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實驗室 科普丨天空實驗室，美國空間探索的先鋒之軀

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1973年5月14日，美國發射了其第一個空間站——天空實驗室，用于太空探索與研究。天空實驗室是利用阿波羅登月計劃的剩余部件建造的，1973~1979年間，天空實驗室在地球軌道上運行了6年時間，它是美國空間站技術的先驅，也為人類載人航天事業的發展作出了重要貢獻。
實驗室 科普丨天空實驗室，美國空間探索的先鋒之軀
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遨游在太空的天空實驗室
身軀龐大，豪華的天空實驗室
天空實驗室是20世紀70年代世界上質量最大的空間站，總重量約82噸，全長36米，最大直徑6.7米。和同年蘇聯發射的18.5噸重的禮炮2號空間站相比，天空實驗室簡直堪稱豪宅，由軌道艙、過渡艙、多功能對接艙和阿波羅天文望遠鏡等部分組成。
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天空實驗室結構示意圖
01
軌道艙
天空實驗室的主體，由土星5號運載火箭的第三級箭體改裝而成，分為上、下兩層，上層為工作區，下層為生活區，包含廚房、洗浴設施、廁所、運動器材和許多科學實驗設備。
02
過渡艙
航天員穿上航天服通過過渡艙隔離過渡，出艙實施太空行走。
03
多功能對接艙
位于過渡艙前端，有兩個供阿波羅飛船對接用的艙口，可同時停靠兩艘飛船。
04
阿波羅天文望遠鏡
主要用來觀測太陽活動和拍攝太陽的照片，望遠鏡配置了用于獲取額外電能的四個可展開太陽能帆板陣列。
命運多舛，坎坷而光榮的一生
天空實驗室誕生后命運多舛，其一生坎坷而光榮。它起飛約65秒便遭遇意外，其微流星防護板和一側的太陽電池陣被意外出現的高速氣流沖掉，防護板遮陽功能的缺失致使艙內溫度飆升至55℃左右，無法正常工作；另一側太陽電池陣被防護罩的碎片纏住，致使入軌后無法展開而嚴重缺電。
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天空實驗室發射升空
1973年5月25日，為了拯救天空實驗室，阿波羅飛船搭載3名航天員與其對接，航天員用一頂遮陽帆遮蔽陽光，并修復了另一側卡澀的電池板，最終使空間站“起死回生”。這次任務也是人類首次到艙外空間進行作業活動。隨后三名航天員在天空實驗室內生活了28天，在這段時間內他們進行了對地觀測、生物醫學等實驗。
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天空實驗室維修前后對比圖
1973年7月28日，第二批3名航天員乘阿波羅飛船與天空實驗室對接，他們更換了遮陽傘，并在太空生活了59天。同年11月16日，第三批3名航天員乘阿波羅飛船奔赴天空實驗室，在空間站上生活了84天。
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天空實驗室與阿波羅飛船組合體
1974年2月第三批航天員返回地球后，天空實驗室轉入無人在軌運行狀態，靜待美國國家航空航天局當時正在研發的所謂“低成本”可復用的航天飛機首飛，并與天空實驗室對接，再由航天飛機進行進一步的軌道抬升。
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天空實驗室在宇宙中徜徉
【 實驗室|科普丨天空實驗室，美國空間探索的先鋒之軀】然而“天有不測風云”，由于太陽活動周期的變動，大家都低估了太陽黑子的活動程度。從1978年2月起，太陽黑子活動驟然增加，使地球大氣溫度升高。大氣層膨脹增加了天空實驗室所受的氣動阻力，導致它速度減小并不斷發生軌道衰減。而當時的美國國家航空航天局由于正處于阿波羅計劃結束后、航天飛機服役前的“青黃不接”時期，無力拯救天空實驗室，只能眼睜睜地看著它于1979年7月11日提前再入大氣層，化為一道華麗的火光劃過天空，最終墜入茫茫大海。
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航天員最后一次造訪天空實驗室時拍攝的照片
成績斐然，空間探索的先驅
天空實驗室是美國第一個也是最后一個獨立空間站，在服役期間進行了200多項科學實驗，包括多種生理、物理、輻射防護實驗等，甚至還包括失重環境下的蜘蛛結網實驗和材料制造實驗。
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天空實驗室計劃logo
天空實驗室運行期間的科學發現大幅推動了人類對于太陽活動的認識，為更準確地預報空間天氣的變化提供了理論依據。通過分析白光日冕儀數據，科學家們發現與行星際激波對應的日冕瞬變現象——日冕物質拋射，作為影響地球空間天氣狀況最顯著的現象之一，日冕物質拋射的產生、傳播和它對地球的影響至今依然是相關研究的熱門領域。

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