為實驗提供平台，特別是那些涉及零重力和太空暴露的實驗。太空站提供了一個長期環境，可以在其中進行長達數十年的研究，又能讓研究人員隨時進入。[12][13]
國際太空站允許多組實驗共享相同的發射和空站人員時間，從而簡化了單個實驗。國際太空站開展的研究領域十分廣泛，包括天體生物學、天文學、物理科學、材料科學、太空天氣、氣象學，以及包括空間醫學和生命科學在內的人體研究。[14]
地球上的科學家能隨時訪問太空站上的資料並能為人員實驗修改提出建議。如果有必要進行後續實驗，利用定期發射的補給船，也能相對容易地為實驗來帶所需的新硬體。[13]
空站人員將進行持續數月的探險飛行。六名空站人員每周大約需要工作160個工時。然而，他們大量時間都花在了太空站的維護工作上。[15]
或許，國際太空站上最引人注意的實驗就是阿爾法磁譜儀(AMS)，它旨在探測暗物質並解答有關宇宙的其他基本問題。據 NASA 稱，AMS 與哈伯太空望遠鏡一樣重要。它目前停靠在太空站，由於其功率和頻寬需求，無法輕易容納在自由飛行的衛星平台上。2013 年 4 月 3 日，科學家報告稱，AMS 可能探測到暗物質的跡象。據科學家稱，「來自太空的阿爾法磁譜儀的首批結果證實，地球上的宇宙射線中存在無法解釋的高能正電子過量」。[16][17][18][19][20][21][22][23]
太空環境對生命而言十分惡劣。在太空中，無防護的存在具有以下特點：強輻射場（主要由質子和來自太陽風的其他亞原子帶電粒子以及宇宙射線組成）、高真空、極端溫度和微重力。一些簡單的生命形式（稱為極端微生物）以及小型無脊椎動物（稱為緩步動物）可以通過脫水在這種極度乾燥的環境中生存。[24][25][26]
太空環境對生命具有極大的敵意。未受保護的太空暴露面臨強烈的輻射場（主要由太陽風中的質子和其他帶電亞原子粒子組成，此外還有宇宙射線）、高真空、極端溫度和微重力。[24] 一些被稱為極端微生物的簡單生命形式，[25] 以及稱為緩步動物的小型無脊椎動物[26]，可以通過乾燥適應在極度乾燥的狀態下生存於這種環境中。
醫學研究正在提升對長期太空暴露對人體影響的認識，包括肌肉萎縮、骨質疏鬆和體液轉移。這些資料將用於評估高時長載人太空飛行和太空殖民的可行性。2006年的研究資料顯示，在長時間的星際航行後（例如前往火星所需的六個月旅程），如果太空人降落在行星表面，他們將面臨嚴重的骨折和行動困難風險。[27][28]
在國際太空站（ISS）上進行的醫學研究由國家航太生物醫學研究所（NSBRI）主持。其中一個重要研究是微重力進階診斷超聲，太空人在遠端專家的指導下進行超聲掃描。該研究旨在探索太空中的醫學診斷和治療。通常情況下，國際太空站上沒有醫生，因此診斷疾病是一項挑戰。預計遠端引導的超聲掃描技術將在地球上的緊急情況和偏遠地區醫療中發揮作用，解決缺乏專業醫生的問題。[29][30][31]
2020年8月，科學家報告稱，地球上的細菌（特別是高度耐受環境危害的耐輻射奇球菌）能夠在外太空生存三年，這項研究基於國際太空站的實驗。這一發現支援了胚種論，即生命可能遍布宇宙，並通過宇宙塵埃、流星體、小行星、彗星、矮行星或受污染的太空飛行器傳播。[32]
在2010年代，隨著2011年美國軌道艙段的完工，國際太空站上的遙感地球觀測、天文學和深空研究顯著增加。在國際太空站計畫的20多年中，站內和地面的研究人員分析了地球大氣中的氣膠、臭氧、閃電和氧化物，以及宇宙中的太陽、宇宙射線、宇宙塵埃、反物質和暗物質。搭載在國際太空站的地球遙感實驗包括軌道碳觀測衛星3、ISS-RapidScat、ECOSTRESS、全球生態系統動態研究和雲氣膠輸送系統。用於太空天文觀測的裝置包括SOLAR、中子星內部成分探測器、量熱電子望遠鏡、全天空X射線監測儀（MAXI）和阿爾法磁譜儀。[14][33]
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國際太空站所在高度的重力約為地表重力的90%，但由於軌道上的物體處於持續的自由落體狀態，因此呈現出一種失重的狀態。[34]
然而，這種表觀失重狀態受到以下五種因素的擾動：[35]
- 來自殘餘大氣的阻力。
- 機械系統和機組人員活動產生的振動。
- 機載姿態控制控制力矩陀螺儀（CMG）的調整。
- 火箭引擎用於姿態調整或軌道變更時的推力影響。
- 重力梯度穩定效應，即潮汐力效應。國際太空站內不同位置的物體如果未固定在站體上，將遵循略微不同的軌道運動。由於它們被機械連接在一起，這些物體會經歷微小的力，使太空站整體保持剛體運動。
