用樂高演示國際空間站建造過程是什么體驗(yàn)？

時間：2023-08-04 15:12:01 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

時間：2023-08-04 15:12:01 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

用樂高演示國際空間站建造過程是什么體驗(yàn)？：熱烈祝賀我國空間站天和核心艙發(fā)射成功！我們終于有了自己的長期駐人的大型空間站啦！

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2020年2月1日，樂高發(fā)布了全新一代的國際空間站模型，貨號21321，作為一名太空迷，在早先樂高新聞發(fā)布的時候我就決定要買一套了。2月中旬，托人從國外買了一套，結(jié)果還沒等交接，疫情蔓延，世界劇變。等我拿到手，已經(jīng)是6月了。

這一篇文章其實(shí)并不是主要討論樂高模型本身，網(wǎng)上已經(jīng)有大量文章對這款模型做出的評測。我希望可以通過這款樂高模型，回顧國際空間站的建造過程，對國際空間站本身的前世今生以及何去何從進(jìn)行討論與思考。國際空間站作為曾經(jīng)的西方主導(dǎo)的人類最偉大的太空建筑，師夷長技以制夷，對國際空間站進(jìn)行了解，或許有助于我們了解未來我們自己的天宮空間站。

本文長度很長，內(nèi)容非常詳細(xì)，極其適合無聊時候閱讀，然后會感到更加無聊。

所以這里有縮減版視頻版本，原文基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅度的刪減：

↑很多人反映這個在本站上的視頻掛了……在此留B站的鏈接作為備份：

https://www.bilibili.com/video/BV1xz4y1D7xc/

國際空間站（International Space Station，縮寫為ISS）是目前在軌運(yùn)行最大的空間平臺，是一個擁有現(xiàn)代化科研設(shè)備、可開展大規(guī)模、多學(xué)科的基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的空間實(shí)驗(yàn)室，為在微重力環(huán)境下開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究提供了大量實(shí)驗(yàn)載荷和資源，支持人在地球軌道長期駐留。國際空間站項(xiàng)目由16個國家共同建造、運(yùn)行和使用，是有史以來規(guī)模最大、耗時最長且涉及國家最多的空間國際合作項(xiàng)目。自1998年正式建站以來，經(jīng)過十多年的建設(shè)，于2011年完成建造任務(wù)轉(zhuǎn)入全面使用階段。目前，國際空間站主要由美國國家航空航天局（NASA）、俄羅斯國家航天集團(tuán)（Roscosmos）、歐洲航天局（ESA）、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）和加拿大空間局（CSA）共同運(yùn)營。

其實(shí)這不是樂高第一次出品國際空間站模型，只不過上一次的模型反映的是建造中的狀態(tài)。我們接下來會說到。

鑒于關(guān)于樂高模型的開盒和評測網(wǎng)上已有很多，在此就跳過啦~

我按照說明書完成了所有組件的拼搭，但是并沒有把他們按照說明書指示的順序組合在一起。我要按照真實(shí)的國際空間站建造過程來完成組裝。

套件中還提供了一個黑色的支架。雖然我最終是希望把模型吊掛在房頂上的，但是在我想出辦法以前，這個支架還是很有用的。

那讓我們開始建造過程吧！

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1998年，太空中迎來了一名新的重要成員——曙光號功能艙，標(biāo)志著國際空間站建造過程的正式開始。

曙光號（Zarya）功能艙為國際空間站的第一個組件，于1998年11月20日由俄羅斯質(zhì)子-K火箭從拜科努爾航天發(fā)射場發(fā)射升空。曙光號是國際空間站的基礎(chǔ)，能提供電源、推進(jìn)、導(dǎo)航、通信、姿控、溫控、充壓的小氣候環(huán)境等多種功能。它由和平號空間站上的晶體艙演變而來，壽命13年，電源最大功率為6千瓦，可對接4個航天器。曙光號重量為24.2噸（其中包括4.5噸燃料），長13米，內(nèi)部容積約72立方米（可用面積為40平方米）。它可以在不補(bǔ)充燃料的情況下連續(xù)飛行430晝夜。

命名由來：Zarya名字源于俄語Заря?，用英語解釋是dawn，Sunrise的意思。曙光號功能艙源于俄羅斯當(dāng)年為禮炮號空間站所研制的TKS飛船，由美國出資，俄羅斯制造，命名為Zarya的含義在于此功能艙的發(fā)射標(biāo)志著航天領(lǐng)域國際合作新時代的到來。

說起這個名字，我在很長一段時間內(nèi)都讀錯了，后來才發(fā)現(xiàn)，它的讀法更接近于“Zalia”。

樂高曙光號是長這個樣子的，總體感覺有點(diǎn)像又不太像。樂高模型從來都是寫意的而不是寫實(shí)的。兩片太陽能電池和前后上下四個對接口都表現(xiàn)出來了，身形與實(shí)物相比略顯短粗。




在此我得說明，本文中上下前后左右的概念是按照國際空間站角度而說的。上下左右前后對應(yīng)的術(shù)語分別是：Zenith、Nadir、Port、Starboard、Forward、Aft。這是在國際空間站上標(biāo)準(zhǔn)的對方向的描述方法。本文中所說的時間，也是國際空間站采用的標(biāo)準(zhǔn)時間——世界協(xié)調(diào)時UTC。

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隨后，第二個組件——團(tuán)結(jié)號節(jié)點(diǎn)艙發(fā)射升空。

團(tuán)結(jié)號（Unity）節(jié)點(diǎn)艙是國際空間站的第二個組件，也是國際空間站的第一個節(jié)點(diǎn)艙，于1998年12月4日由奮進(jìn)號航天飛機(jī)送入軌道。艙體長5.49米，直徑4.57米，重11612千克，用于存貯貨物和調(diào)節(jié)電力供應(yīng)，是國際空間站上負(fù)責(zé)連接6個艙體的主要節(jié)點(diǎn)艙。

命名由來：由于該艙是國際空間站的第一個節(jié)點(diǎn)艙，因此也常被稱為節(jié)點(diǎn)1（Node 1）。根據(jù)NASA國際空間站計劃主任蘭迪·布林克利的解釋，Unity這個名字代表了NASA、波音還有全世界國際空間站團(tuán)隊(duì)的共同努力，反映了國際空間站計劃中的國際合作。

拼好以后我感嘆了一句，這是什么鬼？單拿出來我完全看不出來這是團(tuán)結(jié)號。不過呢，我也可以理解，團(tuán)結(jié)號所處的位置在國際空間站的正中心，樂高在設(shè)計模型的時候不僅要考慮擬真，更要考慮可組合度和堅固程度。鑒于團(tuán)結(jié)號上下左右前后六個方向都要對接其他組件，樂高模型把它表現(xiàn)為立方體，也是情有可原的了。

航天飛機(jī)用機(jī)械臂捕獲了曙光號，并且把它與在貨倉中起豎的團(tuán)結(jié)號對接在了一起。國際空間站第一次成為了艙段組合體。

與之同時升空的還有PMA-1和PMA-2。PMA就是Pressurized Mating Adapter，增壓對接適配器，就是深色的錐形的那個部分，用來對接其他組件或飛船。在粗的那一面的對接口是CBM，Common Berthing Mechanism，通用對接機(jī)構(gòu)，就是國際空間站上歐美艙段的標(biāo)準(zhǔn)接口；細(xì)的那一面的對接口是APAS-95，航天飛機(jī)就是這種接口，美俄均有使用（一說當(dāng)年中國天宮和神舟的對接口也源自APAS-95，不過我猜神州還是不能對接在PMA上的。而且，現(xiàn)在中國新一代飛船換了對接口，而PMA也已經(jīng)加裝了IDA了……）。在團(tuán)結(jié)號后對接口的是PMA-1，永久性的與曙光號連接，前方的是PMA-2，在此建造階段用來與航天飛機(jī)對接。PMA-2在今后的建造階段會被移動很多次。由于歐美艙段的所有對接口都是CBM，所以理論上講PMA可以被安裝在任何一個對接口。

在樂高模型上，PMA-1被省略了。只能看到用黑色錐形零件表現(xiàn)的PMA-2。PMA-2不能直接與團(tuán)結(jié)號進(jìn)行對接，需要用臨時零件進(jìn)行連接。而且這一套樂高模型中提供的航天飛機(jī)也是不能直接與PMA對接的。在此我用庫存零件做了一點(diǎn)點(diǎn)改造。我特意考證了一下方向問題，這一次的對接，航天飛機(jī)是頭朝下對接國際空間站，這與之后的對接方向是不一樣的。

和真實(shí)歷史照片對比一下。

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時間過去了一年多，國際空間站終于迎來了第三個組件——星辰號服務(wù)艙。

