載人航天100個標誌性航天器（1997年–2017年）——空天飛機和空間站_風聞

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空天飛機

太空船一號和二號

太空船一號與其他大多數先進的航空航天飛行器不同，它不是起源於一個政府研究中心、一所大學或一家航空航天公司，而是起源於偏遠的莫哈韋機場，一個位於加利福尼亞高原沙漠的安靜的飛機跑道。在58號公路上經過莫哈韋的汽車經常看到噴氣式客機緊緊地擠在沙漠的沙地上，這是航空公司業務不景氣的副產品。在遠離主要工業基礎設施的情況下，莫哈韋從附近的一個來源獲得了靈感。沿着58號公路向東行駛，不到一個小時，愛德華茲空軍基地的出口就出現在眼前。在那裏，美國國家航空航天局（NASA）阿姆斯特朗飛行研究中心（Armstrong Flight Research Center）外面的一根杆子上，矗立着一架著名的X-15飛機的全尺寸複製品，從1959年到1968年在愛德華茲進行了199次試飛。美國宇航局和美國空軍在20世紀60年代通過X-15飛機取得的成就，大約40年後在莫哈韋再次發生。然而，這一次，一傢俬人公司而不是聯邦機構設計、製造併發射了自己的亞軌道火箭飛機，最終目的是將付費乘客送入太空。

伯特-L-魯坦（1943-），這位設想了私有化、更新的X-15的工程師和企業家，在愛德華茲開始了他的職業生涯，從1965年到1972年，他在那裏擔任飛行測試項目工程師。他離開後成立了一家公司，為自建市場製造小型飛機，如Vari-Eze和Long-EZ。但魯坦很快擴大了他的視野。眾所周知，他對聯邦資助的航空航天研究的謹慎步伐感到不耐煩，1982年，他開設了一家名為Scaled Composites的新企業，他在莫哈韋機場創辦了這家公司。魯坦的公司專門從事公務機、研究機和無人機。1986年，魯坦設計的 “旅行者 “號飛機在不加油的情況下不間斷地環遊世界，Scaled Composites公司最初獲得了名聲。

1994年左右，私人資助的亞軌道太空飛機的概念開始在Scaled Composites公司形成。六年後，魯坦在午餐時遇到了微軟聯合創始人和太空愛好者保羅-艾倫，魯坦在餐巾紙上勾勒出他的商業性太空飛行的概念。2001年，艾倫承諾提供2000-2500萬美元以支付開發成本。由此產生的實體--莫哈韋航空航天風險公司--將艾倫的錢袋與魯坦的Scaled Composites公司結合起來。

魯坦和他的團隊開始了項目的第一階段，製造一個被稱為太空船一號的航天器，一個被稱為白騎士的發射平台飛機，一個混合火箭發動機，以及一個航空電子套件。

這個大膽項目的飛行結構與X-15密切對應：一個有翼的航天器被懸掛在一個更大的載機下，它們一起從機場跑道上起飛執行亞軌道任務。在魯坦的版本中，這對飛船爬升到15公里，這時，“白騎士 “的飛行員釋放了 “太空船一號”，它短暫地滑行，然後在火箭點火後以65度爬升。在燃燒結束時，航天器以數倍於音速的速度繼續向天空飛行。一旦達到所需的高度，太空船一號就下降，花了大約20分鐘才着陸。白騎士在幾分鐘後着陸。

白騎士號由兩台J-85渦輪噴氣機提供動力，乍一看就像一個由細長的桁架搭建而成的雜物。仔細觀察，它的平面形狀就會出現在眼前：細長的機翼形成一個 “W “型，雙尾翼，一個機組人員艙，以及一組四個輪子。一旦升空，它可以飛到16,000米高處，並攜帶兩名乘員。

Scaled Composites公司用輕型石墨-環氧樹脂複合材料製造了太空船一號的雪茄形機身。他們還將短而寬的機翼與大的垂直尾翼結合在一起，從尾翼中突出水平穩定器。反作用力推進器使飛行員在太空中得到控制。推進的主要來源包括一個混合火箭發動機，其燃料是固體羥基端聚丁二烯和液體氧化亞氮的混合物。在內部，唯一的飛行員坐在前面，兩名乘客坐在後面。白騎士和太空船一號共享相同的前機身設計和航空電子系統。

