世界科技全景百卷书: “嫦娥奔月”不是梦

据日本NHK电视台7月7日报道,北京时间7日上午9时36分,俄罗斯“联盟”号宇宙飞船在中亚哈萨克斯坦发射,约9分钟后进入绕地轨道,飞船发射成功。据悉,该该飞船上的宇航员包括日本人大西卓哉,他曾是一名客机飞行员,也是日本第十一位宇航员。“联盟”号宇宙飞船在哈萨克斯坦的拜科努尔航天基地发射后,结束燃烧的第一级火箭、第二级火箭自动脱落,飞船持续上升。约9分钟后即上午9时45时,在距地200千米处第三级火箭自动脱落,飞船按照预设进入绕地轨道,发射成功。本次所发射的联盟号“改良款”对部分零部件进行了更新,到达宇宙空间站的飞行时间设定为2天,而不是紧急飞行模式的6小时。预计联盟号将在北京时间9日中午12时后到达空间站,大西卓哉会在空间站旅居到10月下旬。旅居中,大西计划进行实验来开发治疗癌症的新药物。而作为日本首次哺乳类空间实验,他将会饲养小白鼠以期探明老化现象的原因。

摘要:
载有3名宇航员的俄“联盟MS—07”飞船于莫斯科时间17日10时(北京时间15时)左右,由一枚俄“联盟—FG”运载火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场顺利发射升空。目前飞船已与火箭分离,正驶向国际空间站。
…12月17日,在哈萨克斯坦拜科努尔发射场,俄罗斯“联盟MS-07”载人飞船发射升空新华社莫斯科12月17日消息,载有3名宇航员的俄“联盟MS—07”飞船于莫斯科时间17日10时(北京时间15时)左右,由一枚俄“联盟—FG”运载火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔发射场顺利发射升空。目前飞船已与火箭分离,正驶向国际空间站。据俄航天集团消息,此次飞赴国际空间站的宇航员分别是俄罗斯宇航员安东·什卡普列罗夫、美国宇航员斯科特·廷格尔和日本宇航员金井宣茂。预计飞船将于莫斯科时间本月19日约11时(北京时间同日约16时)与国际空间站自动对接。据俄航天专家介绍,联盟MS—07飞船采用了新型遥测系统,可保证飞船在每次绕飞地球的70%时间内,都能通过中继卫星接收源自地面的遥测信号。此外,飞船新配备的数字视频通信系统可与空间站内的宇航员直接联络。按计划,3位宇航员进入国际空间站后将连续驻守168天,并与目前在空间站内的俄宇航员亚历山大·米苏尔金和两名美国宇航员马克·范德赫、乔·阿卡巴共同开展生物学、生物技术、地球物理和医学等领域的300多项实验。什卡普列罗夫将实施太空行走,为一根工作了17年的卫星通信天线更换部件,并在站内增设天地通信链路。此外,宇航员们还将迎接俄罗斯和美国发射的数艘货运飞船。据悉,新年将至,国际空间站特地准备了两棵人造松树迎新年。空间站每天绕地球飞行16圈,在迎接新年的那一天,宇航员团队将在每位宇航员所属国家进入新年的时刻“拜年”。此外,俄宇航员还将在明年3月在空间站参加俄总统选举投票。

  ——宇宙飞船

  我国古代很早就有嫦娥奔月、吴刚伐桂的神话传说;也有“不知天上宫阙,今夕是何年”的诗句,表达了人们对这个可望而不可及的星球的各种愿望与复杂心情。而现在,月球在人们心中已并非是什么神秘的世界了,它荒芜、寂静、不平坦、又热又冷。科学家们甚至对月球的土壤组成都了解得清清楚楚。而这一切,大都归功于亲临月球的宇宙飞船。当然宇宙飞船所要询访的目的地并非只有月球一个,火星、金星、水星等,都已被列在计划单上了呢。像“嫦蛾奔月”一样地来到月球,无非是拉开载人宇宙飞行的序幕罢了。

  从阿波罗11号登月说起

  什么是宇宙飞船呢?宇宙飞船的本质无非是一颗可以返回的卫星罢了。不同的是,这颗人造卫星常常搭载了乘客兼驾驶员——宇航员。由于人的存在,宇宙飞船的系统复杂得多,至少从人着眼增加了应急救生、生命保障、返回等系统。下面,我们以“阿波罗11号”飞船为例,来看飞船是如何登访月球的。