星辰號（Zvezda）服務(wù)艙在當(dāng)時是國際空間站的核心，是航天員生活和工作的主要場所，星辰號服務(wù)艙由俄羅斯出資和建造，于2000年7月12日由質(zhì)子火箭發(fā)射升空，7月26日與國際空間站聯(lián)合體對接。星辰號長13米，重19噸，由過渡艙、生活艙和工作艙等3個密封艙，和一個用來放置燃料儲罐、發(fā)動機(jī)和通信天線的非密封艙組成。生活艙中設(shè)有供宇航員洗澡和睡眠的單獨(dú)"房間"，艙內(nèi)有帶冰箱的廚房、餐桌、供航天員鍛煉身體的運(yùn)動器械。星辰號發(fā)射之后，對接的3個艙段和輔助設(shè)備組成了質(zhì)量為73噸、運(yùn)行在397千米、傾角為51.6度軌道上的空間聯(lián)合體，每90分鐘環(huán)繞地球一周，使國際空間站具備了接待航天員居住和工作的基本條件。

命名由來：Zvezda 源于俄語 Звезда，用英語解釋是Star的意思。該艙基本框架結(jié)構(gòu)被稱為DOS-8，是1985年俄羅斯計劃建造的“和平號-2”（Mir-2）空間站的核心，因此在制造過程中，“星辰”號服務(wù)艙常被稱為“Mir-2”。1999年初，俄羅斯正式將其命名為星辰號。

蜜汁太陽能電池板的朝向……忽略那根貓毛……總體上講還是有點(diǎn)像的。

2000年8月6日，進(jìn)步M1-3貨運(yùn)飛船在拜科努爾發(fā)射升空成為第一艘與曙光號對接的飛船。

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隨后的進(jìn)行的是由發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)執(zhí)行的STS-92任務(wù)，對進(jìn)步M1-3進(jìn)行了卸載，取出了存儲在內(nèi)的補(bǔ)給品。更重要的是，STS-92為國際空間站帶來了新的組件——Z1桁架和PMA-3。

執(zhí)行STS-92任務(wù)的發(fā)現(xiàn)號于2000年10月11日在卡納維拉爾角發(fā)射升空，并且在10月13日與國際空間站對接。然后，在團(tuán)結(jié)號上對接口安裝了Z1桁架，Z就指的是Zenith，上方。這是一個獨(dú)立于主桁架的單獨(dú)組件，橫截面與主桁架相似，上面安裝的設(shè)備主要包括有一架S波段通訊天線、四臺陀螺儀、以及一個手動對接機(jī)構(gòu)（Manual Berthing Mechanism，MBM）。MBM與之前介紹過的CBM類似，可以連接擁有CBM的接口設(shè)備，比如PMA，但是它只有一個接環(huán)，沒有增壓結(jié)構(gòu)。在接下來的建造過程中，你會看到MBM被使用的例子。STS-92還在團(tuán)結(jié)號的下對接口安裝了PMA-3。PMA-3與之前的PMA并無二致，它可以成為之前PMA的備份，也可以增加國際空間站的對接能力。Z1桁架是直接通過CBM安裝在團(tuán)結(jié)號上部對接口的，使得宇航員可以在內(nèi)部連接線路而不需要進(jìn)行EVA。而團(tuán)結(jié)號被Z1桁架封閉的上對接口，此后成為了一個儲物空間。

樂高的Z1桁架……平心而論也不太像……真實(shí)世界中Z1桁架不與主桁架接觸。但是樂高模型可能是為了增加主桁架強(qiáng)度，兩個零件是連接在一起的。

然后可以看到，PMA-3是連接在團(tuán)結(jié)號下部的。在樂高模型上，同樣需要一點(diǎn)臨時零件，才能這樣安裝。

注意上圖Z1桁架正面的被稱作手動對接機(jī)構(gòu)MBM的接環(huán)。

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2000年11月2日，第一遠(yuǎn)征隊(duì)（Expedition 1）從拜科努爾乘坐聯(lián)盟TM-31抵達(dá)國際空間站，成為人類在太空中新家的第一批主人。至此國際空間站開始了長期有人駐留的新階段。

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2000年11月30日，由奮進(jìn)號航天飛機(jī)執(zhí)行的STS-97任務(wù)從卡納維拉爾角發(fā)射升空，為國際空間站運(yùn)來了P6桁架和太陽能板，使得國際空間站的電力供應(yīng)比過去翻了五番。P6桁架的命名和Z1是一樣的，P就是左舷Port，6代表第6段。這一段桁架，是主桁架左端最遠(yuǎn)處的結(jié)構(gòu)，但是限于國際空間站建設(shè)中對能源的需要，它被提前運(yùn)來，然后被臨時安裝在Z1桁架上。

但是，在樂高模型上，桁架結(jié)構(gòu)的分段和現(xiàn)實(shí)中完全不一樣。左舷尖端處的結(jié)構(gòu)基本只有太陽能板的基座，P6桁架的大部分結(jié)構(gòu)和P4、P5桁架連接在一起。要想復(fù)原此時的國際空間站結(jié)構(gòu)，只好動用庫存零件，湊合搭建了臨時的P6桁架。

注意本次任務(wù)期間，奮進(jìn)號是對接在PMA-3上的，也是比較少見的對接方式。

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2001年2月7日，由亞特蘭蒂斯號航天飛機(jī)執(zhí)行的STS-98任務(wù)將命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙送往國際空間站。

命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙（Destiny）是NASA在1974年2月“空間實(shí)驗(yàn)室”（Skylab）退役后的第一個永久性運(yùn)作的在軌實(shí)驗(yàn)室，由美國波音公司制造，形似圓筒，長9.3米、直徑4.3米，重13.6噸。于2001年2月與團(tuán)結(jié)號節(jié)點(diǎn)艙順利對接。命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙是美國進(jìn)行微重力科學(xué)研究的場所，包括材料加工、生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、流體試驗(yàn)和地球科學(xué)等。

對于樂高的命運(yùn)號，確實(shí)也就是個圓筒，由于它擔(dān)負(fù)與主桁架連接的重任，樂高在其中增加了很多連接結(jié)構(gòu)。為了表現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)的國際空間站，我暫時把它們都去掉了。

2月9日，亞特蘭蒂斯號對接在了團(tuán)結(jié)號下部的PMA-3上。由于命運(yùn)號將要連接在團(tuán)結(jié)號前對接口，而此時這個對接口被PMA-2占據(jù)，于是先用機(jī)械臂把PMA-2移動到Z1桁架正面那個MBM上。剛才前文提到了，手動對接機(jī)構(gòu)MBM與通用對接機(jī)構(gòu)CBM接環(huán)一致，但是不增壓。所以PMA-2被臨時安裝在了MBM上。然后將命運(yùn)號連接在團(tuán)結(jié)號前對接口上，再把PMA-2從MBM上摘下來，連接到命運(yùn)號前對接口上。

注意此時P6桁架上的散熱板已經(jīng)展開了。國際空間站各種設(shè)備的運(yùn)行、人類的活動會產(chǎn)生熱量。熱的排出有三種方法，熱對流、熱傳導(dǎo)、熱輻射。在太空中，沒有空氣對流，也沒有介質(zhì)傳導(dǎo)，所以只能使用散熱板以紅外線的形式輻射出去。

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2001年3月8日，發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)執(zhí)行的STS-102為國際空間站送去了1號外部儲物平臺（External Stowage Platform -1，ESP-1）。這個小組件位于命運(yùn)號左側(cè)。在樂高模型上被省略了。此外，STS-102還第一次攜帶了多用途物流艙（Multi-Purpose Logistics Module，MPLM）。MPLM基本上是一個一頭有CBM接口的大罐子，由航天飛機(jī)馱運(yùn)，用于貨物的天地往返。MPLM由意大利宇航局制造，一共有3只MPLM被制造出來，其中2只被投入實(shí)用，分別是拉斐爾號（Raffaello）和萊昂納多（Leonardo）號，均為紀(jì)念文藝復(fù)興時期意大利藝術(shù)家而得名。使用的時候，由航天飛機(jī)的機(jī)械臂將MPLM從貨艙取出，連接到國際空間站上（這個階段是團(tuán)結(jié)號下對接口，之后是和諧號下對接口），任務(wù)結(jié)束后再從國際空間站上摘下，收回到航天飛機(jī)貨艙，繼而被帶回地面。執(zhí)行首次運(yùn)輸任務(wù)的MPLM是萊昂納多號。

為了給MPLM讓開位置，STS-102機(jī)組將PMA-3從團(tuán)結(jié)號下對接口移動到了團(tuán)結(jié)號左對接口。

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2001年4月19日，由奮進(jìn)號航天飛機(jī)執(zhí)行的STS-100任務(wù)，為國際空間站帶去了加拿大機(jī)械臂2號（Canadarm2）。為了區(qū)別于航天飛機(jī)上使用的加拿大機(jī)械臂，國際空間站上的就被命名為加拿大機(jī)械臂2號，學(xué)名應(yīng)該叫做空間站遙控機(jī)械手系統(tǒng)（Space Station Remote Manipulator System，SSRMS）。加拿大機(jī)械臂2號兩側(cè)基本上是對稱的，可以通過蠕蟲運(yùn)動在空間站表面移動?？臻g站表面安裝有很多固定點(diǎn)，稱為Power and Data Grapple Fixture，PDGF（實(shí)在不知道怎么翻譯了），本質(zhì)就是小對接器，加拿大機(jī)械臂2號可以在這些固定點(diǎn)之間移動，也可以通過抓住組件上的這些固定點(diǎn)來移動這個組件。