太空船一號重約3600公斤，長8.53米，直徑1.52米，翼展為8.05米。它的最大速度為3518公里/小時，爬升高度為112,000米。白騎士的長翼展達25米，它的有效載荷高達3,629公斤。起飛時，飛機的重量為8,600公斤。

在飛行試驗階段，從2002年8月到2003年5月，白騎士經歷了23次單獨試驗，然後在2003年5月20日與太空船一號進行了首次對接試驗。經過一年多的飛行準備，2004年6月21日，南非飛行員邁克爾-梅爾維爾（Michael Melville）駕駛太空船一號飛到了100,000米以上的高度，達到了國際公認的太空門檻。三個多月後，2004年9月29日，梅爾維爾將飛機推到103,000米，當航天器在向太空爬升時發生翻滾，他無視地面的建議，放棄了任務。最後，在2004年10月4日，飛行員布萊恩-賓尼將太空船一號飛到112,000米，打破了美國宇航局在1963年8月創造的108,000米的X-15高度紀錄。

不僅如此，在過去的兩次飛行中，艾倫-魯坦團隊滿足了安薩里X-Prize的條款，這是由伊朗裔美國人阿努沙和阿米爾-安薩里提出的全球挑戰。安薩里夫婦提出向第一個在兩週內成功完成兩次試飛、亞軌道飛行、攜帶相當於兩名乘客重量的私人當事方支付1000萬美元。在全球媒體的廣泛關注下，莫哈韋航空航天風險投資公司宣佈勝利並領取了獎金。

但這一傳奇故事並沒有結束。這一消息引起了理查德-布蘭森爵士的注意，他是維珍大西洋航空公司的創始人，也是一個被稱為維珍集團的影響深遠的商業集團的所有者。2005年中期，布蘭森和伯特-魯坦簽署了一份合同，以70%/30%的比例將維珍集團與飛毛腿複合材料公司合併。他們把由此產生的實體稱為宇宙飛船公司。按照當時的規定，2012年布蘭森的維珍銀河公司收購了斯凱德複合材料公司的股份，成為飛船公司的唯一所有者。

在這次聯合的五年後，2010年飛船公司開始在莫哈韋建造一個68,000平方英尺的工廠，在那裏，不斷增長的勞動力於2011年9月開始製造五個太空船二號航天器和三架白騎士飛機。每艘飛船的尺寸大約是太空船一號和白騎士的兩倍，但它們的設計與它們的前輩沒有明顯區別。太空船二號長18米，翼展8.2米；其乘員艙可容納兩名飛行員，總長3.7米，直徑2.3米。該航天飛機可容納六名乘客。

為了未來體驗亞軌道飛行的樂趣，維珍銀河公司從四百多人那裏收集了大約5000萬美元的存款；大約65000人競爭前一百個座位。最初，他們以每人20萬美元的費用報名參加這次冒險；後來增加到25萬美元。太空船二號也可能被美國宇航局和其他實體承包用於科學研究。

儘管有這些火爆的銷售，維珍銀河公司的計劃已經陷入了發展的挫折中。2007年7月26日，在一次氧化劑流動測試中發生的地面爆炸中，飛船公司的三名員工死亡，三人受傷--均為彈片傷。然後，在2014年10月31日，悲劇再次發生，第一艘太空船在飛行中由於過早啓動下降系統而解體。它墜毀了，一名飛行員死亡，另一名受傷，後者跳傘逃生。火箭發動機也引起了關注。2014年5月，維珍銀河公司對建造太空船一號動力裝置的承包商內華達公司（Sierra Nevada）不滿意，自己接管了RocketMotorTwo的研究和測試。維珍公司更換了推進劑，從內華達山脈的橡膠基原始推進劑改為固體燃料，直到2015年才回到最初的配方。

同時，當飛行器本身繼續在莫哈韋進行飛行測試時，新墨西哥州支付了一個名為美國太空港的現代化終端的建設費用，配備了一條3600米的跑道。維珍銀河公司簽署了一份為期20年的租約，作為該場地的主要租户。它位於新墨西哥州特魯斯或康塞斯鎮外，等待着太空船二號的發射和客户。

比例組合太空飛船1號 (TIER 1 項目)

比例組合太空飛船2號 Model 339型 (TIER 1 項目)維珍銀河系聯合號（Virgin Galactic VSS Unity）

X-37B

由於預期航天飛機在接近其飛行的第20年時最終會消亡，美國宇航局的領導人在1998年8月決定徵集一個示範性航天飛機的建議，以探索削減未來空間運輸成本的工程和科學。航天局採取這一步驟是意識到，除非出現新的運輸手段，否則老化和昂貴的航天飛機將面臨為剛剛出現的國際空間站（ISS）供應、服務和運送人員的幾十年，而國際空間站的建設也於1998年開始。