研究人員正在調查國際太空站近乎失重環境對植物和動物的演化、發育、生長及內部生理過程的影響。根據部分研究資料，NASA 計畫進一步探索微重力對三維、人類組織樣本生長的影響，以及微重力環境下可形成的特殊蛋白質晶體。[14]
研究微重力下的流體物理學將有助於建立更精確的流體行為模型。由於在微重力環境下流體可以幾乎完全混合，物理學家正在研究在地球上難以混合的流體。此外，研究低重力和低溫條件下的反應，有助於深入理解超導現象。[14]
材料科學研究是國際太空站的一項重要科研活動，其目標是在地球上最佳化製造技術，從而實現經濟效益。[36] 其他研究方向還包括低重力對燃燒過程的影響，例如燃燒效率、排放控制以及污染物管理。這些研究成果可能會改善能源生產技術，並帶來經濟和環境效益。[14]
國際太空站（ISS）在相對安全的低地球軌道提供了一個測試太空飛行器系統的地方，這些系統將用於前往月球和火星的長時任務。這提供了在軌操作、維護、修理和更換活動的經驗。這將有助於開發在離地球更遠的太空飛行器操作所需的關鍵技能，降低任務風險，並提升星際太空飛行器的能力。[37] 提到MARS-500實驗，這是一項在地球上進行的乘務員隔離實驗，歐洲太空總署（ESA）表示：「雖然國際太空站對於回答有關失重、輻射和其他特定空間因素可能影響的問題至關重要，但諸如長期隔離和密閉影響等方面，通過地面模擬可以更恰當地解決。」[38] 2011年，俄羅斯太空總署（Roscosmos）載人太空飛行計畫負責人謝爾蓋·克拉斯諾夫建議在國際太空站上進行「縮短版」的MARS-500實驗。[39] 2009年，謝爾蓋·克拉斯諾夫注意到夥伴關係框架本身的價值，他寫道：「與單獨行動的夥伴相比，發展互補能力和資源的夥伴能為我們提供更多空間探索成功和安全的保證。國際太空站正在幫助推進場地空間探索以及太陽系（包括月球和火星）研究和探索的未來計畫的實現。」[40] 載人火星任務可能是涉及多個航太機構和當前國際太空站夥伴關係之外的國家的多國努力。2010年，歐洲太空總署總幹事讓-雅克·多爾丹表示，他的機構準備向其他四個夥伴提議，邀請中國、印度和韓國加入國際太空站夥伴關係。[41] 美國國家航空暨太空總署局長查爾斯·博爾登在2011年2月表示：「任何火星任務都可能是全球努力。」[42] 目前，美國聯邦立法禁止美國國家航空暨太空總署未經聯邦調查局和國會批准與中國在航太專案上合作。[43]
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國際太空站乘務員通過執行學生開發的實驗、進行教育演示、允許學生參與課堂版本的國際太空站實驗，並通過無線電和電子郵件直接與學生互動，為地球上的學生提供了機會。[44][45] 歐洲太空總署提供了一系列可供課堂使用的免費教學材料，可供下載。[46] 在一節課中，學生可以導航國際太空站內外的3D模型，並面對即時解決的突發挑戰。[47] 日本航空宇宙研究開發機構（JAXA）旨在激勵兒童「追求工藝精神」，並提高他們「對生命重要性和社會責任的意識」。[48] 通過一系列教育指南，學生們對過去和近期的載人太空飛行飛行以及地球和生命有了更深入的理解。[49][50] 在JAXA的「空間種子」實驗中，通過種植在國際太空站上飛行約九個月的向日葵種子，探索航太飛行對植物種子的突變效應。在2008年至2010年中期「希望號」利用的第一階段，來自十多所日本大學的研究人員在不同領域進行了實驗。[51] 文化活動是國際太空站計畫的另一個主要目標。日本航空宇宙研究開發機構空間環境與利用中心主任田中哲夫曾說：「太空中有某種東西甚至能觸動對科學不感興趣的人。」[52] 國際太空站上的業餘無線電（ARISS）是一個志願者專案，鼓勵全球學生通過與國際太空站乘務員的業餘無線電通訊機會，追求科學、技術、工程和數學領域的職業。ARISS是一個國際工作小組，由來自九個國家的代表團組成，包括歐洲的幾個國家，以及日本、俄羅斯、加拿大和美國。在無法使用無線電裝置的地區，揚聲器電話將學生連接到地面站，然後將通話連接到太空站。[53]
