1.向太空索取能源
随着科技文明的飞速前进,寻求新能源已责无旁贷,地球上的能源是有极限的,那么,太空中有没有能源呢?
时至今日,我们已经在地球上开发了许多能源,举一些简单的例子来说,如太阳能、海潮、地热等等,而这些都是取之不尽,用之不竭的能源。为了开辟更广阔的能源利用领域,科学家们已经开始探测地球以外宇宙中其他的星球,开发太空中可能蕴藏着的丰富能源。
科技发展到今天,我们已经可以利用人造卫星和火箭、太空船等特殊交通工具到太空进行探险。宇宙的神奇之处就在于它的范围广阔,无边无际,但它的构成物质却如原子一般,十分微小,甚至没有办法分割。因此科学家们相信,宇宙中必定有很多的能源,有待我们去开发、寻找。
实际上人类已经迈出了到其他星球去寻找新能源的脚步。1969年7月21日,两名美国宇航员率先登上了月球,第一次真正实现了人类登月的梦想,并带回了月球岩石和土壤的标本。所以人们坚信在不久的将来,人类也定能登上离地球更遥远的星球,并找到理想而可开发的新能源。
2.划时代意义的“计划”
“阿波罗”登月计划是指美国政府在1961年所宣布的,要在60年代末实现人类登上月球并安全返回的航天工程。以“阿波罗”命名的登月计划,不但具有神话色彩,而且更加令人神往,什么是“阿波罗”登月计划,你想知道吗?
阿波罗登月计划在世界航天史上具有划时代的意义。
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3.与尔共圆航天梦
载人航天始终是科学家与宇航员们的心愿,也是宇宙航行的终极目的。
可是机器和机器人在航天活动中,能从事机械性、重复性的操作,甚至能代替人进行科学考察和科学实验操作,它们比人更耐热、耐寒、耐辐射、能在真空中工作,不需要复杂昂贵的生命保障设备,能做人不敢作的工作,去人不敢去的地方,而且计算速度比人快,能“看”到部分电磁波谱等等,为什么还要进行载人航天呢?
这是因为,机器和机器人无法从根本上代替人的作用,人具有创造力、应变能力和适应能力,人具有极强的理解图形的能力,具有判断的能力,有预见性,能处理各种意外事件,能够修理损坏的设备。作为一个功能系统来说,人是最非凡的。
从根本上说,也是载人航天最重要的原因,就是进入太空,扩大人类的活动领域,是航天活动的终极目的,是人类的使命。不断扩大生存空间,为了生存而去探寻所有未知的东西,是人类的天性。宇宙空间是充满未知数的领域,如果不亲临其境地考察,就不能了解一个新的世界。通过探索和考察,可以扩大人类的视野,增长新的知识,使人类得以发展,使整个宇宙空间成为人类的活动舞台。
小档案外星探测器外星探测器实质是脱离地球的引力,对月球、太阳、行星及其它天体和行星际空间进行操作的无人航天器,如月球探测器、火星探测器、金星探测器等,它能获得天文望远镜无法取得的详尽资料。
4.唯一的一幅宇宙全景图
用卫星及其它技术手段给我们不断测绘的宇宙画一幅全景图,似乎看来是特别难的事情。然而,就在1999年1月30日,科学家们终于了结心愿,并认为它是一项堪与发现新大陆相提并论的重大突破。这幅历时十年绘制出的三维天体图标出了1.55万个星系,所覆盖的宇宙范围十分辽阔,其两侧边缘之间的空间距离为5亿光年。尽管这幅天体图只绘出了整个宇宙的大约万分之一,但是编绘这幅天体图的英、德两国天文制图专家相信,他们终于已经绘制出了范围足够大的宇宙空间的天体图,从而能用它来作为代表整个宇宙的样本。
这幅天体图的独特之处不仅在于其庞大的规模,而且在于其编绘的方式。编绘过程中使用了红外线望远镜,以便把视线伸至太空深处,同时消除由于宇宙中漂浮的尘埃而引起的测量不准的问题。在这幅天体图中,宇宙中的星系以三维的超星系团的形式绘出。所谓的超星系团是指由一群星系簇拥组成的巨型结构。我们所在的银河系位于该天体图的中部,因为所有的测量都是从地球上进行的。我们不能不说,这是唯一一幅能使我们看到包含了整个天空的宇宙天体图。
5.神话中的阿波罗
阿波罗是希腊神话中太阳神的名字,它与月球女神阿耳忒弥斯是双胞胎。阿波罗登月,兄妹相逢,这样为“阿波罗”号飞船增添了神秘色彩。你知道“阿波罗”号飞船吗?
