我们的征途是星辰大海：乐高太空三部曲之国际空间站21321

今年是国际空间站建成运营的第20周年，在乐高相继推出NASA的阿波罗土星五号（21309）和阿波罗11号月球着陆器（10266）后，在2020年推出全新的创意系列产品：国际空间站套装（21321）。

国际空间站是人类史上第9个载人空间站，立项时间长达12年，全球共15个国家通力合作的科技结晶。国际空间站的成功运营弥合了看似互不相容的意识形态，作为人类在太空长期存在的登峰造极之作，更是人类在天空的前哨基地。

国际空间站主要是在微重力环境下的研究实验室，研究领域涵盖物理学、天文学、地理学、气象学和生物学等，主要由6个国家和地区联手运营，包括美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发所、加拿大航天局、巴西航天局和欧洲空间局。

图、欧洲航天局网站上国际空间站的实时位置

1998年11月20日，曙光号功能货舱发射成功，这也正式拉开国际空间站建设的序幕。截止2010年5月，国际空间站在轨道上环绕地球6.6万圈。其在轨高度约370~460公里，轨道倾角为51.6°，轨道速度为7.6-7.7 km/s，约合27500 km/h。

负责国际空间站和地面往来的航天器有发现号航天飞机、奋进号航天飞机、天鹅号宇宙飞船、联盟号、进步号、自动运载飞船、H-II运输载具、龙飞船等。2011年美国停用航天飞机后，联盟号成为地球往来国际空间站的唯一载人太空飞船。

货运方面国际空间站还有龙飞船可以使用。2012年5月31日，美国龙飞船成功重返地球。制造龙飞船的Space X公司和NASA签下16亿美元大单，预计向空间站发射12次货运航天器。

国际空间站套装包括一个轨道平台等比例模型，一个可以部署的卫星、一个小型航天飞机和2名宇航员。整体零件数为864件，少于土星五号的1969件和与阿波罗11号月球着陆器的1087件。

国际空间站的设计师是42岁的克里斯托夫·鲁格（Christoph Ruge），他来自德国，是一名计算机工程师。

从国际空间站的组装结构图可以看到，其就像人类在天空拼砌的终极“积木”。而更为神奇的是，乐高通过积木玩具让更多玩家体会到太空类玩家的乐趣。

图、国际空间站的装配状态

搭建真实的国际空间站，需要50多次天空飞行和组装，其中有39次需要依赖航天飞机进行，每次约15吨。其中进步号飞船提供39次飞行和装备任务的保障，空间站完成后，可以提供1200立方米的内部空间，总重高达420吨，总输出功率达到110千瓦。

图、乐高还推出了一款纪念徽章，上面有国际空间站20周年纪念标志

图、国际空间站标注是16岁以上孩子，实际应用上3岁+孩子帮忙找找零件还是没问题的。

图、整本说明书厚度约127页，一共有6个零件包

对于积木玩具而言，国际空间站拼接完成后还是颇为壮观的。其整体高度约20厘米，长约31厘米，宽度达到49厘米。而且其难度在于整体的稳定性，国际空间站在零重力的太空环境没啥大问题，但是在地球上就显得相当脆弱，笔者在拼接的时候，模型就跌落数次。

最先拼出来是航天飞机和支架，整个国际空间站就是放在支架上进行展示。支架上还印有“国际空间站”的铭牌，印刷的质感很棒。

国际空间站的主体桁架结构是综合桁架结构，其主要由11段高科技梁结构组成，能够支撑美国生产的太阳能电池阵列、散热器等部件。

图、典型的模块化拼装

1998年11月20日，质子号运载火箭搭国际空间站首个功能货舱曙光号，在哈萨克白寇努尔太空中心发射入400千米高的轨道中。曙光号长12.56米，直径为4.11米，加压容积为71.5立方米，太阳翼跨距为24.39米。

曙光号上面还有科斯（Kurs）自动交会点、对接系统和前置部分。它能和“联盟”“进步”飞船进行对接停靠。曙光号上搭载有24个对接和稳定发动机，每个推力达到392牛，此外还有12个推力为12.74牛的小型发动机。

图、主体基本完工，剩下就是大量的太阳能电池板

1998年12月4日，奋进号航天飞机搭载团结节点舱升空。这是国际空间站第二个发射的部件，属于美制舱段，主要用来放置空间站所必须的设备。它的外壳呈圆柱形，直径为4.57米，长5.47米。