第一次軌道是一部2011年的長篇紀錄片，講述了東方1號，第一次圍繞地球的載人太空飛行飛行。通過儘可能將國際太空站的軌道與東方1號的地面路徑和時間匹配，紀錄片製作者克里斯多福·賴利和歐洲太空總署太空人保羅·內斯波利能夠拍攝尤里·加加林在其開創性軌道飛行中看到的景色。這段新鏡頭與來自俄羅斯國家檔案的原始東方1號任務音訊記錄剪輯在一起。內斯波利被認為是這部紀錄片的攝影指導，因為他在第26遠征隊/27期間親自錄製了大部分鏡頭。[54] 這部電影於2011年在YouTube上全球首映，通過網站firstorbit.org以免費許可方式播放。[55] 2013年5月，指揮官克里斯·哈德菲爾德在太空站上拍攝了大衛·鮑伊的「太空奇遇」音樂影片，並在YouTube上發布。[56][57] 這是第一部在太空中拍攝的音樂影片。[58] 2017年11月，在參與國際太空站第52遠征隊/53期間，保羅·內斯波利錄製了兩次他的語音（一次用英語，另一次用他的母語義大利語），供維基百科文章使用。這是第一批專為維基百科在太空中製作的內容。[59][60] 2021年11月，宣布了一個名為「The Infinite」的虛擬實境展覽，展示國際太空站上的生活。[61]
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命名
國際太空站最初提議的名字是「阿爾法（Alpha）太空站」，但是遭到俄羅斯的反對，理由是此名字暗示國際太空站是人類歷史上第一個太空站，而蘇聯及後來的俄羅斯先後成功地執行過8個太空站。雖然國際太空站的命名沒有採用最初提出的阿爾法太空站，但是太空站的無線電呼號卻是「阿爾法」，這個呼號是太空站第一批乘員登站時確定的，當時國際太空站的名字仍然未定，時任美國太空總署主席的丹尼爾·戈爾丁將太空站的臨時呼號定為阿爾法，此呼號後來沿用下來，成為太空站的正式電台呼號。
歷史
國際太空站計畫的前身是美國太空總署的自由號太空站，這個計畫是1980年代美國戰略防禦計畫計畫的一個組成部分。在1987年12月1日美國太空總署宣佈波音公司、奇異公司、麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造自由太空站的訂單。老布什執政期間，星球大戰計畫被擱置，自由太空站也隨之陷入停頓，1993年時任美國總統的柯林頓正式結束了自由太空站計畫。冷戰結束後在美國副總統戈爾的推動下，自由太空站重獲新生，美國太空總署開始與俄羅斯聯邦太空局接觸，商談合作建立太空站的構想。
1998年11月15日國際太空站的第一個組件曙光號功能貨艙進入預定軌道，同年12月，由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連接，2000年7月星辰號服務艙與太空站連接。2000年11月2日首批太空人登上國際太空站。
國際太空站的各個組件大多由美國太空總署的太空梭進行運輸，由於各個組件大多在地面就已經完成建設任務，太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將組件連接上太空站主體。國際太空站完全完成之後，根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。
國際太空站的預算遠遠超過了美國太空總署最初的預計，其建造時間表也比預定的要晚，其主要原因是2003年發生哥倫比亞號太空梭失事事件之後，美國太空總署停飛了所有的太空梭。在太空梭停飛的兩年半時間裡，太空站的人員和物資運輸完全依賴俄羅斯的聯盟號太空飛行器，太空站上的科學研究活動也儘可能地被壓縮了。按照預定計畫，太空站的建設將在太空梭重返太空之後在2006年恢復，但是在2005年7月發現號太空梭的STS-114飛行任務完成後，由於太空梭隔熱材料在升空過程中脫落，美國太空總署再次停飛所有太空梭，這使得國際太空站的建設時間表再次拖延。
2006年11月20日，國際太空站上的活動首次在地球上進行了高畫質電視直播，並在紐約的時代廣場大螢幕電視上播放。這是人類首次觀看到來自太空的高畫質電視直播畫面。直播節目的主角是國際太空站第14長期考察組指令長邁克爾·洛佩斯-阿萊格里亞，攝像師是站內的隨航工程師托馬斯·賴特爾。這套直播系統名為太空影片網關，直播的解析度可以達到普通類比電視的6倍。[62]
2007年1月31日，國際太空站第14長期考察組中的兩名美國太空人洛佩斯-阿萊格里亞和蘇尼特·威廉斯成功進行超過7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，完成了一些電路接線工作，使對接的太空梭能接入並使用太空站上新太陽能電池板提供的電力，將一個遮光反射罩和隔熱罩丟棄，然後將一組舊太陽能電池板上的散熱器回收[63]。2月4日美國東部時間上午8時38分，這兩名太空人再度出艙，進行約7個小時的太空漫步。他們將命運號實驗艙的另一個冷卻迴路從臨時系統接入永久系統，對一個廢棄的氨水冷卻裝置進行清理[64]。2月8日，這兩名太空人完成了6小時40分鐘的第三次太空漫步，將太空站外的兩個大型遮罩移除丟棄，並安裝貨物運輸機的幾個附屬裝置[65]。2月22日，國際太空站飛航工程師、俄羅斯太空人米哈伊爾·秋林和洛佩斯-阿萊格里亞進行一次6個多小時的計畫外太空漫步，修復了對接在太空站上的進步M-58飛船的一處未能收攏的天線[66]。