“阿波罗”号飞船是美国第三代载人宇宙飞船系列。1966年至1972年共发射17艘:1~ 3号为模拟飞船,4~6号为不载人飞船,7~10号为绕地球或月球轨道飞行的载人飞船,11~17号为载人登月飞船。
飞船总重45吨,由指挥舱、服务舱和登月舱三大部分组成。指挥舱为圆锥形,是飞船的主体,宇航员生活和工作的地方。舱内装有各种控制操纵仪器、宇航员的装备、食物、水和废物处理设备等。服务舱为圆筒形,紧连指挥舱下面,是飞船的机房和仓库,主火箭、燃料、电源装置和氧、水等供应品统统都在这里。飞船进入月球轨道、绕月飞行时变轨以及返回地球时脱离月球轨道都靠主火箭的推力来实现。登月舱的形状犹如一个4条腿的怪物,是载人登月的专用设备,分下降段和上升段两大部分,各自配备有发动机。起飞时,登月舱装在服务舱下面铝壳内,在进入奔月轨道以后,从壳中出来被对接在整个飞船的最前面。它能够把两名宇航员送到月球表面。上升段里有生命保障系统、通信设备和电源设备。在登月过程中,两名宇航员在月面完成任务后,上升段发动机使他们飞离月面。在“阿波罗”15、16、17号飞船中还带一辆月球车。车上有电视摄像机、无线电收发信机和测量仪器,宇航员乘坐它在月面考察。
6.驱车在月球上
人类成功地登上月球后,为了进一步对月球进行研究,减少宇航员在月球表面上行走的困难而发明了月球车。你知道什么是月球车吗?所谓月球车,就是对月球进行考察、分析、取样的专用车辆,分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车两种。
有人驾驶月球车,主要是供宇航员驾驶它在月球表面上行走,可以帮助宇航员扩大活动范围和减少体能消耗,并能够存放、运输宇航员所采集的土壤、岩石等标本。车的动力主要由车上的蓄电池提供的。
无人驾驶月球车主要是依靠车上的遥控器接收遥控指令运行,由轮式基盘和仪器舱两部分组成,轮式基盘主要指车体、车轮等车体基架,仪器舱包括土壤采集分析器、自动光谱测量仪、辐射剂量仪、照相机、电视摄像机和通讯收发设备等,通过电脑自动程序管理器和接收遥控指令装置来控制车体行动。
7.离开地球游太空
当我们向天空抛掷物体的时候,无论我们力气多大,物体抛得多高,由于地球引力作用,它终究都会掉回地面的。那么人类怎样离开地球进入太空的呢?
物体要离开地球,就必须达到足够的速度来克服地球的引力。
科学家们经过反复研究,终于测出了环绕地球轨道飞入场的第一宇宙速度和飞离地球、进入太空的第二宇宙速度,并且研制成了火箭、航天飞机等有足够的速度进入太空的航天飞行器。然后,人乘坐在航天飞机或宇宙飞船里,用运载火箭就可以把人送入太空。
目前,人类不仅已经能够乘坐着先进的航天器到太空进行科学研究,而且已经成功地登上了人类在太空的第一站--月球。将来,随着科学技术的发展,人类一定能够实现探测宇宙、征服宇宙的愿望。
《新世纪少儿百科》现代科技P9
小档案航天飞机与火箭不同火箭主要是用来发射卫星、运载太空实验仪器、探测仪器的,它主要是由地面控制的。而航天飞机主要是用来载人的,它除了地面控制外,还要由宇航员来操作。航天飞机完成任务后,点燃自身的发动机,就能像滑翔机一样降落到地面,然后再准备下一次飞行。
8.38万公里也是近距离
月球通称月亮,是太阳系的一个星球,我国古时候又称月亮为太阴。你想登上月球圆梦吗?首先你得了解月球离我们有多远?
月球不像其他行星那样以太阳为中心旋转,而是围绕地球转,是地球的唯一一颗天然卫星。月亮的光是由于太阳的照射而产生的,它本身不会发光或发热。
月球是太空中离地球最近的一个天体。月球与地球之间的平均距离为38.44万千米。如果人步行的话,从地球到月球大约要花9年多的时间。如果搭乘宇宙飞船来回地球与月球之间,大约需要花费7天多的时间。当年从地球发射出去的“阿波罗11号”宇宙飞船,用了近4天时间便到达了月球。
由于月球离地球很近,所以看起来要比其它的星星大很多。从采集到的各种月球岩石样品的分析来判断,月球上没有生物存在的迹象。
小档案月球上的环形山那么,月球上为什么会有环形山呢?原来,月球上大多数的环形山是30亿年前的陨石造成的。当大块的岩石和铁陨石猛烈地穿过太空,并以极高的速度撞向月球的时候,因为没有大气的阻挡便直冲而下,然后发生爆炸,结果炸出了一个个大大小小的洼坑,这就是环形山。
9.无水无光却令人神往
地球上有水、有空气、还有阳光,一年四季寒暑交替春去冬来,是人类生存的最佳环境,太空就不一样了,人要在太空生活,麻烦可多了,那么太空生活环境是怎么样的呢?
太空中没有空气,也就没有大气压力。人在太空中,体内的氢会变成燃气,整个身体会像皮球一样鼓起来,甚至爆炸,也许你以为这不太可能,但却是千真万确的。人的身体表面有几千平方厘米,据计算从各个方向压在人体表面的大气压有几千千克重。但是人体内充满了体液和空气,即使在骨骼、肌肉和内脏里也有空气,它们的压力跟大气压力差不多,内外平衡,人就不会感到大气压力。相反,一旦到了高原地区,空气稀薄,氧气不容易进入人体,人就会感到头晕耳鸣,胸闷气急,更不用说在太空环境里,那里几乎是真空,体内的气体一定会急剧膨胀,把身体炸破。
太空中没有氧气,人会窒息死亡。太空中冷热变化厉害,冷可冷到零下270摄氏度,热可热到身体冒烟。在太空中那些看不见、摸不着、感觉不到的紫外线、伽马射线、X射线因为没有空气阻挡就会乘机肆虐作恶,伤害人体。太空中还有宇宙尘埃、陨石流星、小行星等物质,它们在太空中运动的速度极快,一旦人体被击中就会遭殃。太空的生活环境与地球生活环境截然不同,是严峻的。
10.运载火箭四兄弟
我国自行研制的大型运载火箭系列。它是一个由“长征1”号、“长征2”号、“长征3”号、“长征4”号和“长征2”号捆绑等运载火箭组成的家族。“兄弟”数人,长相一个比一个魁梧,本领一个比一个高强。你想知道这是为什么吗?
