[科普中国]-星辰号服务舱

起源

星辰号服务舱的基础结构（被称为"DOS-8"）最初是用作米尔－2空间站的核心部件建于上世纪80年代中期。这意味着星辰号服务舱在设计同米尔空间站的核心部件（DOS-7）相类似。事实上，相当长的一段时间里，星辰号被标注为米尔－2空间站，它的设计血统因此可以追溯到早期的礼炮号空间站。它的结构於1985年2月完工，内部设备也在1986年10月装配完成。

设计星辰号服务舱包括1个供空间站乘员生活和工作的圆柱形的“工作隔舱”（Work Compartment），1个有对接入坞装置的“中转隔舱”（Transfer Chamber），1个非承压的“装配隔舱”（Assembly Compartment）在“中转隔舱”的周围，另有1个有3个对接口的球形“中转间”。整个服务舱重18,051公斤。长13.1米（43英尺），太阳能电池板展开时为29.7米（97.5英尺）。

中转隔舱与曙光号功能货舱相连。中转隔舱还有用于和“科学能量平台”（Science Power Platform）和宇宙对接舱（Universal Docking Module）相连接的对接口。现在，其中最下面的1个和俄罗斯的对接隔舱相连。另1个是空的。它原本是用作一个对接口，但一旦舱口损坏，乘员无法从转移到空间站其他部分，所以这个对接口的功能从未被使用过。

“装配隔舱”（Assembly Compartment）装备有诸如推进器，天线，推进箱等外部装备。

“中转隔舱”（Transfer Chamber）装备有自动对接入坞装置，可用于对接联盟号宇宙飞船和进步号货运飞船。

星辰号服务舱有可供2个乘员睡觉的区域，1台NASA提供的跑步机和1辆自行车可供健身使用，厕所以及其他卫生设备，1套带冰箱的厨房设备。星辰号上安装了俄罗斯的用于指令和导航的主计算机。星辰号一共有14个窗口，3个9英尺直径的在前部的中转隔舱，1个16英尺直径的在工作隔舱，每个乘员舱都有至少1个窗口。还装备了一个电解被浓缩的湿气和废水，用以产生氢气和氧气的电子装置。氢气被排放出去，而产生的氧气可供呼吸。浓缩湿气产生的水和废水可以在紧急情况下做为饮用水，但在通常情况下，使用从地面带来的新鲜水。星辰号服务舱有16个小的和2个大的推进器用于推进。另有8个电池用于储存能量。

用以产生氢气和氧气的电子装置需要经常的维护，而且已经故障过多次，乘员们需要使用化学氧气发生器（固体氧气发生器），另有1套使用可再生的吸附剂的装置用于排除二氧化碳，星辰号服务舱被指责噪音过大，以至于乘员们在舱内不得不使用耳塞。1

系统组成“星辰”号服务舱由俄罗斯承建，是国际空间站的核心舱，可用于接待载人飞船或货运飞船。

服务舱由过渡舱、生活舱和工作舱3个密封舱及1个用来放置燃料箱、发动机和通信天线的非密封舱组成。生活舱中设有供宇航员洗澡和睡觉的单独“房间”，舱内有带冰箱的厨房、餐桌，供宇航员锻炼身体的运动器械。舱体上设计的14个舷窗，可供宇航员眺望浩瀚的星空。“星辰”号配有定位和电视系统，可保障服务舱与俄罗斯科罗廖夫地面控制中心和美国休斯敦地面控制中心的直接联系。2000年7月12日，“星辰”号由“质子-K”号运载火箭送入太空l 7月26日，“星辰”号服务舱与国际空间站联合体。2

星辰号服务舱是国际空间站的核心部件。是国际空间站建设阶段的控制中心。它由充压过渡舱、工作舱和不充压推进舱三部分组成，装有姿态控制系统和生命保障系统，可容纳3名航天员。它除了为国际空间站早期运行提供居住场所、生活系统、配电系统、数据处理系统、飞行控制系统和推进系统外，还提供通信系统，并具有由地面飞行控制中心进行遥控的能力。如果没有星辰号服务舱，航天员就无法在国际空间站上长期作业，因而也就不能继续建造国际空间站。由于星辰号服务舱具有居住功能，所以它的发射就意味着国际空间站可以入住航天员了。 3