勘誤：此時的PMA-3已經(jīng)被移動到了團(tuán)結(jié)號左對接口，我在拍照的時候疏漏了這一點(diǎn)。團(tuán)結(jié)號下對接口是留給MPLM的。

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2001年7月12日，由亞特蘭蒂斯號執(zhí)行的STS-104任務(wù)，為國際空間站送來了新的組件——尋求號氣閘艙。

尋求號（Quest）氣閘艙是國際空間站主要的氣閘艙，氣閘艙的作用是為航天員提供出艙活動前穿戴航天服的場所。尋求號被連接到空間站之前，俄羅斯航天員只能在星辰號服務(wù)艙內(nèi)穿戴航天服，美國航天員只有在有航天飛機(jī)?？康那闆r下，在航天飛機(jī)里穿戴航天服。尋求號氣閘艙能同時兼容美國和俄羅斯航天員穿戴使用航天服，但是實(shí)際應(yīng)用中，好像美俄還是在各自的氣閘艙穿戴各自的航天服。

尋求號包括兩個分艙段，大圓柱體用來儲存和穿戴航天服，以及進(jìn)行航天員出艙前的吸氧與減壓的活動等，小圓柱體是真正的氣閘艙，有向內(nèi)和向外兩個艙門，通向宇宙的艙門是設(shè)置在小圓柱體下面的。

樂高的尋求號，相對于其他的艙段，還原度還算高。但是盡頭用了一個易拉罐蓋子零件，有點(diǎn)出戲……向下的氣閘艙出口被省略了。

同樣，忽略那個我忘記挪走的PMA-3……

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2001年9月14日，進(jìn)步DC-1貨運(yùn)飛船從拜科努爾發(fā)射升空，為國際空間站送來了俄羅斯的碼頭號對接艙。

碼頭號（Pirs）對接艙由俄羅斯"能源"火箭航天公司研制，重約4噸，體積為13立方米，于2001年9月17日成功對接星辰號下對接口。艙外有1mm厚的微流星防護(hù)板和多層隔熱材料。共有2個對接口，1個主動對接口和1個被動對接口，主動對接口與星辰號服務(wù)艙對接，被動對接口留給聯(lián)盟飛船和進(jìn)步飛船等對接。對接艙的一側(cè)還有一個隔艙，可作為氣閘艙，當(dāng)航天員穿上宇航服，調(diào)節(jié)好隔艙中的氣壓后，就可以打開隔艙門進(jìn)行太空行走，出艙艙門直徑為1000毫米。此外碼頭號擁有一條小型機(jī)械臂。碼頭號有助于增加國際空間站與地面間的貨物、人員運(yùn)輸往來。樂高模型上省略了這一艙段。

值得一提的是，2003年樂高發(fā)售過一款國際空間站模型7467，展示的正是這一時期的國際空間站狀態(tài)。我們可以看到P6桁架垂直安裝在Z1桁架上，航天飛機(jī)以一種奇怪的姿勢貼在命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙上，星辰號服務(wù)艙的下對接口連接著碼頭號對接艙。但是總體上看，寫實(shí)程度遠(yuǎn)不及今天的21321。

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在這之后，國際空間站的建設(shè)進(jìn)入了一個新階段——主桁架搭建。

2002年4月8日，由亞特蘭蒂斯號執(zhí)行的STS-110任務(wù)，為國際空間站送來了主桁架最中心的分段——S0桁架。此后10月7日亞特蘭蒂斯的STS-112、11月23日奮進(jìn)號的STS-113分別送來了S1桁架和P1桁架。

由于樂高模型為了堅固，把P1到S1段桁架設(shè)計成了一個組合體，所以我并沒有把它拆開展示。受限于樂高模型的特性，這里桁架與其他組件的比例嚴(yán)重失真。按理說桁架是放在航天飛機(jī)貨艙里送上軌道的。但是樂高模型這里顯然不可能這么做了。

在此期間，2002年6月5日奮進(jìn)號的STS-111送來了移動基座系統(tǒng)（Mobile Base System，MBS）。在國際空間站主桁架P3到S3段之間的前面，有一條長達(dá)108米的橫貫左右的軌道，移動基座系統(tǒng)好像一臺滑車可以沿著軌道進(jìn)行移動。加拿大機(jī)械臂2號可以連接在上面進(jìn)行更大范圍的移動。在樂高模型上，移動基座系統(tǒng)的滑車被省略，而軌道系統(tǒng)，用一種概括的形式表現(xiàn)了出來。

在P1和S1桁架上，各有三組大型散熱板，在安裝到位后分別展開了其中的一組。由于樂高這一組件表現(xiàn)為一整個部件，所以我并沒有把它拆分開。

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2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機(jī)在執(zhí)行STS-107任務(wù)再入大氣層時發(fā)生解體事故，損失了全部七名機(jī)組。此后航天飛機(jī)被停飛，等待調(diào)查事故原因。

此后的國際空間站的建造過程暫停了一段時間，直到“復(fù)飛任務(wù)（Return to flight）”開始，2005年7月26日發(fā)現(xiàn)號STS-114為國際空間站送來了一個小組件——2號外部儲物平臺ESP-2，這個部分在樂高模型上被省略了。

然而，STS-114依然受到脫落的泡沫的影響，幸好沒有造成損害。NASA再次停飛了全部航天飛機(jī)。又過了一年，2006年7月4日發(fā)現(xiàn)號的STS-121執(zhí)行了第二次“復(fù)飛任務(wù)”，通過萊昂納多號MPLM為國際空間站送去了一批安裝在命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙的儀器設(shè)備，包括-80度冷藏箱、生物試驗(yàn)箱、新的制氧系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)等等。緊接著，2006年9月9日，亞特蘭蒂斯號的STS-115為國際空間站送來了下一個大組件，P3、P4桁架和太陽能電池板。

隨后的STS-116，在2006年12月9日由發(fā)現(xiàn)號執(zhí)行，送來了P5桁架。這是一個很小的組件，安裝在左舷第一組太陽板根部，在未來用來連接外側(cè)的P6桁架。在這個樂高模型上，甚至都很難區(qū)分哪一部分是P5桁架。你可以認(rèn)為它已經(jīng)被安裝到位了。

在P4桁架太陽能電池板展開后，為了不影響P4太陽能電池板轉(zhuǎn)動，P6桁架上的太陽能電池板左側(cè)的一組被折疊了起來。然而，P6的左電池板收起過程并不順利，12月13日，在達(dá)到40%收起狀態(tài)時，可能由于導(dǎo)向索失去張力，折扇一樣的太陽能板的其中兩折并沒有按照設(shè)計的折痕折疊，而是產(chǎn)生了垂直于正常的折痕。宇航員們試圖展開再折疊，嘗試了一晚上也沒有把它整理好。不過鑒于P6左太陽能電池板已經(jīng)足夠短，所以當(dāng)晚啟動了P4的太陽能電池板旋轉(zhuǎn)功能，讓它可以轉(zhuǎn)動朝向太陽。16日，宇航員們進(jìn)行了一次額外的EVA，收回了太陽能板的的6節(jié)，不過依然還剩余11節(jié)，35%在外面。另外的一件逸聞就是，當(dāng)天的EVA期間，一名宇航員的相機(jī)丟失了，成為了太空垃圾。雖然沒有資料證實(shí)，但是大概率應(yīng)該是一臺尼康D2相機(jī)。18日，宇航員們又進(jìn)行了一次EVA終于成功的將最后11節(jié)太陽能電池板折疊好，所有的工具都纏滿了膠帶，防止金屬劃傷板面以及絕緣。

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2007年6月8日，亞特蘭蒂斯號的STS-117為國際空間站送來了S3、S4桁架和太陽能電池板。8月8日，奮進(jìn)號的STS-118送來了S5桁架，和3號外部儲物平臺ESP-3。

由于永久性的太陽能板被安裝到位，臨時的P6桁架上的太陽能電池板被全部折疊了起來。而ESP-3，這一次沒有被省略。

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2007年10月23日，由發(fā)現(xiàn)號執(zhí)行的STS-120任務(wù)，為國際空間站送來了新的艙段——和諧號節(jié)點(diǎn)艙。這也是自2001年9月的碼頭號6年來國際空間站第一次迎來新艙段。

和諧號（Harmony）節(jié)點(diǎn)艙是國際空間站3個節(jié)點(diǎn)艙中的第2個，擁有6個CBM對接口。在國際空間站所起的作用是把美國命運(yùn)號實(shí)驗(yàn)艙和后來送入太空的歐洲航天局哥倫布號實(shí)驗(yàn)艙、日本希望號實(shí)驗(yàn)艙連接在一起。剩余的三個對接口在目前階段，分別為前對接口連接了PMA-2和航天飛機(jī)、下對接口連接到訪的MPLM，上對接口空閑。