“长征1”号是三级火箭,全长29.46米,起飞推力1100千牛(112吨力)。它是开路先锋,于1970年4月24日成功地把我国第一颗人造地球卫星--“东方红1”号送入运行轨道,从而揭开了我国宇航事业的序幕,立下第一功。后来,于1971年3月3日又把“实践1”号卫星送入轨道。
“长征2”号是两级火箭,全长约32米,起飞推力2746千牛(280吨力)。它的功绩显赫,曾连续地把我国于1975~1990年间研制的12颗返回式卫星送入轨道。
“长征3”号是三级火箭,全长44.56米,起飞推力2746千牛(280吨力)。它威振五大洲,一举把香港的“亚洲1”号通信卫星和我国于1984~1990年间研制的5颗通信卫星送入离地3.6万公里的地球同步轨道。
“长征4”号是三级火箭,全长41.9米,起飞推力2940千牛(300吨力)。它也不甘示弱,于1988年和1990年先后把我国研制的两颗“风云1”号气象卫星送入离地900公里太阳同步轨道。
“长征2”号捆绑火箭,是家族中新成员,算是“小弟弟”.但是无论长相或本领,都超过它的四位“兄长”.火箭全长49.7米,起飞推力5880千牛(600吨力),于1990年7月16日准确地把我国研制的模拟卫星和搭载的巴基斯坦小型科学实验卫星分别送入预定轨道,1992年8月14日又成功地发射了澳大利亚的“澳星”.它标志着我国运载火箭攀上新台阶,拥有发射重型卫星能力,真是后生可畏。
11.火箭助你一臂之力
自古以来,人类一直对浩瀚的宇宙感到好奇,向往着有一天能飞出地球,到其他星球上去看一看。那么,火箭为什么能飞出地球?
火箭的发明终于使人类实现了这一梦想。
火箭能够飞行的原理与其他运动的物体一样,都是依靠作用力和反作用力产生动力。火箭通过燃料燃烧产生出炽热的气体,气体膨胀后,不断地从火箭尾部的排气口排出,产生一股强大的作用力。同时,又产生了一股与作用力大小相等、方向相反的反作用力,这股反作用力作用在火箭自身,从而推动火箭向前飞行。
由于受地球自转的影响,只有达到每秒7.9千米的速度,才能飞出地球。
小档案寻找外星人到现在为止,还没有找到过外星人,就连低等生命都没有发现过。不过,在浩瀚的宇宙中有无数个星球,我们能了解的很少很少。科学家们从未放弃寻找外星人,他们把地球人的形象,地球人的声音,通过探测器送到了外太空。说不定哪一天,外星人会找上门来呢?
12.一母多子真伟大
用一枚运载火箭同时发射多颗人造卫星的发射方式叫一箭多星,运载火箭是怎样工作的,你知道吗?
大多用于将同一枚运载火箭中的多颗卫星送入基本相同的轨道上。在末级火箭发动机熄火之后,卫星一一分离,前后只相隔几秒钟的时间。只是由于各个卫星与火箭分离速度不同,它们的运行轨道才略有差异。如果需要把几颗卫星分别送入不同的运行轨道,那么末级火箭发动机就应有多次起动的能力。当第一颗卫星分离以后,末级火箭发动机再次点火工作,改变轨道。在发动机第二次熄火后,第二颗卫星分离……后面的卫星发射以此类推。
发射多颗卫星的运载火箭常常配置有专用的卫星安装支架。支架的下端与末级火箭连接,支架上可以同时安放几颗卫星。卫星的“座位”下有弹簧或顶杆机构,入轨时靠弹簧或杆机构将卫星推出。
小档案
最早实现“一箭多星”的国家是美国。1960年美国用一枚火箭发射了两颗卫星,1961年又实现了“一箭三星”.苏联曾经多次用一枚火箭将8颗卫星送入运行轨道。我国于1981年9月20日成功地将 3颗科学实验卫星送入近地轨道。
13.1>10的妙趣
当巨型运载火箭矗立在发射台上,整个发射场上一切工作准备就绪,处于临射状态时,自动发射程序显示设备上便出现10,9,8…… 3,2,1,发射!运载火箭发射为何采用倒计时?
当自动发射程序显示设备上出现1时,霎时火焰熊熊,浓烟滚滚,轰鸣声震耳欲震,火箭喷吐着火舌,徐徐上升,逐渐加速,扶摇直刺长空。显示设备上出现的从10逐渐递减到1的数字,便是倒数计时。
倒数计时最早出现在德国。1927年,德国成立宇宙航行协会,协会成立后便接受为一部科学幻想电影《月里嫦娥》制造一枚火箭。但是,出师不利,由于缺少经验,火箭始终未能制造出来,倒是制片商把电影拍成了。影片中飞上天的火箭是模型火箭。就在摄制这部影片过程中,为了发射模型火箭,导演弗里茨·兰发明了倒数计时的发射程序。这种计时程序,符合火箭发射规律和人们习惯,清楚地表示火箭发射准备时间逐渐减少情况。10分钟准备,5分钟准备……1分钟准备,直到发射前10秒钟,而后10,9,8…… 3,2,1,这种倒数计时,会使人产生准备时间即将完结,发射将要开始的紧迫感觉。
德国在20世纪 30年代制成第一枚试验火箭、40年代初研制V-2火箭时,都采用这种倒数计时发射程序。40年代后,美国和苏联研制的火箭和导弹,也都采用这种程序。目前,世界各国的火箭和导弹发射、核武器起爆也全部沿用这种计时程序。
14.软硬兼施,探测外星球
随着科学技术的发展,探测外星球要实行软着陆,你想知道是什么原因吗?