波音公司在1998年12月贏得了被稱為X-37的驗證機的競爭，該公司和航天局在1999年7月簽署了一份為期四年的協議，其中的成本分擔條款規定政府承擔1.25億美元（包括來自空軍的1600萬美元用於自身的技術實驗），波音公司承擔6700萬美元。2002年11月的第二份合同授權波音公司製造兩個航天器：一個接近和着陸試驗飛行器（ALTV）和一個無人駕駛的X-37軌道飛行器。這一階段為製造商贏得了額外的3.01億美元。

但2003年的事件以沒有人預料到的方式顛覆了計劃中的X-37。由於2003年2月哥倫比亞號航天飛機的事故，喬治-W-布什總統的政府不僅決定在2010年終止航天飛機，而且決定用一個新的但技術上保守的太空艙來取代它，讓人想起阿波羅，以及一個類似於土星五號的重型發射系統。DARPA獲得了ALTV飛行器的所有權，並進行了一系列限制性攜帶和自由飛行測試，直到2006年9月，之後空軍宣佈，它計劃在X-37B軌道測試飛行器（OTV）的名稱下繼續該計劃。

在某種程度上，空軍對X-37項目的結構與NASA一樣：作為未來航天飛機所需技術的試驗枱，其章程規定要探索諸如先進的制導、導航和控制以及高温結構等領域。但是，與此相反，美國空軍還將X-37B設想為一個機密的、可重複使用的、能夠將有效載荷送入軌道並返回地球的實驗性飛行器。

波音公司向空軍交付了兩架OTV，每架長8.9米，高2.9米，翼展4.5米。原本打算從航天飛機的貨艙發射，4,990公斤的X-37B實際上在Atlas V（501版）火箭上進入軌道，由半人馬座第二級助推。X-37的機身形狀和三角翼從航天飛機軌道器的空氣動力學中獲得了靈感，而且它們具有類似的升阻比。

2010年至2017年期間進行了五次OTV發射，儘管每次發射的確切目的仍然是保密的。由於信息封鎖，猜測範圍很廣，聲稱X-37B追求對其他航天器的偵察，測試天基武器，並進行間諜傳感器實驗。空軍所透露的信息主要涉及升空、降落和每次飛行的時間。

無論他們可能完成什麼任務，OTV都在軌道上積累了大量的時間。1至4號從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地進入太空，除了OTV-4號以外，其他都在加利福尼亞州范登堡空軍基地着陸。第一顆衞星（OTV-1）於2010年4月22日開始其旅程，行駛了224天，並在跑道上進行了美國首次自主軌道降落。第二架（OTV-2）於2011年3月起飛，在空中飛行超過488天后返航。第三次（OTV-3）於2012年12月（由於Atlas V的引擎問題而推遲），在太空中停留了近675天，並於2014年10月返回地球。

第四次OTV任務（OTV-4）於2015年5月進入軌道，在那裏停留了近718天，於2017年5月7日在肯尼迪航天中心結束任務。對於這次飛行，空軍確定了兩個公共目標：為美國宇航局進行暴露在太空環境中的大約一百種不同材料的實驗，併為Aerojet-Rocketdyne公司進行霍爾效應推進器（一種離子發動機）的測試，該推進器打算用於先進的極高頻（AEHF）通信衞星。最後，OTV-5打破了早期發射的模式，於2017年9月乘坐商業的SpaceX獵鷹9號火箭出發了。

在其設計和操作中，X-37B代表的不過是一個自動的航天飛機；但是，根據空軍從其飛行中獲得的數據，它可能會實現X-37B作為未來全尺寸航天飛機的門户飛行器的初衷。

波音 X-37B OTV (軌道試驗飛行器) 2號

空間站

國際空間站

一個巨大的空間站環繞地球的概念起源於現代，在1952年至1954年期間，《科利爾雜誌》上一組有影響力的文章普及了即將到來的太空時代。該雜誌刊登了由藝術家切斯利-博內斯特爾（Chesley Bonestell）繪製的雄偉的軌道航天器圖像，並附有火箭先驅沃納-馮-布勞恩（Wernher von Braun）和其他人的敍述。在博內斯特爾的圖像中，他對巨大的輪狀空間站的樸素而美麗的繪畫引起了人們的興奮和好奇。

