再把视线投向仍在天上飞行的国际空间站 。 它的前身从上个世纪80年代初即开始论证 ， 各种方案均以桁架为构型主体 ， 桁架的个数、规模、形态及组成方法有所差异 。 最终方案采用了单桁架挂舱结构 ， 以109米长的桁架结构为承载主体 ， 在其中间部位挂载并拼接所有的密封舱段 ， 桁架与舱段组合体近似呈十字型 ， 桁架两端各配置两对太阳电池翼 。
本文图片
国际空间站近期示意图
这一构型的优点是很多的：密封舱以飞行方向为主要的扩展拼接方向 ， 有利于来访飞行器的交会对接；桁架垂直于轨道面 ， 两端的太阳翼拉开了足够距离 ， 不仅安装空间不受限 ， 而且运行时相互之间、以及受舱段的遮挡影响很小 ， 桁架上安装的其他设备也能够不受遮挡；桁架还实现了一个独特的功能 ， 配置了机械臂导轨 ， 机械臂甚至航天员可以利用移动基座系统沿导轨运动 ， 变换作业地点 。
前者像朵绽放的花 ， 后者像多段圆柱体和长条拼接的积木 ， 这两个空间站为什么构型迥异？因为建设手段不同 。
和平号每个舱段要靠自己交会对接连上组合体 ， 之后最多通过转位机构改变对接口即在节点舱球体上的安装角度 ， 最终形成了辐射状的构型 。
而国际空间站的主体部分是由航天飞机运输上天 ， 利用机械臂辅助进行组装 ， 因此能够组装安装桁架结构 ， 并扩展没有飞行能力的舱段 。
2000年至2007年 ， 航天飞机完成了9次专门运输桁架组件的飞行——大多数单次上天的桁架组件重量在14至16吨 。 另有两次飞行 ， 分别运输加拿大臂-2及其导轨 。 有了机械臂的辅助 ， 空间站构型扩展的约束小了很多 ， 而且能够在运输之后“改变”构型 。 前文提到的Cupola穹顶舱 ， 就是与宁静号节点舱-3串列布置在航天飞机货舱中发射上天 ， 再用机械臂单独安装在宁静号侧面 ， 形成了“凸出”的构型 。
中国空间站三舱的模样
是怎么来的？
中国空间站以三舱段组合形成基本构型 。 从各舱段到组合体 ， 它们的“模样”都是系统功能驱动的结果：每个舱段构型设计必须满足发射和独立在轨飞行的要求 ， 组合体则要作为完整系统形成有利于在轨长期工作的构型 ， 并要有可行的组装手段 。
先看看每个舱段的构型 。
核心舱
天宫一号和货运飞船都采用了大尺寸密封舱加小直径资源舱的构型 ， 资源舱外侧安装帆板和天线等需占据包络空间的舱外设备 。 然而 ， 中国空间站核心舱并没有沿用这一思路 ， 因为它有一个最重要的功能和约束条件——前后都得接纳飞船和其他来访飞行器对接 。
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