把新的工作与生活空间送入轨道

STS-130是美国国家航空航天局(NASA)“奋进”号航天飞机向国际空间站运送并安装安宁舱和穹顶舱的任务。安宁舱又称3号节点舱,把再生生命保障和运动设备集中安排在新的加压空间;附带的穹顶舱有七扇窗,承担外部观察和机械臂控制等用途。

安宁舱是欧洲为国际空间站合作计划制造的舱段,设计由泰雷兹阿莱尼亚宇航公司推进,继承了多用途后勤舱及其他节点舱的工程经验。其角色从早期设想的连接通道,扩展为容纳空气处理、制氧、饮水回收、个人卫生和锻炼设备的综合舱段,适应空间站六人长期驻留的需要。

参考:[1] [2]

加压舱、冷却管路和七扇窗口

安宁舱的加压壳体由铝合金制成,外侧覆盖隔热材料和抗碎片防护板。舱内的低温及中温水回路,经外部换热器把设备产生的热量传入空间站氨冷却系统;电力、数据、空气和液体管路也要跨越不同舱段连接,运输和机械固定只是安装工作的一部分。

穹顶舱直径约3米、高约1.5米,主体采用整体锻造的铝结构。六扇梯形侧窗环绕一扇直径80厘米的圆窗。多层窗片分别承担防刮擦、维持压力和抵御碎片的功能,外部遮板可从舱内开闭,兼顾观测、热控制和玻璃保护。它为操作员提供了能直接看见站外作业区域的工作位置。

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六名乘员与分班控制团队

乔治·扎姆卡担任指令长,特里·维尔茨担任驾驶员;凯瑟琳·海尔、斯蒂芬·罗宾逊、尼古拉斯·帕特里克和罗伯特·贝恩肯担任任务专家。贝恩肯与帕特里克负责三次舱外活动,舱内人员配合大型组件搬运、机架迁移和设备检查。

在休斯敦,夸齐·阿利巴鲁霍负责领班在轨飞行控制,加里·霍拉彻领导另一在轨班次,克里斯·埃德伦负责计划班次;诺姆·奈特负责上升和返回阶段。发射场、航天飞机、空间站与地面控制之间的分工,使安装流程能够围绕机械臂、气闸和冷却系统的可用状态逐项推进。

参考:[1] [4]

发射后逐步连接新舱段

2010年2月8日世界时9时14分,即美国东部标准时间凌晨4时14分,“奋进”号从肯尼迪航天中心39A发射台升空,2月10日与国际空间站对接。这是“奋进”号第24次飞行,主要载荷抵达后才进入在轨装配程序。

安宁舱于2月12日连接到团结舱侧面,完成检漏后,杰夫·威廉斯与罗宾逊于13日打开舱门。贝恩肯与帕特里克在三次舱外活动中连接和配置外部设备,累计工作18小时13分钟。接氨管时曾释放少量结晶氨,随后检查和去污染测试未检出帕特里克航天服受氨污染。

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穹顶转位与生命保障设备迁入

穹顶舱发射时装在安宁舱端部,2月15日转移至朝向地球的接口。第三次舱外活动释放窗口遮板的发射固定件后,遮板于17日首次打开;机械臂操作工作站于18日迁入。这个次序让运输构型逐步转变为在轨使用构型。

NASA年度报告记载,安装工作也包括水回收系统的两套机架、氧气发生系统、卫生设施、先进抗阻锻炼设备以及尿液处理系统的替换蒸馏组件。部分设备原已在空间站其他舱段工作,这次随空间重新安排而迁入安宁舱。冷凝水、汗液与尿液的回收处理,和氧气生成、二氧化碳去除共同构成持续驻留的支持条件。

参考:[1] [2] [4]

离站与近十四天任务的结束

按世界时计,“奋进”号于2月20日离开空间站,随后绕站拍摄新构型,再开始返航。着陆发生在2月22日3时20分,对应佛罗里达当地2月21日22时20分。六名乘员在肯尼迪航天中心结束了近十四天、超过570万英里的飞行。

安宁舱与穹顶舱留在轨道上继续使用。NASA当日的任务结束公告指出,按质量衡量,当时国际空间站已完成约九成建造工作。此次任务交付的成果既包括新增加压空间,也包括可维持其运行的管线、机架和外部连接,以及供宇航员观察地球、舱外活动和来访飞行器的窗口。

参考:[2] [4] [5] [6]