  1969年7月16日,美国东部时间9点32分,卡纳维拉尔角月球港,随着震耳欲聋的轰鸣声,土星V运载火箭喷出巨大的火焰,携着“阿波罗11号”飞船徐徐上升。26秒后,第一级火箭完成使命,自动脱离。2分42秒后,第二级火箭点火。此时飞船的速度是每秒2.7公里。3分17秒后,救生火箭被甩掉。9分11秒时,第二级火箭分离,飞船的速度上升到每秒6.8公里。

  在常人看来,飞船上升兴许是像电梯上升一样舒服过瘾。然而,飞船中的三名宇航员,却正在经历着严峻的“超重”考验。超重是什么?超重是超过了原来的重量。飞船高速飞行时,由于以前的静止惯性,他们会感到有股强大的压力压在自己身上。这种感觉就像我们在公共汽车上,汽车突然加速,而人感到有股压力把人向后推一样。不同的是,字航员感到的压力太大,简直要把人压碎了。他们呼吸急促,脉搏猛增,全身的血液像快要凝固似的,一个个在椅子上动弹不得。

  9分5秒后,第三级火箭暂时点火了两分半钟,使宇宙飞船的速度增加到7.67公里/秒,从而进入环绕地球的轨道。几圈之后,飞船脱离地球轨道,向月球背面飞去。发动机熄火、此时宇航员进入“失重”状态。失重就是感觉不到重量,不仅人,宇宙飞船上的牙刷、小刀等,稍稍动一下,就可以飞起来。飞船上不管是坐,是站,还是倒悬着都是一样的。看来,人脱离了地球引力,真是有说不出来的解脱感受。宇航员考林斯还在飞船上的电视摄象机前表演了倒立和飘浮,真叫人惬意。

  “失重”看似好玩,可以随心所欲地自由飘动,但宇航员们却感到头晕、恶心,十分难受。令宇宙员最头疼的,是在“失重”状态下吃东西。宇航员的食物是精制的。据说在此以前的宇航员吃的是“牙膏食物”,即他们吃东西时,要像挤牙膏那样慢慢来。“阿波罗11号”的主食是冻干食品,大约每天可供每名宇航员2100卡的热量。此外还有四套不同的菜肴,一百多份各种不同的快餐和点心。上月球后吃的食物也准备好了,像奶油鸡汤、冰冻炒鸡蛋、辣椒牛肉、甜饼干、咖啡等。这些美味佳肴要么放在口头咀嚼,要么用注入备用的吸管吸食也可。最有意思的是,字航员还带有纸手巾、牙刷、剃须刀等。据说后来的美国女宇航员还带有唇膏、胭脂呢。

  说到这儿,大家兴许会问,宇航员的便溺怎么解决?问得很有水平。其实,“阿波罗11号”飞船还没有厕所,只有一个舱内罐,这个罐有管道与舱外相通。在真空中,这些便溺立即凝聚成粉状冰屑向四周散开。据说,粪便污水散开的一点反作用力还影响过宇宙飞船的飞行方向,经过调整才没有酿成恶果。

  7月19日清晨,“阿波罗11号”飞船进入绕月轨道。宇宙飞船的服务舱发动机开动,飞船开始绕月飞行。上午8点30分,三位宇航员用了近五个小时检查每一个仪器和系统,而休斯敦宇航中心则把世界各地搜集来的数据发给飞船。

  第二天早上9点22分,飞船指令长阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱,登月舱驾驶员考林斯将指挥舱和登月舱的通道封闭,他不参加登月活动。“阿波罗11号”有指令舱、服务舱和登月舱。登月舱被称为“鹰”。

  13点47分,“鹰”离开指挥舱,向月球接近。“鹰”以每秒8米的速度下降,当到达离地只有150米的高度时,阿姆斯特朗通过观察窗发现着陆点不对劲:下面是一个直径达180米的火山口。关键时刻,指令长加足登月舱马力,使“鹰”跃过危险地带。终于,下午16点11分40秒,“阿波罗11号”飞船登月舱到达月面。