团结节点舱作用相当重要，空间站的基础资源输送基本都要通过它来完成，例如液体管道系统、环控系统、电力和数据系统和生命保障系统等。其拥有超过5万个机械部件和216根各类管道。

现在团结节点舱除了连接曙光号货舱，还连接着命运号实验舱、Z1桁架、加压对接适配舱和寻求号气密舱。

国际空间站核心架构的辅助舱室分别由俄罗斯、美国、欧洲和日本制造，而加拿大则负责遥控操作机器人系统。国际空间站原计划在2020年除役，但是后来延长至2024年。

国际空间站的移动维修系统更为人知的名称是加拿大臂II（航天飞机上搭载的是加拿大臂I），这也是连接空间站的机器人系统。在空间站的装配和保养方面扮演着重要角色，除了帮助空间站搬运设备和补养，它还能帮助宇航员在太空中工作。

整个移动维修系统包括远距离机械手、移动远距离维修基础系统，它能沿着综合桁架结构轨道进行移动。

图、在STS-114任务期间，宇航员斯蒂芬·罗宾逊固定在移动维修系统上

加拿大臂II最大伸展时可以联动多达7个机动关节。加拿大臂和人类手臂类似，拥有肩关节、肘关节和腕关节，不同的是加拿大臂的肩部有3个关节，腕部也有3个关节。它所有关节都能旋转540度，可以提供更大的自由度操作。总长也达到17.6米，总重达到1.8吨，直径约35厘米，最大负荷能达到116吨。

2001年2月7日，亚特兰斯蒂号航天飞机搭载命运号实验舱升空。命运号实验舱主要是美国在国际空间站研究载荷用的实验室，全球的科学家能通过该实验舱完成在生物工程学、物理学、医学、工程学、地球科学、材料科学等方面的研究工作。

命运号使用的材料结构类似于防弹背心，外壳中有一个中间碎片防护层用来保护实验舱。最外层有一个铝质碎片防护措施，它能反射强烈的太阳光以减轻空调系统的负担。其内部的管道中隐藏着各类电线、数据线、真空系统、空调系统、液压管道等。

命运号的一侧还拥有一块直径为51厘米的光学玻璃窗户，整块窗户系统共有4层，每层厚度为14.2厘米，外部还有一个可拆卸的百叶窗。

2008年2月7日，亚特兰蒂斯号航天飞机搭载哥伦布实验室升空。哥伦布实验室由欧洲航天局负责研制，它主要作为国际空间站的永久实验室，内部主要进行在材料学、物理和生物科学的研究工作。外部主要用于空间科学、地球观察和技术领域研究。

2008年5月31日，发现号航天飞机搭载希望号实验舱升空，这也是日本试验舱，由日本宇宙航空研究开发机构负责制造。希望号包括四个组件：加压模块、暴露设备、试验后勤模块和遥控操纵模块。

2008年6月3日，国际空间站还进行了第一次天空行走。这距离美国第一次太空行走已经过去了43年。在6月8日进行的第三次天空行走中，格伦使用机械臂更换了空间站上方约26.8米位置的液氮罐。

图、宇航员特雷西·考德威尔·戴森在穹顶舱和地球的合影

2010年2月8日，奋进号航天飞机搭载穹顶舱升空。这是欧洲航天局建造的观察台部件，它能为航天员提供直接观察机械臂操作和接驳航天器以及眺望地球的地方。

穹顶舱的主承包商是意大利阿莱尼亚，其直径约2米，高1.5米，重约1.88吨。穹顶舱设置有6个窗户和1个天窗，所有窗户均设有遮板以防止受到小型流星和太空垃圾的袭击。穹顶舱给国际空间站带来了前所有未有的视角，宇航员在这里可以看到无与伦比的地球美景。

图、最终完工的国际空间站

在国际空间站中，各个国家的宇航员更多是的相互依赖而非相互孤立，融合更是取代了冲突。人类登上月球后，唯有想象力的局限性成为束缚人类能够走多远的因素。国际空间站不仅代表着人类科技的巅峰，更是闪耀着跨越国界和意识形态的文明之光，作为人类设立在太空的前哨基地，指引着人类迈向更远的深空！