软着陆是相对于硬着陆说的,是指航天器在飞抵外星球表面时,着陆速度降慢,不会给航天器带来任何损坏的一种着陆方式。
硬着陆是指所发射的航天器直接命中外星球表面,在过去的航天探测中,曾经使用过硬着陆的方式,结果不是航天器远离了飞行目标,就是撞得粉身碎骨。如前苏联发射的“月球1号”探测器,不仅没有命中月球,反而远离目标,意外地成了第一颗环绕太阳的人造卫星。
采用软着陆的方式是非常安全可靠的。当着陆器接近外星球时,利用推进器朝星球喷气产生反作用力,使之急剧减速,到了特定的位置再打开降落伞,就能慢慢地降落在外星球表面上。使用软着陆的方式,保证了着陆器的安全完好,这样,才能够进行正常的考察研究。
小档案
“探路者”带回的消息
“探路者”是一个航天器的名称,“火星探路者”出访火星,为我们带来许多火星上的消息。它发现火星上的岩石构成和地球上的岩石非常相似,证实了地球上已经发现的12块火星陨石的确是来自于遥远的火星。它还发现火星上尘暴飞扬、不见蓝天、天气变化很快,说变就变;也发现火星上曾经受到过洪水的冲击,因为火星的地表留下了清晰的水痕。
15.“人造地球卫星”的始祖
前苏联成功发射的世界第一颗人造地球卫星,是“人造地球卫星1号”,开创了宇宙航行的新纪元。小朋友你一定想知道吧?
这颗卫星于1957年10月4日,从咸海附近的拜科努力发射场发射,使空间舞台第一个角色--“人造地球卫星”1号,首先闯入浩瀚的太空,开创了宇宙航行的新纪元,开辟了人类的登天之道。
卫星外形呈球形,重8 3.6千克,直径0.58米,卫星由壳体、天线和卫星设备组成。壳体由两个铝合金半球壳对接而成;外表缚有4根鞭状天线;壳体内装有电池组、无线电发射机、控制系统组件、转接元件、温度和压力传感器等。卫星探测项目是测量近地高空的大气状况,卫星还携带试验动物,用以考察动物对空间环境的适应能力。这颗卫星在215~947公里的低轨道运行,环绕地球一周为96.2分钟,每小时运行28160公里,总共运行92天,环绕地球运行1400圈,于1958年1月4日再入大气层烧毁。
小档案罗廖夫前苏联宇航科学家科罗廖夫(1907~1966),在宇航领域里功勋卓著。在他领导下,成功地研制成许多宇航器和运载火箭,并发射了世界上第一颗人造地球卫星,还将加加林送上了太空,实现了人类首次太空飞行。由此,他荣获了不少勋章和荣誉称号。
16.太空高唱“东方红”
“东方红”1号是中国成功发射的第一颗人造地球卫星,它的成功,使华夏子孙开始迈开矫健的步伐,去叩击太空的大门。你知道“东方红”1号当时的情况吗?
1970年4月24日夜晚,灯火通明的甘肃酒泉卫星发射场的发射平台上,一枚高达29.46米(相当于七八层楼房那么高)的“长征-1”号运载火箭巍然挺立着,这枚 3级火箭顶端,装载着我国自行设计的第一颗人造地球卫星“东方红”1号。这天,天高云淡,晚上21时 30分,运载火箭一声巨吼,尾部拖着一条几十米长的桔红色“巨龙”,直指夜空。十几分钟后,末级火箭完成使命后与卫星依依惜别,卫星顺利进入环地球轨道。少顷,从太空传来悦耳动听的《东方红》乐曲,由中央人民广播电台向全国转播,人们翘首仰望夜空中那颗高挂宇宙的华夏第一星,欢呼这一历史性的成功。从此,华夏子孙开始迈开步子,去叩击太空的大门。
卫星外形像个球形的多面体,重17 3千克,直径约1米。卫星外壳由72面铝合金嵌接而成,表面涂有有机绝热层。壳体内设主仪器舱和辅助舱,舱内装有《东方红》乐曲发声器以及遥测、跟踪、能源等系统的仪器。壳体顶部和赤道环带上装有4根 3米长的鞭状天线,底部有联接运载火箭用的分离环。卫星在4 39~2 384公里高空的近地轨道上工作了24天。卫星预计可以在广漠无垠的太空中遨游100年之久。
17.宇宙漫步路漫漫
宇宙,茫茫无际,奥秘无穷,令人遐思,那么宇宙的尽头在哪里?