  接着,身着宇宙服的阿姆斯特朗从登月舱舷梯上走下来。细心的读者可能会问:怎么又冒出了个“宇宙眼”,“宇宙服”是个什么东西?原来,月球上温差大,热可达120℃,冷可到—140℃;另外还有强烈的宇宙射线,以及天外来的小陨石和宇宙尘。它们以每小时两万多公里的速度落在地上,给宇航员以极大的挑战。而且月球又无空气,谈话也听不见,真让人担心。可是“阿波罗11号”飞船宇航员穿的衣服却可保证人员万无一失,宇宙服可分两种,它们柔软、绝热、不导电、质量轻且耐磨。像阿姆斯特朗、奥尔德林穿的叫舱外服,考林斯穿的叫舱内服。舱内服分三层,外层是保护层,中间是富有弹性的硅系列橡胶布,并密封注了氧气,里层能控制温度。舱外服比舱内服外面多了一个重8.6公斤的外保护层,可以防止宇宙微陨石的意外“伤害”;其贴肉部分还有一层水冷却衣,衣服上面的尼龙布布满了注水的小细管,能带走体内的热量。这样一来,阿姆斯特朗都快成一个笨重的企鹅了。

  不过,大家也许也能猜到:全套宇宙服还包括头盔、手套、月面靴等。

  阿姆斯特朗到达月面上宣布:“对一个人来说,我只不过迈出了一小步;可对人类来说,这却是一个大飞跃。”这一句话使全世界一片振奋。奥尔德林也到达了月面上。两人行走自如,如羚羊似地自由跳跃。随后两人在月面上站稳,用长柄取样器搜集了一些土壤样品,装在塑料袋内,准备带回地球。接下来两人把月球仪和激光反射器留在月球上,这两个仪器是分别测试月球震动和月地距离的。

  在月球上呆了21个小时之后,两位宇航员返回了登月舱。登月舱上半部的发动机点火起动,进入绕月轨道,再与考林斯驾驶的指令舱会合。不久,燃料耗尽的登月舱被抛掉,指令舱带着三名字航员向地球飞去。穿过大气层,经过减速,凭着降落伞的帮助,指令舱溅落到海上,一艘待命已久的航空母舰立即将其打捞上岸。

澳门新葡新京手机app下载 ,  这次造访月球带来了不少收获。通过对月面土壤样品的分析,科学家们得出了月球的年龄,平息了过去不必要的一些学术争论。

  宇宙飞船的发展

  宇宙飞船迄今已经发展了好几代了,但目前投入使用的宇宙飞船却屈指可数。但被列入未来发展计划的飞船还是有的,虽然这之中已有部分计划已经失败,对有些国家来说,在自己国家航天飞机尚未问世时,宇宙飞船仍然是其发展的重要目标,现在我们从头至尾来看看字宙飞船的发展。

  前苏联

  东方号是前苏联第一代载人飞船,轨道载人飞行。东方号是在60年代以前载有动物的飞船基础上发展起来的。

  1961年9月12日,俄罗斯宇航员加加林乘坐的东方1号飞船发射成功,从而使它成为第一个进入太空的宇航员;四个月后,乌克兰族宇航员季托夫乘坐东方2号飞船飞行了48个小时;1962年8月11日~12日,东方3号、4号载人飞船进行了编队飞行。1963年6月14日、16日,东方5号、一号载人飞船进行了编队飞行;其中6号飞船宇航员为女性。前苏联第一代飞船只有定向、导航、着陆、遥测等系统,没有姿态控制系统。

  上升号是前苏联第二个型号的载人飞船。由于美国决定在1965年初发射载有两名宇航员的双子星座飞船,该飞船具有交合、对接、机动飞行、舱外活动等能力。这使一心想争做第一的苏联人大为恼火,于是不惜血本将东方号进行了改进,让本来只能乘坐二人的飞船硬塞进了三人,这就使上升号飞船带有极大的冒险色彩。

  上升1号飞船没有交合、对接、机动飞行的能力,甚至连宇宙服都取消了。上升2号飞船有舱外活动能力,但安全性能仍然打上了折扣。上升2号飞船返回地面时出了故障,两名宇航员只得改用手工操纵,飞船落在远离回收区800公里以外的森林,宇航员几乎毙命。