命名由來：之前被稱為節(jié)點(diǎn)2艙，2007年3月15日更名為和諧號。這個名字源自于一個名叫“節(jié)點(diǎn)2挑戰(zhàn)”的校園競賽，來自全美32個州的2200多名高中生參加了這個競賽。這個競賽要求參與學(xué)生學(xué)習(xí)國際空間站知識，制作比例模型，并解釋自己所取名字的含義。最后六個不同的學(xué)校提交了Harmony這個名字。由NASA教員、工程師、科學(xué)家和高級管理人員組成的評選小組選定這個名字，并解釋稱這個名字不僅體現(xiàn)了國際空間站國際合作的精神，還形象地表現(xiàn)出和諧號節(jié)點(diǎn)艙在國際空間站中所擔(dān)負(fù)的把各合作伙伴的實(shí)驗(yàn)艙連接在一起的職責(zé)。

樂高模型里的和諧號……那上下兩個小翅膀是什么鬼……也沒辦法 ，樂高好像沒有可以表現(xiàn)上下左右四個對接口的圓柱形零件。

STS-120的任務(wù)不光是安裝和諧號，同時還要把P6桁架從Z1桁架上的臨時位置移動到S5桁架的永久位置上去。2007年10月28日，P6桁架從Z1上被摘了下來，由國際空間站的機(jī)械臂拿著過夜。10月29日，被轉(zhuǎn)移到航天飛機(jī)機(jī)械臂上。10月30日被安裝到位，繼而太陽能板被伸展開來。在展開的過程中，太陽能板2B成功展開，而4B不知為何被撕破了一點(diǎn)點(diǎn)。幸好并不嚴(yán)重，在90%展開位產(chǎn)生了滿功率97%的電力。11月3日，兩名宇航員使用五組由電線制作的套索修補(bǔ)好了太陽能板的破損。這也成為了第一次使用航天飛機(jī)吊桿傳感器系統(tǒng)（Orbiter Boom Sensor System，OBSS）運(yùn)載人員進(jìn)行的EVA。

OBSS可以看做是航天飛機(jī)的自拍桿。本質(zhì)上它就是一根50尺（15.24米）的長桿子，上面安裝了攝影攝像設(shè)備以及激光掃描器，可以由加拿大機(jī)械臂握持，伸展到更遠(yuǎn)的地方，用來對航天飛機(jī)本身進(jìn)行拍照，比如可以用來檢查各個地方隔熱瓦的狀態(tài)。在哥倫比亞號的事故之后，這一操作就成為了一種常規(guī)操作。在這次修復(fù)行動中，由加拿大機(jī)械臂2號握持OBSS，把一名宇航員固定在一端，送到了國際空間站幾乎最邊緣的位置，完成了這次修復(fù)行動。對了，修復(fù)完成后有個插曲，空間站乘員們發(fā)現(xiàn)有一個尖嘴鉗子在外面飄過舷窗……

和諧號的安裝過程比較有意思。2007年10月25日，航天飛機(jī)對接在了命運(yùn)號前面的PMA-2上。10月26日，和諧號被安裝到了團(tuán)結(jié)號左對接口。因?yàn)楹椭C號最終的連接位置現(xiàn)在被航天飛機(jī)占據(jù)。11月5日，航天飛機(jī)脫離。11月12日，空間站機(jī)組用加拿大機(jī)械臂2號將空閑下來的PMA-2連接到了和諧號前對接口（此時向左）。最終在11月14日，和諧號與PMA-2的組合體，被移動到了在命運(yùn)號前對接口的最終位置。

在此之前，2007年8月30日，PMA-3被移動到了團(tuán)結(jié)號下對接口，為迎接和諧號的臨時對接做好準(zhǔn)備。

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2008年2月7日，由亞特蘭蒂斯號執(zhí)行的STS-122號任務(wù)，將哥倫布號實(shí)驗(yàn)艙送抵國際空間站。

哥倫布實(shí)驗(yàn)艙（Columbus）是繼美國命運(yùn)號之后的第二個國際空間站實(shí)驗(yàn)艙，它由歐洲10個國家的40家公司共同參與制造，是歐空局最大的國際空間站項(xiàng)目。哥倫布實(shí)驗(yàn)艙裝備有多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能開展細(xì)胞生物學(xué)、外太空生物學(xué)、流體和材料科學(xué)、人類生理學(xué)、天文學(xué)和基礎(chǔ)物理學(xué)等多方面的實(shí)驗(yàn)。

總體上講，樂高的哥倫布號也還是有點(diǎn)像的。

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2008年3月11日奮進(jìn)號的STS-123為國際空間站送來了希望號的增壓實(shí)驗(yàn)貨艙和名為Dextre的機(jī)械手。

日本實(shí)驗(yàn)艙 (Japanese Experiment Module，JEM)，命名為希望號，日語為きぼう，Kibō，意為希望。希望號實(shí)驗(yàn)艙由JAXA于2001年9月制造完成，也是國際太空站上最大的艙段。希望號實(shí)驗(yàn)艙是日本有史以來第一段連接到空間站上的載人太空艙。希望號實(shí)驗(yàn)艙在日本設(shè)計和組裝完畢之后被運(yùn)送到美國國家航空航天局(NASA)， 然后其各部件由美國航天飛機(jī)分3次運(yùn)往國際空間站，并在太空完成組裝。這次發(fā)射升空的，是希望號上的增壓實(shí)驗(yàn)貨艙，被稱為Experiment Logistics Module Pressurized Section，因?yàn)槲磥磉€有無增壓的組件，所以名字里特意寫明了有增壓。主要作為保管倉庫使用，室內(nèi)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、維修工具、實(shí)驗(yàn)材料以及萬一儀器出現(xiàn)故障時供替換的設(shè)備。這個貨艙被臨時安裝在和諧號的上對接口。

此外一并被送來的還有Dextre，全稱叫做特殊用途靈巧機(jī)械手（Special Purpose Dexterous Manipulator，SPDM。本質(zhì)上是加拿大機(jī)械臂2號的延伸，上面擁有幾組不同的小型機(jī)械手。在主體的兩端有一陰一陽兩個前文提到的國際空間站上的標(biāo)準(zhǔn)固定點(diǎn)PDGF，可以獨(dú)立使用，但是大多數(shù)時候是裝在加拿大機(jī)械臂2號上使用，可以代替一部分過去需要人來進(jìn)行的EVA。在樂高模型上，這個組件被省略了。

值得一提的是，STS-123之后，前文提到的“自拍桿”O(jiān)BSS被留在了國際空間站上了一段時間。

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2008年5月31日，發(fā)現(xiàn)號的STS-124將希望號實(shí)驗(yàn)艙的主增壓艙段送往國際空間站。

希望號實(shí)驗(yàn)艙（JEM）最多可容納4人。它由實(shí)驗(yàn)貨艙（ELM-PS）、增壓實(shí)驗(yàn)室（JEM Pressurized Module，JEM-PM）、艙外暴露平臺（JEM Exposed Facility，JEM-EF）、艙外集裝架（Experiment Logistics Module - Exposed Section，ELM-ES）、遙控機(jī)械臂（Remote Manipulator System，JEMRMS）和通信系統(tǒng)（Inter-orbit Communications System，ICS）6大部分組成。本次發(fā)射升空的實(shí)驗(yàn)室（JEM-PM）是一個外徑4.4米、內(nèi)徑4.2米、長11.2米的圓筒狀設(shè)備。在它的左端設(shè)置有小型氣閘艙，用來出入試驗(yàn)品或設(shè)備。

6月3日，JEM-PM從航天飛機(jī)貨倉中被取出，安裝在了和諧號的左側(cè)對接口。6月6日，ELM-PS從和諧號上對接口的臨時位置被移動到了JEM-PM上的永久位置。

希望號遙控機(jī)械臂（JEMRMS）分主臂和子臂兩大部分，共有10米長，可抓起7噸重物。宇航員可在艙內(nèi)實(shí)驗(yàn)室里利用監(jiān)視器，通過操縱臺控制機(jī)械臂工作。6月7日，宇航員們第一次對JEMRMS進(jìn)行測試，其上兩個關(guān)節(jié)執(zhí)行了一些簡單的命令。到6月9日，JEMRMS伸展到了它的最大長度，全部6個關(guān)節(jié)也都測試完成了。

在STS-124期間，OBSS重新回到了航天飛機(jī)上。

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2009年3月15日，發(fā)現(xiàn)號的STS-119將S6桁架和太陽能電池板送往國際空間站。這是國際空間站上最后一組太陽能電池板。由于這些太陽能板從制造出來起被折疊在一起長達(dá)八年，所以人們擔(dān)心會不會導(dǎo)致粘連。國際空間站因此變軌使得太陽可以不斷照射，以期讓太陽能板在展開前充分預(yù)熱。在展開過程中，也曾經(jīng)中途暫停，讓太陽曬一段時間。雖然確有一些粘連發(fā)生，最終太陽能電池板還是全部展開了。國際空間站獲得了120千瓦的電力，用于科研的電力翻了一番達(dá)到了30千瓦。太陽能電池板的總面積達(dá)到了38400平方英尺。