空間站的理想揮之不去，並在1958年美國宇航局成立後最終成為該局探索計劃的一部分。然而，一連串的政治領導人和空間機構的行政人員掌握到，沒有一個國家--不是美國本身--能夠聚集足夠的資源來獨立追求它。它的成本和複雜性要求有一個多國的努力。因此，甚至在羅納德-里根總統在1984年1月的國情諮文中宣佈他支持在太空中建立一個規模宏大的住所之前，白宮就指示美國宇航局的領導人與六個政府--英國、加拿大、德國、日本、意大利和法國聯繫，以尋求他們的合作。對美國宇航局局長詹姆斯-貝格來説，他為里根的宣佈進行了積極的宣傳，空間站也提供了一個機會，使他的機構走出自阿波羅計劃輝煌時期以來的低迷狀態。

總統強調了國際合作的重要性，他隨後派貝格斯到六個城市--倫敦、渥太華、波恩、東京、羅馬和巴黎--與美國宇航局的同行會面並確定他們的興趣水平。特別是受到德國、意大利和日本的歡迎，貝格斯後來告訴他的東道主，總統打算為美國站提交80億美元的預算申請，並在90年代初完成。他還重申了里根希望通過全球合作來擴大和改進該項目。

但在這些早期步驟中，沒有任何東西預示着一系列折磨人的事件，將項目的完成時間拉長到27年--幾乎是里根希望的醖釀期的四倍。而且成本不是計劃中的80億美元，而是這個數字的10倍以上。

然而，大空間站幾乎在里根總統宣佈後就成了問題，並在21世紀仍然如此。部分困難來自於政治，反映了國會對該項目是否真正明智地利用了有限的國家資源的嚴肅辯論。1985年，當詹姆斯-貝格斯公佈了美國國家航空航天局的候選設計，即自由空間站，一個長152.4米、高110米的龐然大物，並攜帶8名船員時，反對的聲音就開始聚集起來。儘管日本、歐洲和加拿大的航天機構承諾他們願意參與，但許多美國立法者反對這個價值80億美元的提案。美國國家航空航天局向他們的壓力低頭了。到1986年，所有為自由號設想的衞星製造設施都從計劃中消失了，只留下一個實驗室。在1986年的挑戰者號事故和隨後的航天飛機發射中斷後--這對加強整個空間探索的論點毫無幫助--美國宇航局進一步收縮了自由號的規模，只剩下四名宇航員，僅限於微重力和生命科學實驗。

在比爾-克林頓的早期總統任期內，衰退繼續進行，他的政府將該站重新命名為阿爾法，並進一步縮小了其尺寸。但是在1993年，美國宇航局局長丹尼爾-戈爾丁採取了一個積極的步驟。他聯繫了他在俄羅斯航天局的同行，並説服他們將他們的空間站計劃與美國的計劃結合起來。俄羅斯的貢獻結束了美國努力的螺旋式下降。同樣重要的是，在政治方面，俄羅斯的參與吸引了那些贊同兩個前對手之間更友好關係的美國官員。

國際空間站 (2017年中期時的總體佈局)

然而，其他美國政治家對與一個最近才代表（在他們看來）對美國機構和安全構成威脅的國家聯手錶示反對。而膨脹的空間站預算（到20世紀90年代初估計約為174億美元）為其反對者提供了第二條更有説服力的攻擊路線。1993年，美國眾議院的一次投票以一票之差挽救了該項目。但僅僅兩年後，隨着對冷戰的記憶消退，與俄羅斯人的合作似乎更有説服力，國會批准了每年上限為21億美元的空間站預算。

但爭論並沒有就此結束。到1997年和1998年，很明顯，NASA違反了年度支出限額，需要在174美元的基線上增加73億美元。同樣令人不安的是，獨立審計師確定，關鍵部件的交付延遲了10至36個月，使得預計的2004年完工日期無法實現。作為回應，美國和它的國際合作者最初集中在2006年完成；但2003年2月的哥倫比亞號事故停止了航天飛機的活動，新模塊的交付和組裝也隨之停止。在這種情況下，空間站合作伙伴選擇2010年作為更現實的目標。