  联盟号是前苏联的第三个载人飞船型号,它分原型和改进型。联盟
11号以前的为原型,改进型约有二十多艘。它们均是为建立空间站作准备的。

  联盟号飞船由轨道舱、返回舱、服务舱三部分组成,总质量为六吨左右,全长七米多,呈圆筒型,直径约2.3米。轨道舱内部容积有五立方米,它是宇航员工作和休息的地方。服务舱分仪器舱和发动机舱,这两个舱在返回途中都会被抛掉。返回舱也叫座舱,两壁有舱窗,带有缓冲火箭和降落伞。

  联盟号飞船的发展史充满了艰辛与灾难,数名宇航员死于非命。1967年4月,联盟1号载人飞船由于姿控发动机漏了燃料,飞船无法平衡;宇航员想尽了办法进行返降,但由于降落伞没有打开而使优秀宇航员格马洛夫摔死。1971年6月29日,联盟11号在返回时,由于返回舱与轨道舱连接处的密封出了问题,舱内空气泄漏,三名未穿宇宙服的字航员因爆炸性减压而死亡。

  联盟号飞船做过国际合作的飞行,曾有七个国家七名宇航员通过飞船进入过空间站。联盟T号飞船从1978年开始进行不载人飞行试验,它使用了新宇宙服、新的燃料推进剂。从1979年12月到1985年9月,联盟T号飞船共发射了16艘。联盟
TM号飞船是 T号的改进型,首发是在 1986年
5月,它具有交合、对接、降落伞等系统。

  美国

  水星是美国第一代飞船型号。从1958年开始,美国历经了四年八个月,进行了14次飞行试验,这之中有六次不载人飞行,两次动物飞行,六次载人飞行。水星飞船一般只有一吨半左右,高约三米,外形呈圆锥形。飞船具有定向、保障生命安全、控制飞行姿态的系统,部分的还有临险逃脱的能力。它的最后一次发射是在1963年5月15日,飞船在太平洋中途岛附近的海上溅落。

  双子星座是美国第二代载人飞船。可以容纳两名宇航员,重约三吨,双子星座载人飞船外形像一个圆锥,它由服务段和再入段两部分构成。服务段设在飞船后部,由制动火箭系统和仪器设备舱组成;再入段有三个舱室,这之中有座舱。座舱也呈锥形,底部直径为2.3米,顶部直径为一米,可以乘坐两人,舱内有食品、水、仪表、制导和通信设备。座舱侧面还有三层玻璃的观察窗口。

  双子星座飞船采用弹射座椅救生系统,这和一般战斗机上的弹射座椅救生系统大同小异。据说,双子星座飞船曾经拍摄过我国的长江口、湖南等地的一些照片。

  “阿波罗”是希腊神话的一个太阳神的名字。美国用它来为飞船和火箭命名,意义深远。美国的登月计划也称阿波罗计划,首次登月的“阿波罗11号”也只是登月飞船中的一艘。

  从1961年5月25日开始,到1972年12月底,美国为实施阿波罗计划总共进行了17次飞行试验。阿波罗计划也并非一帆风顺。1967年1月27日,

  “阿波罗4号”宇宙飞船的三名宇航员,在当地时间13点进入飞船座舱时,由于电短路产生火花,使座舱起火,三名身着不能防火宇宙服的宇航员被烧死。

  阿波罗1~10号飞船进行登月试验活动。11号到17号均采取实践登月行动,有六艘飞船到达了月球,它们是:

  阿波罗11号,1967年7月16日~24日,在月球静海降落;

  阿波罗12号,1969年11月14日~24日,在月球风暴海降落;

  阿波罗14号,1971年1月31日~2月9日,在月球薄拉莫勒地区降落;

  阿波罗15号,1971年7月26日~8月7日,在月球亚平宁山哈得利峡谷降落;

  阿波罗16号,1974年4月16日~27日,在月球迪卡尔高地降落;

  阿波罗17号,1972年12月6日~19日,在月球曹拉斯利特罗山脉降落。

  阿波罗飞船登月并非是直奔而去,而是采用月球轨道交合法,即:宇宙飞船从地球轨道进入月球轨道,再推向月球背面;然后再从月球背面进入月球轨道,并转入地球轨道,回到地球。“阿波罗11”号宇宙飞船也不例外。