它配有控制空间站运行的中心电脑、生命保障系统和推进器装置。设置的三个密封舱为宇航员提供了生活和工作场所。它与空间站联合体的对接是国际空间站建设过程中极为重要的一环，将是国际空间站主要的生活区，其中包括一个实验室、三个睡眠区域、一个浴室和一个娱乐健身中心。服务舱的洗手间是高技术的产物，为了防止宇航员在方便的时候因失重脱离“座位”，洗手间特别配备了几个固定装置，宇航员可以将脚和腿伸进这些固定物中间，这样就不至于在方便的时候，一不留神飘了起来，造成不必要的尴尬。太空舱的13个窗户将为宇航员提供前所未有的良好视野，其基本的生活设施相当于一个四星级酒店的标准。4

星辰号服务舱质量约24吨，长13米，直径4．35米，有4个对接口，其中前端有2个径向对接口和1个轴向对接口，后端有1个锥形对接口。轴向对接口与曙光号功能舱对接，锥形对接口用于与进步号货运飞船或联盟号载人飞船对接。星辰号服务舱的太阳能电池板总面积为80平方米，最大功率为10千瓦。3

样品返回舱沿飞船的z轴方向固定，这是从彗星采样成功返回地球的一个关键因素。它主要包含三个部分：电子设备、气动防热设备和降落伞系统。

电子设备主要包括超高频信标和闪光标位器，用于样品返回舱返回时定位用。这个信标在与飞船分离时刻就被激活。由于锂电池寿命长、对温度变化不敏感以及安全可靠的原因，信标由锂电池组供电。电池组可以提供超过72h的供电能力。

气动防热设备用来减少超过99%气动热，保护采样装置应对极度苛刻的再入加热环境。热防护罩用石墨/环氧合成物制成，呈60°半锥角圆锥形状。

在再入和下降阶段，大气压力传感器将提供降落伞开伞时间所必需的信息。降落伞系统包括降落伞控制装置、主伞以及伞罐，其中伞罐是直径为16．51cm、高为615．24cm的容器。降落伞伞罐包括发射器和引导开伞装置。在降落伞伞罐外面有一个蓄气筒，用来增压发射器弹出引导开伞装置。引导开伞装置弹出，带出主伞伞包，主伞完全打开，大概有5．2m长。5

与国际空间站的对接2000年7月26日，星辰号服务舱连接在曙光号功能货舱的后端，成为国际空间站的第3个组成部分。7月下旬，曙光号上的计算机向星辰号上的计算机传递了国际空间站的指令。

2000年9月11日，执行STS-106任务的航天飞机上的2名宇航员最终完成了星辰号和曙光号的连接。经过6小时14分的舱外作业，宇航员Ed Lu和Yuri Malenchenko连接了9根星辰号和曙光号之间的电缆，其中有4根输电线，4根视频和数据线，和1根用于光学自动测量记录传导的光纤线。 第2天，美国中部时间上午12:20，STS-106的宇航员第一次漂浮进星辰号舱内。

星辰号服务舱装备了早期的生活区域，生命维持系统，通讯系统（星辰号与空间站之间由1个10Mbps的以太网相连），电子能量分配装置，数据处理系统，飞行控制系统和推进系统。这些区域和系统已经被其他的空间站组件所补充。

星辰号上的2个主引擎能用于提升空间站的轨道高度。2007年4月25日，曾经使用过1次，这是2000年星辰号抵达空间站后的第1次。

发射风险由于俄罗斯的财政问题，星辰号在没有替补和保险的情况下被发射。基于这些风险，NASA已经建造了临时控制舱，以防星辰号发射严重延期或者在发射中被毁。