2007年10月30日[67]，美國「發現號」太空梭太空人日前為國際太空站重新裝配太陽能天線電池板時，電池板出現破裂，美國太空總署科學家檢視電池板破損處，瞭解造成原因。
2009年3月，美國太空總署網站開始線上直播國際太空站即時畫面，太空站工作人員睡覺或者下班的時候，全球網際網路使用者可以通過網路欣賞太空站的直播影像[68]。
2012年5月31日，全球首艘造訪太空站的商業太空飛行器——美國龍飛船成功返回地球，製造龍飛船的SpaceX與美國太空總署簽署了價值16億美元的合約，向太空站發射12次貨運太空飛行器。
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2020年9月29日，星辰號艙體出現漏氣[69]。翌月19日，俄羅斯太空人阿納托利·伊萬尼申利用茶包里釋出的些許茶葉，讓其漂浮於星辰號的轉隔艙裡。隨後緊閉中轉隔艙口密封，再以攝影機監控茶葉於微重力下飄浮方向之移動軌跡，終於在靠近星號服務艙通訊裝置附近一處牆上刮痕上找到洩漏點，太空人最後利用卡普頓膠帶（Kapton tape）修補了這個裂縫[70]。
建造
按照計畫，建造整個國際太空站共需要超過50次太空飛行和組裝，其中的39次飛行需要由太空梭完成，每次約15噸左右，有大約30次飛行和裝配任務需要進步號飛船上的貨物提供支援。整個建造工作完成後，國際太空站將會有1200立方公尺的內部空間，總重量420公噸，總輸出功率達到110千瓦，桁架長度108.4公尺，艙體長度74公尺，額定乘員6人。
整個太空站由眾多組件構成：
週期性往返任務：
- 多用途物流艙（MPLM）
已脫離的組件
已取消的組件
- 離心重力艙
- 對接貨艙
- 多用途對接艙
- 生活艙
- 乘員逃生太空飛行器
- 空間站推進艙
- 俄羅斯實驗艙
- 臨時控制艙
往返太空飛行器
此外還有很多非承重桁架用於支撐太空站巨大的太陽能電池板。
美國太空製造公司專門設計的用於國際太空站微重力製造專案的3D印表機已經通過了美國太空總署最後的驗證測試，將於2014年8月發射到國際太空站投入使用。[71]
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下面是太空站主要組成部分的圖示。藍色區域是太空人不使用太空衣就可以進入的加壓部分。太空站的非增壓上層建築用紅色表示。計畫中的組件用白色顯示，以前的組件用灰色顯示。其他非增壓部件為黃色。團結號節點艙同命運號實驗艙直接相連。為了清晰起見，圖中二者被分開顯示。類似的情況在圖示中也可以被注意到。
| 俄羅斯 對介面 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太陽能板 | 星辰號 服務艙 | 太陽能板 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 俄羅斯 對介面 | 探索號 (小型實驗艙-2) | 碼頭號 對接艙 | 俄羅斯 對介面 | 大型酬載 連接方式 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 加熱器 | 太陽能板 | ERA 可攜式工作檯 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 歐洲機械 手臂(ERA) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 俄羅斯 對介面 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 科學號 (實驗艙) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 俄羅斯 對介面 | 碼頭號 節點艙 | 俄羅斯 對介面 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太陽能板 | 科學號 實驗氣閘 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 俄羅斯對介面 通過臨時對接器 | 俄羅斯 對介面 | 俄羅斯 對介面 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太陽能板 | 曙光號 (第一個艙組) | 太陽能板 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 晨曦號 (小型實驗艙-1) | 俄羅斯 對介面 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PMA 1 加壓對介面 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 通用停泊對接裝置 | 李奧納多號 貨艙 | BEAM 充氣太空艙 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 尋求號 氣密艙 | 團結號 節點艙1 | 寧靜號 節點艙3 | 畢曉普 氣密艙 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 旋轉式太陽能板陣列 | ESP-2 外部儲存平台 | 穹頂艙 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太陽能板 | 太陽能板 | 散熱器 | 散熱器 | 太陽能板 | 太陽能板 | 旋轉式太陽能板陣列 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ELC-2 掛載存儲器 阿爾法磁譜儀 | 桁架 Z1 | ELC-3 掛載存儲器 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 桁架 S5/6 | 桁架 S3/S4 | 桁架 S1 | 桁架 S0 | 桁架 P1 | 桁架 P3/P4 | 桁架 P5/6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ELC-4 掛載存儲器 ESP-3 外部儲存平台 | ELC-1 掛載存儲器 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 專用靈巧機械手 機械手臂 | 移動維修系統 機械手臂 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太陽能板 | 太陽能板 | 太陽能板 | 旋轉式太陽能板陣列 | 太陽能板 | 旋轉式太陽能板陣列 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 旋轉式太陽能板陣列 | ESP-1 外部儲存平台 | 命運號 實驗艙 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 希望號 貨艙 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 旋轉式太陽能板陣列 | IDA 3 對接器 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 貨運飛船 對介面 | PMA 3 加壓對介面 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 希望號 機械手臂 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部酬載設施 | 哥倫布號 實驗艙 | 協和號 節點艙2 | 希望號 實驗艙 | 希望號 外部平台 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 公理號 （預計） | PMA 2 加壓對介面 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IDA 2 對接器 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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爭議
有很多持批評觀點的人認為國際太空站計畫是在浪費時間和金錢，並且抑制了其他更有意義的計畫。持有這種觀點的人列舉，花費在國際太空站計劃上的上千億美元和近乎一世代的時間，可以用來實施無數的無人太空任務，或者將這些時間和金錢花在地球上的研究中，也要比國際太空站更有意義。太空站的支持者認為對於太空站的批評是目光短淺而且帶有欺騙性的，支持者認為花費在載人空間探索上的巨額經費同樣會給地球上的每個人帶來切實的好處。有評估指出，國際太空站計畫所開發的載人太空飛行相關技術的商業應用，會間接帶動全球經濟，其所帶來的收益是最初投資的七倍，也有一些相對保守的估計則認為此種收益只是最初投資的三倍。還有一些堅定的支持者認為，即使國際太空站在科學方面的意義為零，僅其發揮的推動國際合作的作用，也足以令這個計畫彪炳史冊。