正式來説，國際空間站是在1998年1月由15個政府--美國、俄羅斯、日本、加拿大和歐洲航天局的11個成員國--簽署《空間站政府間協議》後成立的。但美國和俄羅斯之間的主要合作是國際空間站發展過程中不可或缺的因素。美國可能是第一個（也是唯一一個）將人送上月球的國家，但俄羅斯人在空間站方面的經驗遠遠超過了美國。俄羅斯航天局不僅在1971年至1986年期間發射了7個禮炮站，而且在1986年發射了和平號，這是一個蜻蜓形、90噸的航天器，是當時軌道上最大的物體。幸運的是，當丹尼爾-戈爾丁在1993年帶着合作的希望與俄羅斯接觸時，俄羅斯航天局已經在和平號2號上取得了很大的進展，但由於冷戰後俄羅斯經濟的混亂，幾乎沒有機會獲得資金。實際上，國際空間站代表了和平號和阿爾法號的合併。為了實現這一合併，俄羅斯的工程師和規劃人員直接與他們的美國同事合作，俄羅斯航天局承諾在美國的整體架構中增加兩個新的模塊，增加船員宿舍的面積，延長空間站的中央走廊，並加強發電。

除了這種技術上的共生，在人的方面，宇航員和宇航員都受益於早期的經驗交流：1995年至1998年期間，7名美國人在和平號上飛行，使他們能夠學習長期太空飛行的技術（長達6個月）；同一時期，7名俄羅斯人在7次航天飛機任務中飛行，使他們能夠熟悉多年來建造和維護國際空間站的空間補給船。

國際空間站在軌組裝的最初時期發生在1998年12月至2003年1月，涉及團結號、曙光號、星星號、命運號和多用途後勤模塊（MPLM）的整合。第二次增長是在 “哥倫比亞 “號失事後發現號航天飛機返航時開始的。在這個階段，國際空間站在2007年10月獲得了歐空局的和諧號（節點2）模塊，在2008年2月獲得了哥倫布實驗室；在2008年3月和5月以及2009年7月獲得了日本宇航局 “希望 “號實驗室的組件；在2010年2月獲得了意大利航天局的寧靜號（節點3）和七窗觀察沖天爐；最後，在2011年2月，改進的萊昂納多多用途後勤艙，作為永久性多用途模塊返回國際空間站。

國際空間站的主要建設從1998年到2011年持續了近13年，也許代表了對人類耐力和人類智慧的讚譽。漸漸地，這個巨大的結構成形了。總共進行了43次組裝飛行，在2001年達到了7次訪問的高峯。完成後的國際空間站重約400,068公斤，長108.5米，寬73米，超過了一個美國足球場的尺寸。到2017年夏天，國際空間站接待了227名個人和五十二個不同的船員（或探險隊）。國際空間站的全部費用超過1000億美元，美國每年為其持續運營提供30億美元。

原本計劃在2010年關閉並脱離軌道，巴拉克-奧巴馬總統的政府在2014年宣佈將其使用壽命至少延長到2024年。

團結號（Unity）

儘管並不令人興奮或特別創新，但美國對世界上第一個多國太空家園的最初貢獻起到了不可缺少的作用。裝在奮進號航天飛機的有效載荷艙中的統一模塊（也被稱為節點1）是早期空間站大部分主要部件對接的中心樞紐。桶狀的團結號由鋁製成，有六個停泊位置，在波音公司位於阿拉巴馬州的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的設施地板上出現。它重達11,612公斤，長5.47米，直徑4.57米。除了團結號，奮進號還搭載了由四名宇航員和一名宇航員組成的機組，他們接受了將新空間站帶入生活的訓練。要做到這一點，航天飛機需要與團結號的對應方--一個兩週前發射的名為Zarya（俄語中的 “黎明”）的俄羅斯航天器會合。

1998年12月6日，當航天飛機和Zarya航天器相互接近時，指揮官羅伯特-卡巴納手動控制奮進號，將其定位在距離曙光號（Zarya）的3米以內。此時，宇航員南希-庫裏（Nancy Currie）伸出航天飛機的機械臂，抓住曙光號（Zarya），並將其拉到航天飛機的貨艙中。然後，她用機械臂將兩個航天器上的24個插銷和匹配的孔排成一排，經過一些微妙的操作，將該機制鎖定。隨後進行了三次太空行走，總共持續了21個小時，在此期間，機組人員整合了奮進號航天飛機和曙光號的電氣和其他重要系統。在這項任務之後，12月11日，卡巴納帶領他的船員進入團結號，在那裏他們安裝了照明和通信，並進入曙光號，在那裏他們攜帶了工具和衣服。