宇宙是无边无际的,到目前为止,还没有人知道宇宙究竟有多大,就连科学家们也无法回答出宇宙的尽头在哪里。
一些科学家估测,宇宙中大概有1000多亿个星系,而银河系只是其中之一。单单是一个银河系中就有1000多亿颗恒星,我们所熟悉的太阳只是其中一颗普通的恒星。
宇宙是如此辽阔,得以光年来计算天体之间的距离。而一光年相当于光在一年中所走过的路程,有近10万亿千米的距离。
单就我们地球所属的太阳系来讲,它两端的直线距离大约是120亿千米。如果我们乘坐和光速一样快的火箭去银河旅行,至少要花2. 3万年的时间,才能飞到银河系的中心部位(银河系的直径有10万光年)。
如果乘坐光速火箭在太空中旅行,至少要花4年的时间才能到达离太阳最近的一颗恒星:比邻星。它和地球的距离是4. 3光年,即406780亿千米。如果以同样的速度继续前进,必须花16万年,才能到达另一个星系。
宇宙的尽头在哪里呢?至今,科学家们使用仪器已经能够看到太空中 3亿光年远的距离,并在那里发现了许多星系,有的天文学家甚至观察到100多亿光年之外还有星系存在。至于更远的地方,对于我们还是个未知数。宇宙浩瀚无边,也许根本没有尽头。
18.星光灿烂的“河”
在夏秋两季晴朗的夜晚,除了空中满天的星星外,我们有时还能看到一条闪闪发光的银白色光带,好像是天上的一条河流,天上真有一条河吗?
其实,这光带就是我们地球所在的银河系,如果用望远镜去观察,就能看到整个银“河”里都是些密密麻麻的星星群。
银河的银白色来自无数颗大大小小发光的恒星和其他发光的天体,据天文学家观测,银河是由包括太阳系在内的几千亿颗星星、大量的星际气体和宇宙尘埃组成的。它的整个形状就象一个中间厚四周薄的大铁饼,星星最密集最亮的地方是它的中心,而四周扁平处为银盘,越靠近边缘星星的分布越稀疏。银河系的直径约为10万光年,也就是说,用光的速度(30万千米/秒)从一边走到另一边,需要10万年,长度达94600亿千米。
银河系本身也在旋转,一方面围绕自己的中心轴,以2.5亿年一周的速度自转,同时又以每秒214千米的速度在宇宙中不停地运动着,只是由于相距过于遥远,看起来似乎是一条河。
19.神奇的大爆炸
我们知道,现今人类所能观测到的宇宙状态最早起源于140亿年前造就宇宙的“大爆炸”.那么,“大爆炸”的起因到底是什么呢?宇宙在“大爆炸”之前处于什么状态呢?
所说的大爆炸就是宇宙中所有的物质在百分之一秒内、在摄氏100亿度的温度以上被撕裂成了小碎片。之后,宇宙迅速冷却,渐渐衍(yn)化成如今的样子,但物质和星系团仍在相互分离地运动,就是说,宇宙目前仍在膨胀。
对这一问题,英国剑桥大学的霍金教授提出了“开放性膨胀”理论,有人认为这是迄(qì)今为止提出的有关宇宙起源的最好的解释。霍金在对宇宙诞生之前的一瞬间的状态进行了几十年的研究之后认为:在“大爆炸”之前的瞬间,宇宙是一个豌豆状的微小物体,它悬浮于一个没有时间的空间内,这个空间经历了迅速膨胀的时期,而这种膨胀发生在宇宙“大爆炸”之前极为短暂的一瞬间。霍金还通过求解爱因斯坦的引力方程,证明了“大爆炸”之后的宇宙会继续无限地扩张。
美国将于2000年发射一颗卫星,专门对“大爆炸”所遗留下来的微波辐射进行勘测,届时可对这一理论做出一定的检验。
小档案
《史记》对天象的记载
早在4000多年前,中国就开始了天象记载。自商代到1700年,我国共记录了90颗新星和超新星。司马迁的《史记·天官书》是最早记录星数的专著,里面记载恒星500多颗。
20.炮弹与月球无缘
火箭和航天飞机能飞入太空,而高射炮无论有多大威力,也不能把炮弹射到月球上去呢,这是为什么?
这是因为火箭和航天飞机的飞行速度足够快,能够逃离地球的引力,而炮弹的速度不能克服地球引力。终究还要掉到地面上。
要想知道发射卫星需要多快的速度,首先要了解什么是第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。第一宇宙速度是指物体的速度足够克服地球引力,使之能够环绕地球运行。这个速度必须达到每秒7.9千米。这个速度指物体可以飞离地球、进入宇宙空间的速度。第二宇宙速度必须达到每秒11.2千米。第三宇宙速度是指物体飞离太阳系所需要的速度,这个速度是每秒16.6千米。
如果我们发射的卫星是环绕地球运行的人造地球卫星,那么它的速度必须达到每秒7.9千米;如果我们发射的卫星要飞出地球,到宇宙太空中运行,那么它的速度必须达到每秒11.2千米。
21.太空中的驿站
自1971年4月19日,前苏联第一个在太空建立了“礼炮”号太空站以来,各国在太空已经相继建立了近二十个太空站。
宇航员在神奇的太空站做什么?
太空站又叫空间实验室或轨道站,利用它可以进行一些地面上无法进行的科学实验和生产实验。同时,还可以作为中转站,用以探索其他星球和积累资料。
最初的太空站只能容纳 3名宇航员,他们在那里的主要任务是研究人类在太空能生活多久,怎样调节自己的身体以适应太空生活,为人类将来进入宇宙生活做了准备。现在的宇航员在太空站的主要任务则是进行一些科学和生产实验,比如制造金属、医药等高科技新产品。
小档案
到月球上去
今后更多的人,也许就包括你,都能到月球上去看一看。这没什么不可能的,好多稀奇的事情不是都发生了吗?知道吗,科学家们已经在研究,怎样在月球上建立一个太空基地,把月球上的宝藏开采出来,运回地球。
22.特别的食品
俗话说:“民以食为天”,不管你从事什么工作,都要首先解决好吃饭问题。那么,宇航员在太空仓里吃什么食物?