執行
所有永久駐地乘員組命名「遠征隊N」，遠征最長為6個月，「遠征N」在每次遠征以後連續地被增加。太空遊客沒有算作是遠征成員。以A、B、C次發射組員為例，當A+B一組在太空站時，稱為第XX次任務遠征隊，但是當A組員返回地球，C組發射時，則變成B+C組在太空站執勤，就稱為XX+1次任務遠征隊。依此類推。
遠征1至6由三人組組成。在美國太空總署哥倫比亞號太空梭失事後，第7至12次遠征被減少到安全的最少兩人。從第13次遠征開始，考察組在2010年左右逐漸增加到6人[72][73]。從2020年開始，隨著美國商業載人航太發展計畫的乘員組抵達[74]，美國太空總署把遠征隊的規模增加到7名，這是國際太空站最初設計的人數[75][76]。
自費進入太空的航海家被俄羅斯太空總署和美國太空總署稱為太空飛行參與者，有時被稱為"太空遊客"。在太空梭2011年退役之前，當專業人員更換的人數不能被聯盟號的三個座位整除時，而短期停留的乘員沒有被派來，備用座位就由MirCorp公司通過太空探險公司出售。2011年之後，太空站的乘員人數減少到6人時，太空旅遊就停止了，因為合作夥伴都要需要俄羅斯的運輸工具。這段時間共有7名太空遊客到達國際太空站。
在美國太空人使用飛龍號太空船2號抵達太空站之後，太空旅遊得以繼續。2021年12月以來，另有5名太空遊客到達國際太空站。
軌道
國際太空站從1998年11月到2018年11月高度變化圖表
國際太空站從2018年9月14日到2018年11月14日的軌道動畫（地球沒有顯示）。
國際太空站目前維持在一個近乎圓形的軌道上，最低平均高度為370 km（230 mi），最高為460 km（290 mi）[77]，位於增溫層中心，與地球赤道的軌道傾角為51.6度。之所以選擇這個軌道，是因為它是俄羅斯聯盟號和進步號太空飛行器從北緯46度拜科努爾太空發射場能直接到達的最低傾角，而不會飛越中國或在居民區掉落廢棄火箭級[78][79]。它的平均速度為28,000公里每小時（17,000英里每小時），每天飛行15.5個軌道（一個軌道93分鐘）[80]。在NASA太空梭每次對接時，太空站的高度被允許下調，以允許更重的負載轉移到太空站。在太空梭退役後，太空站的名義軌道被提高了高度（從大約350公里到大約400公里）[81][82]。其他更頻繁的補給太空飛行器不需要這種調整，因為它們是效能更高的飛行器。[13][83]
大氣層的阻力平均每月使太空站減少約2公里的高度。軌道維持可以由太空站星辰號服務艙上的兩個主引擎，或與星辰號尾部對接的俄羅斯或歐洲太空飛行器來完成。自動運載飛船在建造時有可能在其尾部增加第二個對接埠，允許其他飛船與太空站對接和助推[83]。維持國際太空站的軌道每年要使用約7.5噸的化學燃料[84]，每年的成本約為2.1億美元[85]。
退役
2012年3月30日，俄羅斯聯邦太空局局長弗拉基米爾·波波夫金表示，聯邦太空局正在與外國夥伴討論2020年後繼續使用國際太空站的問題，並打算改變國際太空站的運作方式。波波夫金說，聯邦太空局考慮將國際太空站的使用期延長到2028年，即使作出了延長使用期的決定，國際太空站的作用也將改變，它將成為進行技術試驗和訓練載人登月的平台。[86]
2022年1月，美國太空總署宣布計畫於2031年1月令國際太空站退役使其脫離軌道，並將任何殘餘物引導到南太平洋的一個偏遠地區。[6]
成本
國際太空站被描述為有史以來建造的最昂貴的單一項目。[88] 截至2010年，總成本為$1500億美元。這包括美國太空總署1985年至2015年對該站的$587億美元預算（以2021年美元計算為$897.3億美元）、俄羅斯$120億美元、歐洲$50億美元、日本$50億美元、加拿大$20億美元、以及為建造太空站而進行的36次太空梭飛行的費用（估計每次飛行費用為$14億美元），總計 $504億美元。假設從2000年到2015年，由2至6名工作人員使用20,000人/日，則每人/日的成本為$750萬美元，不到通貨膨脹調整後的天空實驗室每人日$1,960 萬美元（通貨膨脹前為$550萬美元）的一半.[89]
參見
參考文獻
更多閱讀
外部連結
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