在將國際空間站的第一批組件連接在一起並進行了部分裝備後，乘員們回到了奮進號，並在12月13日星期日離開了剛剛甦醒但空無一人的國際空間站，回到了地球。

節點 1 ：團結號 “Unity” + PMA 2

曙光號（Zarya）

忠實於俄羅斯聯邦航天局逐步修改其航天器和改編舊設計的長期傳統，它對國際空間站的第一個貢獻是從俄羅斯運輸後勤航天器（TKS）演變而來的，它最初是鑽石軍事空間站的補給船。它被稱為Zarya（“黎明 “或 “曙光”），它的名字既暗示了前對手之間新夥伴關係的開始，也暗示了一個巨大的太空新項目的啓動。它也被稱為功能性貨物區塊（簡稱FGB，按照其俄語拼寫），有幾個目的。首先，它的三個端口使它成為國際空間站的俄羅斯和美國組成部分之間的通道，一端是俄羅斯的對接點，另一端是美國的對接點，第三端是訪問的進步號補給和聯盟號運輸工具的泊位。從功能上講，曙光號作為國際空間站的初始基礎設施中心。它巨大的太陽能電池組和六個電池產生了3千瓦的電力；它的16個外部燃料箱裝載了超過6000公斤的推進劑；它有兩個大型發動機、12個小型發動機和24個轉向噴射器（用於軌道機動）；它還提供了可以儲存的增壓空間，以及一個為宇航員和宇航員準備的帶窗户的乘員艙。Zarya是一個長而重的望遠鏡形物體，重達19323公斤，長12.5米，直徑4.1米。

1998年11月20日，Zarya從哈薩克斯坦的拜科努爾航天發射場起飛，由質子號三級重型發射火箭升空。它在390公里處進入圓形軌道，等待美國對國際空間站的第一個貢獻--團結號。16天后，“奮進號 “航天飛機抵達扎里亞，其貨艙內裝有美國艙。奮進號的機械臂捕獲了曙光號，經過一個微妙的對接過程，這對組合被釋放到軌道上。

經過出乎意料的20個月的漫長等待，2000年7月25日，曙光號與俄羅斯國際空間站的第二個組成部分Zvezda（“星星”）對接，它的加入使國際空間站適合人類居住。

曙光號 Zarya FGB (國際空間站功能性貨艙)

星星號（Zvezda）

隨着第一個模塊Zarya和Unity的接合，國際空間站在1998年12月開始成形。空間站規劃者希望隨着另一個被稱為Zvezda（“星星”）服務艙的俄羅斯艙段的到來而迅速擴大。但幾個月過去了，在等待期間，發現號航天飛機於1999年5月訪問了國際空間站，運送物資和物流，並在空間站外部安裝了一台俄羅斯貨運起重機；2000年5月，阿特蘭蒂斯號及其機組人員提升了空間站的軌道，為Zvezda做準備，此外還在團結號（Unity）的外部安裝了手欄杆。

最後，莫斯科的赫魯尼切夫國家研究和生產中心完成了Zvezda。赫魯尼切夫的工程師們根據和平號空間站的核心部件設計了一個航天器，和平號空間站本身來自早期的禮炮和鑽石站。重18,051公斤、13.1米的Zvezda於2000年7月12日搭乘質子號火箭從哈薩克斯坦的拜科努爾發射場起飛。由於俄羅斯人決定通過遠程控制將國際空間站和Zvezda連接起來，一些複雜的編排工作需要展開。首先，航天器上的自動計算機指令喚醒了機載設備，並打開了其太陽能電池板，從頭到尾長29.7米。然後，地面上的控制人員將Zvezda的方向對準太陽，以產生積聚的電力，之後，其兩個主引擎啓動兩次，將其高度提高到國際空間站的高度。接下來，Zarya-Unity於7月25日接近Zvezda並與之會合，隨後，在25分鐘的序列中，Zvezda的前端口鎖定了Zarya。

在這一點上，國際空間站的神經中樞逐漸從Zarya過渡到Zvezda。Zvezda配備了13個觀察窗口，承擔了早期國際空間站的基礎設施需求，包括配電（來自太陽能電池組）、數據處理（與歐空局的計算機一起）、推進（維持軌道）、通信（數據、語音和與任務控制的電視）、生命支持（回收廢水作為氧氣）和管理飛行控制信息。它還滿足了乘員的需求。它的三個加壓艙--前部是一個帶氣閘的球狀轉移艙；中部是一個圓柱形的工作艙；後部是一個球形的轉移艙--提供了睡眠區、個人衞生設施、帶餐桌的廚房，以及放置跑步機和固定自行車的空間。