对于宇航员来说,在太空这种特殊的生存环境中从事科学研究,更要保证吃好东西。
在太空中,由于失去了地球引力,一切物体都处于失重状态。如果不固定位置的话,都可以漂浮在空间。像“炒麦粉”之类的粉末状食物,极易飘得太空仓内到处都是,一不小心,进入宇航员的肺中,很容易造成生命危险。所以早期宇航员吃东西的时候,就要像挤牙膏那样把食物挤进嘴里。
从20世纪80年代起,随着航天科技的发展,各国到太空中从事科学研究的宇航员越来越多,而且在太空中工作的时间也越来越长。各国开始更为重视宇航员的饮食问题,航天食品也大为改观。压缩食品、脱水食物、软包装罐头食品等纷纷问世。除此外还设立了专门的简易食堂,不仅使食物更加科学、可口、营养,而且还增添了民族特色。
《新世纪少儿百科》现代科技P13
23.特殊的“工作服”
太空里没有空气,几乎是一个真空环境,温度在-270℃左右,还有许多有害射线、宇宙微流星体等。航天服为何能在这种特殊环境中保护宇航员?
航天服是科学家专门为宇航员设计的、能防止各种环境因素危害的密闭装备。航天服由14层不同的铝箔和化学合成纤维压制而成,具有隔热、隔冷、防辐射的作用。宇航员的内衣上盘绕着很长的微型冷却管,能散发掉宇航员身上多余的热量。内衣下部装有尿液贮存器。宇航服上衣连着金属头盔,头盔前面装有护目镜、话筒和耳机。宇航服背部有一背囊,里面装有液氧瓶。另外,宇航服里还装有调节气压、温度、湿度、氧气含量等等的电脑控制装置。
小档案
“网球”和“篮球”
月球有多大,你知道吗?月球的体积只有地球的四十九分之一,如果把月球比作一只网球,那么地球就像一只篮球!月球的表面积只有地球的十四分之一,比4个中国还要小。
24.睡梦悠悠方销魂
随着航天事业的发展,宇航员在太空工作的时间越来越长,只有保证睡眠充足,才能使科学实验工作顺利进行。那么,宇航员在太空中怎样睡觉呢?
在太空睡觉不能像在地面那样躺在床上。在太空失重的环境中,宇航员的身体会飘浮起来,所以他们要钻进特制的睡袋里睡觉。更加特别的是太空中没有前后左右之分,所以宇航员睡觉时不仅可以躺着,而且可以站着,甚至是倒立着睡,这对他们是没有什么区别的。有的宇航员喜欢用绳子把睡袋一头吊在舱壁上,让睡袋在半空飘浮着,体会飘在空中睡觉的情趣。多数宇航员受地面睡觉习惯的影响,喜欢让睡袋紧贴着舱壁睡觉,这种感觉更接近于睡在床上。
小档案
各种各样的宇航服
宇航服主要有三种。舱内工作服是在登月舱里穿的普通衣服。舱内宇航服,是登月舱里发生危急情况时穿的密封衣服,里面藏着氧气。宇航员如果要到登月舱外面去,那就必须穿上舱外宇航服。
25.自由自在,却提心吊胆
俗话说,“海阔凭鱼跃,天高任鸟飞”,在辽阔无比的太空行走,应该是自由自在、无比舒适的。那么,太空漫步会有危险吗?
太空漫步是指宇航员在太空中离开宇宙飞船或航天飞机,独自在太空中腾空飘游。实际上是充满危险的。太空漫步的主要危险来自于太空的特殊环境,除真空、低压、缺氧、温差等不利因素外,还包括尘埃、流星、太空辐射等因素对人的危害。为了克服这些不利因素,科学家已经为宇航员设计了专门的服装--宇航服,来保护宇航员的生命安全。
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人类第一个太空漫步者
人类第一个实现太空漫步的是前苏联宇航员昂诺夫,他于1965年3月18日乘“上升2号”宇宙飞船进入太空,并独自跨入太空飘游了十分钟。继之又有美国的宇航员怀特、塞尔南、柯林斯、戈登、奥尔德林等相继做过太空漫步。进行太空漫步实验的主要目的是为航天实验、登月以及维修空间站、人造卫星做准备。
26.犹抱琵琶半遮面
“月中嫦娥”、“吴刚伐桂”、“玉免捣药”在我们童年时随着奶奶的摧眠曲已印入我们的脑海,真美呀!可惜的是我们只能看见月亮的一面,这是为什么?
古时候,人们就发现月亮上的景色是不变的。总是以一面对着地球,好像故意不让人看到它的背面似的。于是有人认为月球不会自转。但后来人们终于知道,月球不仅进行自转,而且自转一圈的时间和公转一圈的时间完全一样,这是一种复杂而有趣的运动。
月球绕地球公转,同时自转,旋转的两个周期完全相同,都是27.3天,而且方向相同,结果总是一面朝向地球。所以,地球上的人永远只能看到月球的一面,看不到它的另一面。有人比喻说,这就像一群人手拉手围着一个人跳舞,这时站在中间的人不论怎样转都看不到跳舞人的后背。我们也可以做个小实验来说明这种情况:在房中央放把椅子代表地球,你代表月球绕它走了一圈,你会发现你的身体的一面总是对着椅子,而另一面总是背对着椅子。
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月亮有时圆有时弯
月球绕着地球公转,地球又带着这颗卫星绕着太阳旋转。由于太阳光只是照射在月球的一侧,所以不管转到什么位置上,地球和月球朝着太阳的那面总是亮的,而背着太阳的一面总是暗的。由于月球绕着地球运转,所以我们只能看见月亮被照亮的那一侧的不同部分。
27.乐而不忘“返”
航天飞机在性质和功能上,相当于综合了火箭和飞机。当发射升空时,它像火箭一样点火升空;当完成任务返航时,它像飞机一样滑翔降落。航天飞机怎样返航?