隨著S6桁架和太陽能板的安裝完成。國際空間站達(dá)到了它的最大寬度——109米。而樂高國際空間站也達(dá)到了它的最大寬度——49厘米。

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2009年7月15日，奮進(jìn)號的STS-127將希望號實(shí)驗(yàn)艙外部暴露平臺（JEM-EF）和艙外集裝架（ELM-ES）送往國際空間站。

艙外暴露平臺可利用宇宙微重力、高真空等特殊條件進(jìn)行地球觀測、通信、材料實(shí)驗(yàn)等研究。 艙外集裝架是向艙外實(shí)驗(yàn)平臺運(yùn)送、回收實(shí)驗(yàn)設(shè)備的過渡平臺。

對于樂高來說，這么小的組件就只能通過旱冰鞋零件進(jìn)行概括了。

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2009年8月7日，PMA-3從團(tuán)結(jié)號下對接口，又被移動回了團(tuán)結(jié)號左對接口（之前為了給臨時掛靠的和諧號讓出位置，從團(tuán)結(jié)號的左對接口移動到了團(tuán)結(jié)號的下對接口）。

2009年11月10日，俄羅斯進(jìn)步M-MIM2貨運(yùn)飛船為國際空間站送去了搜索號小型研究模塊。

搜索號小型研究模塊（Poisk Mini Research Module 2，MRM 2）總體上看和碼頭號對接艙別無二致，但功能不同，它為艙內(nèi)和艙外的基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和研究提供支持，對接在星辰號服務(wù)艙上對接口，與碼頭號呈上下對稱。同時兼有為聯(lián)盟號載人飛船和進(jìn)步號貨運(yùn)飛船等提供的對接口，還有供2個航天員的出艙的氣閘艙。在密封艙內(nèi)為實(shí)驗(yàn)設(shè)備和貨物存儲提供2立方米的可用空間，它在艙外帶有一條小型機(jī)械臂，還有2個固定點(diǎn)用于安裝艙外實(shí)驗(yàn)載荷及貨物，在其密封艙內(nèi)可儲存870kg的貨物。在樂高模型上，這個組件被省略了。

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2009年11月16日，亞特蘭蒂斯號的STS-129將兩個快捷集裝架（ExPRESS Logistics Carrier，ELC，ExPRESS是空間站實(shí)驗(yàn)處理加速的縮寫，Expedite the Processing of Experiments to the Space Station)ELC-1和ELC-2送往國際空間站。

ELC的作用是為科學(xué)家提供一個在太空中真空環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的平臺和設(shè)施，而不再需要額外發(fā)射衛(wèi)星。

對于樂高來說，ELC只能用2×2單位來表現(xiàn)，也是個非常概括的組件。

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2010年2月8日，奮進(jìn)號的STS-130將又一大艙段——寧靜號節(jié)點(diǎn)艙送往國際空間站。在寧靜號節(jié)點(diǎn)艙的左對接口，還連接著一個短小的獨(dú)特的艙段，就是穹頂艙。

寧靜號（Tranquility）節(jié)點(diǎn)艙是國際空間站的第3個節(jié)點(diǎn)艙，擁有6個對接口，由意大利泰利斯阿萊尼亞航天公司為NASA建造，長約7米，直徑約4.5米，在軌重量約18160千克。寧靜號能夠?yàn)閲H空間站上的航天員，以及包括氧氣生成器、水循環(huán)系統(tǒng)、廢物清理、衛(wèi)生維護(hù)系統(tǒng)和跑步機(jī)等在內(nèi)的許多生命支持和環(huán)境控制系統(tǒng)提供額外的空間。與寧靜號節(jié)點(diǎn)艙相連的穹頂艙（Cupola）是國際空間站新的機(jī)械臂的控制站（之前在命運(yùn)號里），由ESA研制但屬于NASA。長約1.5米，直徑約2.96米，在軌重量約1882千克。穹頂艙四周有6個窗口，頂部有1個窗口，能夠幫助航天員以一個全景的角度觀察地球、宇宙星體以及與國際空間站對接的飛船。雖然窗口能抵御空間碎片的撞擊，但是還是會有七扇艙蓋在平時不用的時候把玻璃窗遮蓋起來。

對于樂高模型來說，寧靜號的設(shè)計保持了過去的水平。而穹頂艙，我個人認(rèn)為應(yīng)該是整個國際空間站模型的點(diǎn)睛之筆，這里是可以看到國際空間站上最美麗風(fēng)景的地方，現(xiàn)在由單個印刷部件來表現(xiàn)，而且只印了四個窗戶，遠(yuǎn)沒有精致的感覺。

在航天飛機(jī)的貨艙內(nèi)，穹頂艙是安裝在寧靜號左側(cè)對接口的。2月12日，寧靜號組合體從航天飛機(jī)貨艙內(nèi)取出，安裝到了團(tuán)結(jié)號左側(cè)對接口。2月15日，穹頂艙被加拿大機(jī)械臂2號從寧靜號左側(cè)對接口移動到了設(shè)計中的最終位置——寧靜號下對接口。2月17日，在移除了發(fā)射時的鎖定裝置以后，穹頂艙第一次打開了艙蓋。當(dāng)天，機(jī)械臂操作站也被轉(zhuǎn)移到了穹頂艙內(nèi)。

在此之前，2010年1月25日，PMA-3從團(tuán)結(jié)號左對接口（將要留給寧靜號）移動到了和諧號上對接口，然后在2月16日又從和諧號上的臨時位置移動到了寧靜號左側(cè)對接口。

再發(fā)幾張在穹頂艙的照片，樂高的這個結(jié)構(gòu)是表現(xiàn)不出來穹頂艙的精妙的：

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2010年5月14日，亞特蘭蒂斯號的STS-132將俄羅斯黎明號小型研究模塊（Rassvet Mini Research Module 1，MRM 1）送往國際空間站。黎明號實(shí)驗(yàn)艙對接在曙光號下對接口，主要用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，長6米，直徑2.35米，重約8噸，擁有一個用來發(fā)射立方星的小氣閘艙，在下方提供一個對接聯(lián)盟號或進(jìn)步號的對接口，迄今為止曾經(jīng)對接黎明號的18艘宇宙飛船全部為聯(lián)盟號。

對于樂高模型，黎明號僅用兩個零件進(jìn)行表達(dá)，真的是非常非常概括。

上圖中左側(cè)的就是黎明號，右側(cè)遠(yuǎn)處那個聯(lián)盟號飛船對接的是碼頭號對接艙。

至此，截至目前，俄羅斯艙段沒有再發(fā)生過變化。

此外STS-132還在Z1桁架上安裝了一架Ku波段天線。

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2011年2月24日，發(fā)現(xiàn)號的STS-133將萊昂納多號多用途物流艙（MPLM）送往國際空間站。不過這一次不同的是，萊昂納多號多用途物流艙不再隨航天飛機(jī)返回地面，而是永久性留在空間站上，成為萊昂納多號永久性多功能艙（Permanent Multipurpose Module，PMM）。在發(fā)射升空前，萊昂納多號MPLM進(jìn)行了一系列的改造，使其勝任未來PMM的任務(wù)要求。在抵達(dá)國際空間站后，PMM被對接在團(tuán)結(jié)號下對接口。到2015年，為了給商業(yè)貨運(yùn)飛船留出備份CBM對接口，PMM被轉(zhuǎn)移到了如今的寧靜號前對接口。

此外，STS-133還為國際空間站送上了4號快捷集裝架，ELC-4。

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2011年5月16日，奮進(jìn)號的STS-134向國際空間站送去了一批小型組件，包括阿爾法磁譜儀和3號快捷集裝架，最后把OBSS留在了空間站上。

說起阿爾法磁譜儀（Alpha Magnetic Spectrometer，AMS），這可能是國際空間站上與中國淵源最深的組件。這個項(xiàng)目由麻省理工大學(xué)美籍華裔物理學(xué)家丁肇中領(lǐng)導(dǎo)，1994年立項(xiàng)，1998年6月由發(fā)現(xiàn)號的STS-91將AMS的原型機(jī)送入太空，取得了寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是由于發(fā)現(xiàn)號的Ku波段通訊故障，任務(wù)期間AMS沒能下傳任何數(shù)據(jù)。此后，項(xiàng)目組制造了全功能的探測器AMS-2，就是本次發(fā)射升空的將會在空間站上部署超過十年的型號。

項(xiàng)目組成員包括來自16個國家，56所研究機(jī)構(gòu)的五百多名科學(xué)家，其中來自我們中國的包括杭州航空航天大學(xué)、中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院高能物理研究所、中國科學(xué)院大學(xué)、杭州大學(xué)、浙江高等技術(shù)研究院、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、杭州交通大學(xué)，還有來自中國臺灣地區(qū)的有杭州科學(xué)研究院、中央研究院、成功大學(xué)、中央大學(xué)等等。