隨着這些轉移，Zarya的主要功能減少到儲存外部燃料罐和其他材料。國際空間站本身現在只等待它的第一個三人機組，被稱為 “遠征1號”，以開始人類居住的漫長時期。

星星（Zvedza）國際空間站服務模塊 (DOS-7K #8)

命運號實驗室（Destiny Laboratory）

隨着2000年7月俄羅斯Zvezda（“星星”）艙加入國際空間站最初的Unity和Zarya組件，世界上第一個多國空間住所的準備期結束了。它開創了人類在軌道上居住的一個新的、包容性的時代。

第一批機組人員於2000年11月2日抵達，在這一天，任務指揮官威廉-謝潑德、聯盟號指揮官尤里-吉岑科和飛行工程師謝爾蓋-克里卡列夫登上了茲維茲達號，開始了國際空間站第一探險隊的任務。經過一段時間的適應和調整，在他們旅程的第100天（2001年2月7日），他們等待着亞特蘭蒂斯號航天飛機的到來，該航天飛機的一個關鍵部件被塞入其貨艙。兩天後，它與國際空間站對接，在一週的時間裏，亞特蘭蒂斯號上的三名男子和一名女子與國際空間站的三名乘員一起工作，將新成員與團結號的前部接合。他們進行了三次太空行走，之後亞特蘭蒂斯號離開，留下了一個比迄今為止任何空間站都大的空間站：長52米，高27米，寬73米。即使在這個初始階段，它也重達101,600公斤。

新增加的設施--美國命運號實驗室--代表了國際空間站科學任務的一個昂貴的但必不可少的組成部分。它由波音公司在美國宇航局的馬歇爾太空飛行中心建造，耗資14億美元，外表看起來很不起眼：一個大的銀色圓柱體，大小和一架商務飛機差不多，兩端有艙門。但它的簡單性掩蓋了它的複雜性。閃亮的白色長方形內部分為四個部分，每個部分有六個架子，或者説總共有二十四個。每個單元的高度為185釐米，寬度為106釐米。在這24個單元中，13個單元用於科學實驗；其餘11個單元為國際空間站的基礎設施提供服務，生產電力，冷卻水和淨化水，調節温度和濕度，以及更新大氣。

命運號上的科學有效載荷在不同的機架上有所不同。來自世界各地的研究人員依靠諸如電氣和流體連接器、傳感器、攝像機、運動減震器和其他設備來通過遠程控制進行他們的實驗。大多數工作有一個共同的目標：評估零重力對物理和生物過程的長期影響，特別是對人類及其環境的影響。為了追求這些知識，生態學、地球科學、化學、生物學、物理學和生物醫學等學科在 “命運號 “的實驗中分享了利益。

命運號還為地球上的氣象學家和地質學家提供了一個光學質量的窗口，船員們通過它拍攝了一些地球地形、天氣系統和自然事件（如火災、洪水和雪崩）的壯麗圖像。

美國實驗室 命運號 “Destiny”

多用途後勤模塊

如果説命運實驗室開啓了國際空間站上的科學研究，那麼多用途後勤艙（MPLM）的到來則預示着國際空間站運行效率的一個新階段。由泰雷茲-阿萊尼亞航空為意大利航天局（ASI）在意大利設計和製造，總共有三個MPLM離開都靈的工廠。所有這些都帶有意大利文藝復興時期著名藝術家的名字。萊昂納多，以紀念多面手畫家、雕塑家和建築師萊昂納多-達-芬奇（1452-1519）；拉法羅，以紀念建築師和藝術家拉法羅-桑齊奧（1483-1520）；多納泰羅，以紀念雕塑家多納託-迪-尼科洛-迪-貝託-巴爾迪（1386-1466）。它們分別於1998年8月、1999年8月和2001年2月乘坐空客Beluga運輸機抵達肯尼迪航天中心（KSC）。