当航天飞机完成航天任务、准备飞回地面时,宇航员首先启动减速装置,使航天飞机的速度降下来。调整好角度后,航天飞机开始穿越大气层,这时它的速度会再次减慢。当逐渐接近地面时,它会像飞机一样放下轮子,通过滑翔,最后降落在跑道上。经过修整后,返回到发射基地,准备下一次航天任务。
航天飞机返航时,最难克服的技术难关是如何穿越大气层。因为航天飞机的运行速度太快了,当它进入大气层后,容易跟空气产生剧烈的摩擦而起火燃烧。为了避免这一点,科学家们经过反复研究,研制成了一种特殊的防热材料--硅纤维瓦,然后用它制成航天飞机的“防热外衣”,来抵挡摩擦时产生的高温。
28.神秘的黑匣子
我们在收看电视新闻节目的时候,经常会听到某国飞机失事,救援人员在飞机失事地点寻找飞机上的黑匣子,飞机失事原因尚未查清这类话语。那么,究竟什么是黑匣子,寻找黑匣子对解开空难之谜有什么作用呢?
所谓黑匣子,实际上就是飞机上的飞行信息自动记录器,它能把空难发生前飞机发动机运行情况、机舱内外情况及突发事件真实地记录并完好地保存下来,为查明飞机失事原因提供确凿依据。
当飞机失事后,黑匣子会随飞机的残骸散落到陆地或海洋中。为使黑匣子所记录的信息能完好地保存下来,在黑匣子制造上选用了特殊的材料,使匣体能够承受巨大的压力或经受重创而不变形,在海水中30天内不渗水,并能长时间耐受1100℃左右的高温而不变形。另外,黑匣子还装有微型发射机,可以发射一种特定频率的信号,根据匣体所发射的信号,搜寻人员能很快找到它。
29.飞鸟痛袭飞机
飞机最怕与物体相撞,即使与飞鸟相撞也会机毁人亡,这是为什么?
两个物体相撞时的相互作用力的大小,除了要看两个物体的重量外,还取决于这两个物体相撞时的速度。飞机飞行时的速度太快了,当与一只小鸟相撞时,相互作用力是非常大的。
据测算,杯子大的小鸟跟时速320千米的飞机相撞时,产生的相互作用力大约有3吨;当飞机时速增加到960千米时,产生的相撞力大约有30吨。因此对于正在飞行的飞机来说,迎面撞上一只小鸟,无疑像遭受炮弹袭击一样。
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小鸟酿大祸
据资料表明,近20年来,前苏联和俄罗斯空军有近20起事故和32起空难,是由于飞机跟空中飞鸟相撞引起的,而且大多发生在机场附近。为了避免这种机毁人亡事故的发生,各国政府都严令禁止机场附近养鸟或为鸟类提供栖身场所。同时,为了吓唬鸟儿,避免小鸟撞击飞机,许多国家还研制驱赶飞鸟的装置。
30.太空城里放风筝
又到了春风三月放风筝的时候了。一提起放风筝,许多人都会感到妙趣横生。孩子们喜欢,青年们也喜欢,上了年纪的老人又何尝不想让五彩缤纷的风筝展翼高飞呢!人们自然要问,将来的太空城里,风筝还能放飞吗?因为那里的气象条件和地球上大不相同,既没有蔚蓝的天空,也没有使风筝升空的“风”.所以,在太空不能从下往上放风筝。而只能从太空城顶部高处向下“放”风筝。如此说来,在太空城“放”风筝就有点名不符实了。
但是,太空城上的风筝却做得非常逼真,非常雅致。有时你可以看到十几只五颜六色的风筝,象飞鸟一样从几十米高的地方沿着同一方向同时降落在街心公园,或某一建筑物的屋顶和阳台上。头一回来到这里观光的游客,如果不注意观察,还真可能把张着两只大翅膀的风筝误以为是海鹰在天上飞翔哩!
太空城居民对放风筝的喜欢程度,可比地球人高得多。这也许是因为太空城太缺少飞禽走兽的缘故吧。世世代代生活在地球大自然环境里的人,一旦离开了大自然,无论从心理上还是在精神上都会产生一种难以形容的空虚感与寂寞感。为了填补精神上的这种空虚,他们便会本能地通过这些活动来“制造”一种人造环境,从而获得心理上的一些满足。
31.明月几时有?把酒问青天
人间绝唱,千古夙愿。看看我们住的地球,看看倩影连连的月球,今天终于通过一幅照片让人释怀。
人类首次登月24年之后的1992年,驶往木星的行星探测器“伽利略”宇宙飞船,在飞越地球轨道,向地球借力之时,拍下了另一幅极有历史意义的照片:地球和月球的全景图像。地球露出南半球,云隙间依稀可见南极大陆,而月球则显示出从地球无法看到的月背。湛蓝的地球同样令人印象深刻。
32.飞翔着游泳
你有没有设想过在太空建造游泳池?当然需要了。如果有一天太空城生活普及了,这还不是小事一桩吗?但现在,我们可以做一个设想,因为伟大的实践往往来源于伟大的梦想么!