整個探測器的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造和環(huán)境試驗(yàn)是由中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院承擔(dān)的，精度非常高，能達(dá)到航天飛機(jī)在起飛和著路時對機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的十分苛刻的要求。中國水利水電科學(xué)研究院承擔(dān)了對機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的試驗(yàn)。中國科學(xué)院高能物理研究所和中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院與法國、意大利的兩個單位合作，研制了阿爾法磁譜儀電磁量能器。中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院高能物理研究所和中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院成功地研制出阿爾法磁譜儀最關(guān)鍵的永磁體系統(tǒng)。中國科學(xué)家為磁譜儀項(xiàng)目所作貢獻(xiàn)得到了丁肇中、項(xiàng)目組以及其他國家科學(xué)家的廣泛贊譽(yù)。

樂高的AMS-2……怎么這么薄呢，也是一個很概括的零件。

STS-134還為國際空間站帶去了ELC-3。

STS-134是奮進(jìn)號航天飛機(jī)的最后一次飛行，5月27日，它將它的“自拍桿”O(jiān)BSS留給了國際空間站。宇航員在EVA期間，將OBSS上航天飛機(jī)用的抓點(diǎn)EFGF更換成了國際空間站通用的抓點(diǎn)PDGF。OBSS在國際空間站上已經(jīng)有過多次應(yīng)用，比如前文提到的STS-120期間對P6太陽能電池板的修復(fù)。STS-123也曾經(jīng)短期將OBSS留在國際空間站上，在STS-124時被取了回去。OBSS的存儲位置在S1桁架上部，在AMS-2的左側(cè)。

在樂高模型上，OBSS被概括成了一根短棒。樂高加拿大機(jī)械臂2號是不能直接握持樂高OBSS的，即使使用庫存零件加以改造，樂高加拿大機(jī)械臂2號和OBSS組合也夠不到P6桁架那么遠(yuǎn)（前邊有一張介紹STS-120的照片展現(xiàn)了這個情況）。

說起樂高，STS-134攜帶了13套樂高玩具，這一項(xiàng)目是樂高塊在太空（Lego Bricks in Space）的一部分。宇航員們在太空中挑戰(zhàn)拼搭樂高，考驗(yàn)宇航員們在無重力環(huán)境中的表現(xiàn)，地面上廣大師生通過視頻直播可以觀看到宇航員在國際空間站上的拼搭過程，其結(jié)果被整理好作為教學(xué)材料分享給廣大院校。

在國際空間站上拼搭樂高，我個人感覺難度應(yīng)該不小，樂高零件細(xì)小又?jǐn)?shù)量眾多，每次我都需要用幾個小碗盛放不同種類的零件，真的很難想象在無重力環(huán)境下進(jìn)行這些操作。畢竟，樂高零件掉在地上都很難找，何況在空間站里面到處飄！

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2011年7月8日，航天飛機(jī)項(xiàng)目迎來了它的絕唱，亞特蘭蒂斯號執(zhí)行的STS-135任務(wù)是人類最后一次航天飛機(jī)飛行任務(wù)。這一次航天飛機(jī)攜帶了拉斐爾號MPLM，以及一些小型裝置、實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、燃料和補(bǔ)給，之后從國際空間站上帶走了下行貨物。

在STS-135期間，國際空間站罕見的出現(xiàn)了拉斐爾號MPLM和前MPLM萊昂納多號PMM同時在站的景象。當(dāng)時，拉斐爾號對接在和諧號下對接口，萊昂納多號對接在團(tuán)結(jié)號下對接口。

不過很可惜，對于樂高模型，就沒有這么多材料來展現(xiàn)這一奇景。

上一張照片是人們?yōu)榱苏故井?dāng)時的場景而后期制作的，使用了一張來自STS-134的照片，并不是STS-135實(shí)拍照片?？梢钥吹嚼碃柼朚PLM是復(fù)制的萊昂納多號PMM的畫面。不過可以注意另外一點(diǎn)就是航天飛機(jī)的加拿大機(jī)械臂正在握持OBSS進(jìn)行隔熱瓦檢查。

2011年7月19日，亞特蘭蒂斯號離開國際空間站，并與21日安全返回地面。經(jīng)過了135次飛行，人類的航天飛機(jī)時代結(jié)束了。國際空間站一共迎送了37次航天飛機(jī)對接。美國人自此暫時失去了載人航天飛行能力。此后很長一段時間，國際空間站的人員往返只能通過俄羅斯聯(lián)盟號飛船來實(shí)現(xiàn)。

國際空間站的建設(shè)工作就此告一段落，此后至今，再也沒有新增大型艙段。從1998年到2011年，國際空間站用時長達(dá)11年，經(jīng)過了31次航天發(fā)射（只計算攜帶大型組件的發(fā)射），終于建造完成了。

而接下來將要迎來的就是偉大的商業(yè)航天時代。

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2012年5月25日，太空探索公司（SpaceX）的龍飛船成功對接國際空間站，成為了第一艘成功對接國際空間站的商業(yè)飛船。龍飛船的對接方式和之前的飛船不太一樣。它在接近國際空間站后懸停在國際空間站下側(cè)10米左右的位置，再由宇航員通過機(jī)械臂捕獲，繼而對接在和諧號下對接口。

這里我想評論的是，龍飛船采用了非常傳統(tǒng)的左紅右綠的舷燈，使得這一傳統(tǒng)設(shè)計跨越兩百年，從1838年的蒸汽航海時代進(jìn)入航空時代，又延續(xù)到了太空時代。所有的船舶、飛機(jī)、飛艇以及現(xiàn)在的龍飛船、天鵝座飛船，都采用了左紅右綠（尾白）的舷燈規(guī)則，唯一打破這一慣例的是大疆無人機(jī)，每次看到大疆無人機(jī)夜里飛行，我都以為它在橫著飛……

而美國軌道科學(xué)公司研發(fā)的天鵝座貨運(yùn)飛船于2013年9月29日成功對接國際空間站，成為繼龍飛船之后第二款抵達(dá)國際空間站的商業(yè)飛船。它的對接方式與龍飛船類似，都是通過機(jī)械臂捕獲，對接在和諧號或者團(tuán)結(jié)號下對接口。

注意天鵝座飛船也有一對舷燈，以及在頂部由兩盞白燈，底部一盞黃燈（在另一側(cè)而看不到）。

為了給商業(yè)飛船讓出對接口，萊昂納多號PMM被轉(zhuǎn)移到了如今的寧靜號前對接口。而空閑下來的團(tuán)結(jié)號下對接口，先后迎來了4、6、5、10號四艘天鵝座飛船。

說起團(tuán)結(jié)號下對接口，在樂高模型上，這里按設(shè)計會對接著一個帶有太陽能板的組件，但是，這個組件是整套樂高模型里最迷的組件。雖然那些樂高聯(lián)盟號和樂高龍飛船設(shè)計的也很概括，但是至少還能讓你通過想象辨認(rèn)出來。可目前這個組件，我完全判斷不出來它是什么。

在團(tuán)結(jié)號下對接口的歷史上，除了航天飛機(jī)和PMM，就只剩下天鵝座。雖然天鵝座的早期型是長方形太陽能板，但是從4號起開始改為增強(qiáng)型，采用的是近乎圓形的10邊形太陽能板。而團(tuán)結(jié)號接待過的四艘天鵝座飛船，全部是增強(qiáng)型。而且即使這個樂高組件表現(xiàn)的是早期型天鵝座，那個收腰又是什么鬼？這個組件體積要比樂高聯(lián)盟號和樂高龍飛船大的多，所以也不能直接對接在樂高和諧號下對接口，就不能當(dāng)做天鵝座早期型來進(jìn)行演示。所以，完全不能推斷出它表現(xiàn)的型號……就很迷……

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2016年4月8日，由SpaceX龍飛船執(zhí)行的CRS-8任務(wù)，為國際空間站送上了一個奇特的組件——畢格羅充氣式活動模塊（Bigelow Expandable Activity Module，BEAM）。

BEAM太空艙由畢格羅公司（Bigelow）制造，艙體使用非金屬的材料制造，這種柔性物質(zhì)做的艙體可以壓縮，以減少體積，在發(fā)射處于壓縮狀態(tài)。BEAM太空艙未展開前，其安裝龍飛船非加壓艙上。在龍飛船對接在空間站后，宇航員將通過空間站的機(jī)械臂將其從龍飛船非加壓艙上取下，安裝在空間站上。在經(jīng)過氣密和電路測試后，BEAM太空艙將進(jìn)行充氣。

經(jīng)過充氣，BEAM太空艙的內(nèi)部空間可以擴(kuò)大到壓縮狀態(tài)下的4.5倍。BEAM太空艙，使用的是多層柔性材料制造，包括緩沖層、金屬網(wǎng)和特殊纖維材質(zhì)層等。BEAM太空艙柔性材質(zhì)的艙體完全可以抵御太空垃圾碎片的撞擊。此外，BEAM艙內(nèi)相比傳統(tǒng)太空艙更加安靜，宇航員不會有在現(xiàn)在國際空間站內(nèi)噪音的困擾。