從2001年3月到2011年7月，MPLM總共搭乘了12次航天飛機，由於哥倫比亞號航天飛機的損失，2003年和2005年之間有很大的差距。萊昂納多八次進入軌道：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，最後在2011年2月--總是在發現號或奮進號的有效載荷艙。在準備最後一次任務時，萊昂納多號在KSC進行了大量的改裝，其部件（尤其是多層絕緣毯）是從多納泰羅號上拆下來的，而多納泰羅號從未進入過太空。當萊昂納多號於2011年2月返回空間站時，它作為國際空間站的一個固定部分留在那裏（被重新指定為永久多用途艙，或PMM）。拉斐爾四次前往空間站：2001年4月和12月、2005年7月和2011年7月，分別乘坐發現號、奮進號和亞特蘭蒂斯號。

有些人把MPLM稱為太空貨車或太空卡車，但這些術語低估了它們的價值。這些長6.4米、寬4.6米、重4,100公斤的加壓艙攜帶的貨物重達9噸，排列在一個由16個架子組成的系統上。在MPLM到達國際空間站後，宇航員和航天員卸下了物資、備件、設備和新的實驗品。在他們返回地球之前（在一個航天飛機軌道器上），機組人員用已完成的研究項目和垃圾來包裝他們。

但除了它們的後勤功能外，在萊昂納多和拉斐爾與空間站對接期間，它們還充當了國際空間站的全功能部件，提供生命支持、滅火、配電和計算能力，為人類居住創造一個宜居環境。此外，MPLM是國際空間站其他兩個主要模塊的基礎模式。由意大利泰利斯-阿萊尼亞航空公司為美國國家航空航天局建造的 “和諧號 “於2007年10月抵達，既是國際空間站的第二個節點（繼1號節點 “團結號 “之後），也是新的美國船員宿舍。歐洲航天局的哥倫布實驗室於2008年2月發射，也欠下了MPLM的設計債。

MPLM Raffaello

天宮1號

與神舟太空艙對俄羅斯航天局和聯盟號的不同，大型模塊化空間站的開發使中國國家航天局（CNSA）有機會展示其獨立性和先進性。中國國家航天局着手這項任務，不僅是因為它可以（由於其技術能力），而且還因為對其被排除在國際空間站（ISS）之外，以及對其與NASA合作的限制（由美國國會在2011年採取的行動）。

儘管中國早在1992年就開始了關於空間站的探索性討論，但正式授權是在1999年--也許不是巧合，在國際空間站的前兩個部分（團結號和星星號模塊）在太空中交接後的一年。中國當局決定建造三個小型試驗枱，從而實現了一個非常雄心勃勃的目標：一個擁有20噸核心的超大空間站，由兩個較小的研究模塊和一個貨運飛船支撐着。中國國家航天局計劃在2020年和2023年之間完成--一個與國際空間站的退役相一致的時間框架。

在2011年和2016年期間，中國航天局將兩個預備站送入軌道。第一個被稱為 “天宮"一號，具有雙重目的：作為科學實驗室和神舟飛船載人和自主對接的目標載體。雖然只是作為邁向未來全尺寸空間站的一步，但天宮一號長10.4米，直徑3.35米，重8,506公斤，本身就代表了一項歷史性的成就。它於2011年9月29日發射，由兩個圓柱形部分組成：前端是一個較寬的可居住的實驗艙，有15立方米的內部空間；後端是一個較窄的資源艙，工程師將電氣系統、環境控制、兩個太陽能電池板（跨度約23米）和空間站的推進裝置安裝在上面。實驗艙為中國宇航員提供兩張牀和運動設備。神舟太空艙--它載着乘員並在每次任務期間都留在原地--為實驗艙增加了第三張牀、烹飪設施和廁所。天宮一號的設計在結構的兩端都有泊位，但只有實驗艙上的泊位可供自動對接。

天宮一號在2016年3月結束服務之前，接待了兩次載人（神舟九號和十號）訪問，以及一次無人（神舟八號）訪問，此前它的職業生涯延長了兩年。隨後，在2016年9月，中國國家航天局宣佈，天宮一號在2018年4月2日重新進入大氣層並燒燬。儘管如此，該計劃仍在繼續。天宮二號於2016年9月15日進入軌道，但中國領導人沒有按計劃在晚些時候升空天宮三號，而是決定將其與天宮二號任務合併。

因此，儘管中國航天局在太空探索方面是一個相對的新成員，但它顯示了一種動力和成就記錄，如果被其即將到來的主站的成功所證實，它有望縮小與美國宇航局、俄羅斯和歐洲航天機構之間的大部分差距。

CAST 天宮1號 (項目921-2)