  阿波罗计划总共花了11年半时间,耗费了250亿美元,收集了384.2公斤的月球土壤岩石样品,并在月球上设置了一些仪器设备,但它是美苏冷战时期的表演仪式,实用价值不大。

  欧洲

  欧洲宇宙飞船。欧洲空间局从80年代开始载人航天计划。这其中就包括太空拖船、载人飞船和“海尔梅斯”航天飞机。太空拖船是一种空间自动转移飞行器——货运飞船,其两端为圆柱形设备舱和动力舱,中部为燃料箱和平台。载人飞船是搭载有宇航员的飞行器,此飞船采用密封舱,具有重返地球的能力。本来,欧洲空间局预计1997年开始正式研制,21世纪初实现载人飞行,但由于种种原因一再拖延计划。但无人货运飞船的研制一直在紧锣密鼓地进行,它将用“阿丽亚娜5号”运载火箭发射上天。

  其他国家,如中国、日本等也在加紧研制载人飞船。

  太空方舟的表演

  宇宙飞船发展到现在已经有几代了,这之中,俄罗斯和美国熟练地掌握了一些宇宙飞船的技术,这包括交合、对接、编队飞行、舱外飞行、分离等。

  交合对接,真可谓是太空之“吻”。它指一个航天器与另一个航天器在同一时间,以相同的速度达到空间某一位置的过程。宇宙飞船的对接包括飞船与空间站、飞船与飞船的对接等。

  字宙飞船与空间站的对接由来已久。空间站我们知道,可以在空间载人进行各种工作;但是飞船与空间站的对接并不像我们的想象的那样容易。早期的飞船与空间站对接,如1971年联盟10号与礼炮1号的对接就遭到了失败。此后,联盟11号与礼炮1号对接成功,三名宇航员在礼炮1号空间站工作了22天。从1977年底到1979年初,前苏联相继发射的联盟
26、 27、 28、29、 30、 31、 32飞船都与空间站礼炮
6号进行了成功的对接。1995年3月14日,携有美国宇航员的俄罗斯“联盟TM21”飞船,与俄罗斯“和平号”轨道站进行了对接。

  飞船与飞船的对接令人不可思议。因为在低空中两架飞机如果靠拢接近,极有可能发生机毁人亡的事故。然而太空中飞船之间的对接完成得似乎很随意。两艘飞船先用自载的交会雷达和自动驾驶仪导向目标,当两飞船距离不到50公里时,双方转而使用飞船上的高强度灯光信标开始靠拢。飞船对接的相对速度必须很小,横、纵向分别不超过每秒0.1米和5米。70年代,苏联的联盟号飞船与美国的阿波罗飞船进行过对接,并共同飞行了两天。

  编队飞行,就是说宇宙飞船像飞机一样地编队飞行。飞船的编队飞行不像战斗机编队飞行那样神气,但其在太空的情景也相当壮观。1962年8月11日、12日,苏联发射了东方3号、东方4号载人飞船,进行了首次编队飞行,两船最近距离为6.5公里。1963年6月14日、26日,东方5号、东方6号又一次进行了编队飞行,两船最短距离为4.8公里。

  舱外飞行今天在航天飞机上已经习以为常,有时候宇航员还可以完全脱离航天飞机,成为地地道道的“卫星人”,但这在早些时期的宇宙飞船上实现得并不顺利。如60年代,苏联上升2号飞船的一名宇航员到舱外活动时,由于字宙服在空间像气球一样膨胀起来,他无论如何也钻不进座舱。好在这位宇航员沉着应战,冷静对付,终于用了八分钟进入了座舱,真叫人捏了一把汗。

  分离技术在飞船上引人注目。如果说生孩子不是件容易事的话,那么飞船分离系统之复杂、分离次数之多,真令人难以想象。如“阿波罗11号”宇宙飞船登月,先是一级、二级火箭相继分离脱落,再是末级火箭发动、关机、再发动到最后脱落;进入月球轨道后,登月舱与指令舱会分离、对接、再分离、最后只剩下服务舱和指令舱,在距地640公里时,连服务舱也被分离抛掉了。一级级火箭分离,一个个舱被扔掉,分离系统起了多么重要的作用啊!

  当然,别的系统,如姿态控制、生命保障系统也很重要。如前面所述的联盟1号宇航员格马洛夫之所以摔死,就与姿控系统的动力出了问题有关。