4月16日，BEAM成功的被安裝在了寧靜號后對接口。5月26日，宇航員們開始嘗試為BEAM充氣，但是隨后發(fā)現(xiàn)BEAM內(nèi)的氣壓高于預(yù)期，而展開量小于預(yù)期，于是決定暫停作業(yè)。分析原因可能是因?yàn)殚L達(dá)十個月的發(fā)射延期，導(dǎo)致了柔性纖維材料產(chǎn)生了粘連。5月28日，再次嘗試向BEAM充氣，共花費(fèi)了2小時27分鐘，為太空艙進(jìn)行了25次充氣，BEAM終于基本上完成了展開，隨后BEAM與國際空間站平衡了氣壓。對BEAM進(jìn)行的兩年期的測試活動就此開始了。

BEAM的本質(zhì)是個氣球，而樂高也確實(shí)就用了傳統(tǒng)的氣球零件來表現(xiàn)BEAM。

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2017年3月26日，PMA-3被機(jī)械臂從寧靜號移動到了和諧號上對接口，為今后對接PMA的商業(yè)飛船創(chuàng)造了方便條件。此前在和諧號前對接口已經(jīng)有PMA-2存在，PMA-3調(diào)配至此可以為PMA-2提供備份。

隨后在2019年8月19日，PMA-3加裝了國際對接適配器（International Docking Adapter，IDA）。

前文提到過，過去的PMA，一端是國際空間站的標(biāo)準(zhǔn)接口CBM，另一端是航天飛機(jī)之類的使用的接口APAS-95。而APAS-95已經(jīng)遠(yuǎn)落后于時代。未來的商業(yè)飛船，需要一款高科技的智能化自動化的新接口，這就是NASA對接系統(tǒng)（NASA Docking System），符合新一代的國際對接系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（International Docking System Standard，IDSS）。這一新對接系統(tǒng)，在連接時可以不僅傳送人員、貨物，還可以傳送電力和數(shù)據(jù)。NASA對接系統(tǒng)上面的對接靶標(biāo)、激光反射器等設(shè)施可以引導(dǎo)航天器自動對接。在未來，IDSS會成為NASA、俄羅斯航天局、日本航天局、歐空局、加拿大航天局等共同遵守的國際標(biāo)準(zhǔn)。

而IDA的作用，就是把PMA上面的APAS-95接口轉(zhuǎn)接成為IDSS接口。對于我這樣的攝影師來說，我覺得管它叫轉(zhuǎn)接環(huán)比較合適。

2015年2月，IDA-1被制造了出來，可惜IDA-1在2015年6月28日的獵鷹火箭事故中被損失了。2016年8月19日，IDA-2被成功安裝到了PMA-2上，并且在2019年3月3日成功的與執(zhí)行測試飛行任務(wù)的龍2載人飛船進(jìn)行了首次對接。2019年8月21日，PMA-3也安裝了IDA（IDA-3）。

但是顯然，樂高國際空間站展現(xiàn)的狀態(tài)止步于PMA-3被移動到和諧號之前，更不要提安裝IDA。于是我用庫存的零件為PMA們加裝了IDA。也更不用說樂高能提供龍2載人飛船。

2020年5月31日，龍2載人飛船成功的對接在了國際空間站和諧號的PMA-2上面，運(yùn)送兩名美國宇航員登上國際空間站，標(biāo)志著龍飛船項(xiàng)目的新勝利，也標(biāo)志著自2011年STS-135之后，美國再一次獲得了載人飛行能力。

由于樂高模型沒有提供最近炙手可熱的龍2飛船，我就用我的庫存零件自制了一個。我發(fā)現(xiàn)我已經(jīng)盡力了，但是以樂高的尺寸表現(xiàn)這么精細(xì)的細(xì)節(jié)簡直是不可能。不得不只用兩個零件進(jìn)行概括……

上圖就是我寫這篇文章一周前的狀態(tài)（2020年6月26日攝）。在和諧號前對接口對接著龍2飛船，兩個PMA都裝有IDA，下對接口對接著日本的HTV貨運(yùn)飛船。這一艘HTV是今年5月25日對接的HTV-9，注意HTV處于開啟的狀態(tài)的非增壓貨艙。另外，注意的是龍2飛船使用的是IDSS對接口，所以對接在加裝了IDA的PMA上，老龍飛船和HTV用的都是國際空間站標(biāo)準(zhǔn)的CBM，所以可以直接對接在和諧號或團(tuán)結(jié)號上。

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更新：

2020年12月6日，SpaceX的貨運(yùn)型龍2飛船從卡納維拉爾角發(fā)射升空飛往國際空間站，執(zhí)行CRS-21商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)任務(wù)。本次任務(wù)為國際空間站送去了一件新組件，就是納米機(jī)架公司的象號氣閘艙（Nanoracks Bishop Airlock）。這個Bishop的命名來自于國際象棋棋子象，但是我看國內(nèi)也有文章將其音譯為畢曉普。

象號氣閘艙是貨運(yùn)氣閘艙，提供了五倍于原先希望號內(nèi)貨運(yùn)氣閘艙的小衛(wèi)星發(fā)射能力，還可以把ISS產(chǎn)生的垃圾直接射入大氣層。這個小組件由納米機(jī)架公司建造，泰雷茲阿萊尼亞宇航公司提供了鈦制和鋁制的增壓殼體，波音公司提供了對接機(jī)構(gòu)，是繼畢格羅充氣艙BEAM之后的第二個國際空間站商業(yè)組件。

12月19日，加拿大機(jī)械臂2號將象號氣閘艙安裝到了寧靜號節(jié)點(diǎn)艙的左對接口。

這個小裝置的操作非常有意思。它自帶一個CBM對接口但沒有艙門，使用的時候由ISS乘員在內(nèi)安裝好待發(fā)衛(wèi)星，然后由國際空間站機(jī)械臂抓取，轉(zhuǎn)由機(jī)械臂向其供電，乘員再切斷所有從節(jié)點(diǎn)艙提供的電源連接之后關(guān)好艙門，將氣閘艙減壓后解鎖，機(jī)械臂將氣閘艙從節(jié)點(diǎn)艙上摘掉，舉到發(fā)射位置，衛(wèi)星發(fā)射，機(jī)械臂重新將氣閘艙安裝回節(jié)點(diǎn)艙，增壓開門切換回供電方式，移走機(jī)械臂和氣閘艙內(nèi)的發(fā)射遺留物，就完成了一次發(fā)射。

我自然是要為我的樂高國際空間站模型增補(bǔ)這個新組建的，鑒于樂高的每個艙段直徑為2單位，所以象號氣閘艙自然只能是1單位了。我翻遍了庫存零件，也找不到合適的圓頭零件，只好用平頭零件代替了。

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更新：

由于前一代樂高龍2飛船設(shè)計的實(shí)在是離譜，所以我重新設(shè)計了新一版本的龍2飛船。鑒于國際空間站歐美系艙段直徑4.4米，龍2飛船直徑4米，所以確實(shí)采用樂高的2單位直徑比較好。

對接口被設(shè)計成了打開狀態(tài)，可以很容易的和樂高國際空間站的IDA對接。

可以和真實(shí)歷史照片對比，2021年1月27日，執(zhí)飛Crew-1任務(wù)的C207堅韌號（Resilience）龍飛船對接在和諧號前端的國際對接適配器（IDA）上，此時國際空間站位于巴西南部425千米上空：

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更新：

國際空間站上最早的太陽能電池板從發(fā)射升空到現(xiàn)在已經(jīng)20多年歷史，它們設(shè)計壽命只有15年，目前已經(jīng)略顯疲態(tài)。于是NASA一直在尋求新硬件來彌補(bǔ)國際空間站老太陽能電池板的發(fā)電能力下降問題。2017年6月18日，由龍飛船執(zhí)行的CRS-11貨運(yùn)任務(wù)搭載了一種新型太陽能板名叫卷軸卷出式太陽能陣列（Roll Out Solar Array, ROSA）這塊太陽能板由加拿大2號機(jī)械臂握持進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。它的骨架有點(diǎn)像鋼圈尺，展開以后有自己保持直立的趨勢。結(jié)果試驗(yàn)結(jié)束后卷不回去了，只好就這樣丟棄在了太空中，不過好歹NASA對它的性能是滿意的，于是安排了6套永久性的ROSA，被稱作iROSA（ISS Roll Out Solar Array）。這6套iROSA將會被安裝在現(xiàn)有的太陽能板上，共用原先的太陽能板支撐結(jié)構(gòu)。全部安裝到位后，國際空間站的總發(fā)電功率會從大約160千瓦提高到大約215千瓦。iROSA有19米長，基本上達(dá)到35米長的舊太陽能電池板三分之二的長度。

2021年6月3日，C209號貨運(yùn)龍2飛船執(zhí)飛的CRS-22貨運(yùn)任務(wù)發(fā)射升空將第一對iROSA送往國際空間站。到6月25日，兩片iROSA被宇航員通過太空行走成功的安裝在了最左側(cè)的P6桁架上的2B和4B太陽能板上。

P6桁架和它攜帶的太陽能板是國際空間站最早發(fā)射升空的太陽能板相關(guān)組件，2000年11月30日發(fā)射升空，最早被安裝在了Z1桁架上，可以在前文找到相關(guān)信息。

下兩對iROSA可能將于2022年4月由CRS-25任務(wù)以及2022年9月的CRS-26任務(wù)送達(dá)。

對于樂高的iROSA，我基本上采用了原廠的太陽能板零件，在兩端增加了卷軸結(jié)構(gòu)，在背面選用了稍微不同的顏色加以區(qū)分，但是總體感覺區(qū)別不大。

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更新：

鴿王之王——俄羅斯科學(xué)號（Nauka）實(shí)驗(yàn)艙終于發(fā)射升空了?？茖W(xué)號實(shí)驗(yàn)艙始建于1995年，當(dāng)時是國際空間站第一個模塊艙曙光號的地面?zhèn)浞荨?004年決定改造成為飛行模塊，以節(jié)約資金，避免新建造成浪費(fèi)。該實(shí)驗(yàn)艙原定于2007年發(fā)射，但未能如期建造完成，隨后每年都推遲發(fā)射。

2021年7月21日，科學(xué)號實(shí)驗(yàn)艙終于發(fā)射升空，并與29日成功與國際空間站星辰號下對接口對接成功。原先占據(jù)星辰號下對接口的碼頭號對接艙已于7月26日，在科學(xué)號成功發(fā)射之后，由MS-16進(jìn)步貨運(yùn)飛船帶離國際空間站再入大氣層焚毀了。

由于科學(xué)號和曙光號的高度同源，我在設(shè)計樂高科學(xué)號的時候基本尊重了曙光號的原設(shè)計，增加了一些長度，讓它更頎長一些，更還原真實(shí)的外形。由于樂高國際空間站模型根本就沒有碼頭號對接艙，所以自制的樂高科學(xué)號可以直接對接在樂高星辰號的下對接口。我努力實(shí)現(xiàn)了科學(xué)號下對接口的對接能力，未來這個位置可能要對接節(jié)點(diǎn)艙。

與科學(xué)號實(shí)驗(yàn)艙一同升空的還有歐洲機(jī)械臂（European Robotic Arm, ERA），這是一條11.3米7自由度兩端對稱式的機(jī)械臂，與加拿大2號機(jī)械臂和中國空間站機(jī)械臂相比顯得瘦弱很多。由于它的末端執(zhí)行器和LEE不一樣，所以不能使用歐美艙段的PDGF目標(biāo)適配器，只能在俄羅斯艙段操作。目前歐洲機(jī)械臂還沒有部署完成投入使用。

對于用樂高表現(xiàn)歐洲機(jī)械臂這樣的結(jié)構(gòu)是不容易的。這個比例之下，現(xiàn)有的樂高零件都顯得太粗壯了，所以做出來的機(jī)械臂顯得特別大，實(shí)際上11.3米長的它還沒有13.12米長的科學(xué)號長。

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以下原文（2020年7月）繼續(xù)：




至此，我完整的使用了樂高模型演示了從1998年國際空間站開始建設(shè)至今的完整過程。

說回到這套樂高模型，雖然沒有提供龍2飛船，但是確有豐富的其他飛船。

樂高聯(lián)盟號也是個非常概括的設(shè)計，三艙結(jié)構(gòu)被簡化到了兩組零件，但是圓圓的腦袋多少讓你可以認(rèn)出來這是聯(lián)盟號。

樂高龍飛船和聯(lián)盟號的設(shè)計相似。以至于你覺得它是龍飛船也行，說它是進(jìn)步號也行。但是鑒于本套模型提供了四艘聯(lián)盟號，只有一艘這個飛船，以及它錐形的頭部，我更愿意把它看做是龍飛船。

樂高航天飛機(jī)的設(shè)計可以說是非常精致了，外觀做的開始很像的，讓你不可能把它認(rèn)成別的物體。但是原設(shè)計中，航天飛機(jī)的貨艙處于關(guān)閉狀態(tài)，不能與樂高PMA進(jìn)行對接，于是我利用庫存零件對它進(jìn)行了改造。

原諒我沒有足夠多的白色零件，對接口基座應(yīng)該是白色的；鑒于貨艙門內(nèi)側(cè)是銀色的散熱板，按照樂高的傳統(tǒng)，用灰色來表現(xiàn)也無可厚非。

最后，這套模型就僅剩下這一個組件還沒有被介紹到了。可以看出來它是一艘宇宙飛船，究竟表現(xiàn)的是哪一款型號樂高并沒有進(jìn)行說明。觀察了目前所有現(xiàn)役或研發(fā)中的宇宙飛船，包括龍飛船、天鵝座、ATV、HTV、獵戶座等等，最接近這個模型的就是波音CST-100?？上Рㄒ鬋ST-100不爭氣，在2019年12月20日的首次無人測試飛行中遭遇軟件錯誤，雖然地面經(jīng)過努力維持住了CST-100的軌道，但是已經(jīng)消耗了太多的燃料，無法與國際空間站對接。在發(fā)射后的兩天后返回了地球。至今從未與國際空間站成功進(jìn)行過對接。

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我們一起欣賞一下搭建完成的國際空間站模型~

故事講到這里基本上就要告一段落了。我們通過樂高模型，回憶了國際空間站這一偉大人類發(fā)明的前世今生。從1998年開始到2020年經(jīng)過了22年之久，其中的經(jīng)驗(yàn)值得學(xué)習(xí)，教訓(xùn)值得汲取。

但是即使是這樣的一種全體人類的智慧結(jié)晶，也免不了沾染上政治上的影響。

遙想當(dāng)年，中國希望加入國際空間站項(xiàng)目而被拒絕，于是我們下定決心走自己的發(fā)展道路。如今，我們即將擁有自己的空間站，我們擁有了自己的新一代飛船，我們建成了我們自己的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，我們的墨子號、悟空號領(lǐng)先世界，我們的月球車行駛在月球背面，我們即將進(jìn)行問天火星探測。曾經(jīng)的道路曲折艱難，但是未來一片光明。如今的國際空間站已經(jīng)初顯疲態(tài)，而今年我國的天宮空間站有望開工建造。未來的國際空間站是被廢棄還是被商業(yè)化還不得而知，深空門戶項(xiàng)目進(jìn)行的也不順利。屆時天宮號或許會成為人類唯一的在近地軌道上的空間站。

國際空間站是西方主導(dǎo)的國際合作科學(xué)項(xiàng)目，包括樂高玩具，都是一種西方文化輸出的方式，以熱銷的方式輸出西方的太空文化。就這一套樂高玩具來說，對俄羅斯艙段的省略和概括的嚴(yán)重程度，重歐美而輕蘇俄，可見一斑。有朝一日，我們能否擁有我們自己的風(fēng)靡世界的樂高玩具？來讓全世界的人們追捧我們自己的空間站，乃至其他的中國科技成就？

另外，我只是一名普通的航天愛好者，沒有任何內(nèi)部資源，文章中提到的所有信息全部來自于網(wǎng)絡(luò)上的公開資料。而這些資料詳細(xì)的令人發(fā)指，時間越近，信息越豐富，包括每一次任務(wù)的每一天具體做了什么，航天飛機(jī)運(yùn)載了哪些酬載，具體貨架是如何布置的，EVA的人員名單、任務(wù)和時長，每一個艙段的每一個接口曾經(jīng)對接過的每一艘航天器的名單和時間，甚至有些時候宇航員每天早晨的叫醒鬧鐘都能查閱到（從雙子座任務(wù)開始，NASA每天早上用不同的音樂叫醒宇航員，曲目都是精選的，要么是對某個人有特殊意義，要么就是貼合當(dāng)天的任務(wù)主題）。你能看到宇航員們在太空，使用著各種你熟悉的品牌的常見產(chǎn)品，仿佛你隨便逛逛某寶某東，就可以極大的貼近太空和個人的距離，我曾經(jīng)驚訝的發(fā)現(xiàn)我平時最日常穿的褲子，竟然和宇航員們在國際空間站上的日常褲子是完全的同款！反正那些軍事任務(wù)以外的航天任務(wù)，提供給愛好者們的信息量非常豐富，這樣做非常有助于他們的航天文化的輸出。然而對于我們國家的航天項(xiàng)目，除了百度百科上寥寥數(shù)句介紹，以及拙劣的CG圖片和央視新聞截屏，以我的水平，找不到任何更清晰的照片了（唯一的例外大概就是嫦娥4號）……我希望有朝一日，我們的航天行動，也可以公布更多的細(xì)節(jié)和更多的高清圖片，以饗我們國家的廣大航天愛好者。

最后，我希望通過小小的樂高模型，來激發(fā)更多人對太空的興趣、對科學(xué)的興趣，讓更多的人了解我們的歷史以及支持我們自己的航天行動。愿我們在未來成為世界上首屈一指的航天強(qiáng)國，愿我們可以將中國自己的航天文化傳播到世界上更遠(yuǎn)的地方去。

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我只是一名航天愛好者，本職是一名體育攝影記者，在文章中的各種信息難免會有錯誤和疏漏，歡迎讀者朋友批評指正！

致謝：感謝Fiona幫我把這盒樂高不遠(yuǎn)萬里的背了回來！

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