由于太空的失重现象,水可能表现出与在地球上不一样的特征与形状,因此将来的太空游泳池可能会是这个样子:
在一个巨大的圆形水池中,成百上千吨水储存在这个圆筒四周的壁上,而圆筒中央却是空的。这是因为在微重力条件下,水只能蜷曲地粘附在圆筒四周,中间便形成一个巨大的无水空间。所以,太空城游泳池的水面实际上并非平平坦坦,而呈环形。当你站在池边的瓷砖平台上猛地向前一看,除了看到弯曲的水面外,一切都和地球上的游泳池差不多。但是,当你环顾四周,特别是当你把视力转向游泳池顶部时,你会大吃一惊。瞧!宽阔的水面正沿着左右两边向上蜷曲,然后象一座圆形拱桥那样从你头顶上跨越而过。一些年青人正在顶上嬉水打闹,他们仿佛不是在游泳,而是在池子顶上飞翔。刚从地球上来这里游泳的人,看到人们在这种“立体”游泳池内游泳的情景,一定会象红楼梦中的刘姥姥初进大观园一样,感到既惊奇又新鲜。
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别有风味的“游泳”
从表面上看,太空游泳池跟地球上的游泳池大不一样,而且池子里水的状态也异乎寻常。这里没有风,奇怪的是,水面却无风三尺浪,一个浪头接着一个浪头地向前推进,浪头的推进速度跟电影中的慢镜头动作差不多。每个人都可以在水中随着这些巨浪慢慢地随波逐流,只要习惯并掌握最这里的水性,就会感到这里游泳比在地球上的江河湖海里游泳轻松愉快得多。但是在失重状态下游泳,速度很慢,就是游泳健将也是休想在这里打破地球上的世界纪录。
33.希尔顿想去太空开旅馆
修建空间站是一个复杂而费时费钱的大工程,民间通过集资形式来建造更是如此,然而,勇敢的希尔顿旅馆集团还是想去太空做生意。
这个空间旅馆将用航天飞机的空燃料罐建造。目前,这些罐子只使用一次,并且将落回地球,在地球大气中焚毁。但是这些燃料罐可以很容易地保持在太空中,并且改造成人们的住处。依据资金情况和人们的决心,最乐观的估计是6年建成。
英国航空公司也表示想加入这项计划。正在考虑对英国航空公司和希尔顿旅馆的顾客进行一次调查,问问他们是否愿意到太空度假。顾客们要回答的问题包括他们是否希望处于完全失重的状态以及是否希望有大窗户用来观赏地球。是否希望进行一次太空行走也可能是一个要调查的问题。
空间幻想家阿瑟·克拉克想着待到轨道旅馆建成后,亲自去那里参加开业典礼。
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“KEO”计划
无独有偶,由一位法国艺术家领导的一个小组正在组装一个时空舱,这个时空舱将在环绕地球飞行5万年后带着它所装载的信息和其他有价值的东西返回地球--而且你也可以参与这项计划。这项令人惊叹的、称之为“KEO”的计划在其网站(http://www.keo.org)上为人们提供大量的信息,浏览这一网站的人可以给未来的人类写下一段文字,由“长着翅膀的卫星”带入太空。
34.此航母非彼航母
我们都知道海湾战争中美国的航空母舰,简称航母。这里还有一种航母出现了。只不过,此航母非彼航母也。它是用作宇航的特殊武器。
航天母机是一种特殊的装载工具,它既能把飞机送入太空,又能让飞机安全返回。未来的航天母机不是漂浮在海上,而是航行在天上,是天上的霸王。
当前世界上的空中巨人是前苏联的安-225“梦想”式运输机,这架飞机的机身长80多米,机翼展开有87米。该机有6台发动机,每台的推力达23.4吨。该机的起落架上有24个轮子,它们支撑着这架重达600吨的庞然大物。
新世纪的航天母机要比“梦想”更加庞大,为了能使航天母机尽早飞上天空,科学家们设计了许多种未来的航天母机,主要有:
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原子能航天飞机
原子非常小,一亿个原子排列成一条线,还不到人的小手指甲那么大,但它的能量却大得出奇。1公斤的铀全部裂变可产生182亿千卡的热量,相当于2600吨标准煤全部燃烧所放出的能量。
如果用原子能作动力,制成原子能航空发动机,那么,只要装上0.5公斤的原子燃料,就可以不落地飞行十几万公里。
以原子能为动力的航天母机是个庞然大物,它长为300米,宽45米,总重量为2100吨,由4台原子能涡轮喷气发动机推动飞行,绕地球飞行一周约需6个小时。
35.火箭忙着修家谱
火箭是航空航天实验中的必备武器,然而,你知道到目前为止,它们的家谱上都铭刻着谁呢?
1.电火箭--利用电场或电磁场将推进剂变成离子,并使它们高速喷出,以产生反作用力使火箭前进。电火箭的推力小,远不能将航天飞机送入太空,但它可以在太空中作动力。另外,它的寿命很长,是理想的太空动力。
2.核能火箭--利用核裂变或核聚变产生的能量,使火箭前进。原子能是一种潜力非常大的能源,它要是能够用在火箭上,那真是如虎添翼了。
3.太阳能火箭--又叫阳光动力火箭,它是利用太阳光的热量加热推进剂,来使火箭前进的。目前,它的推力还很小,只能作为太空动力。
4.激光火箭--用很强的激光束来加热推进剂,使火箭得到推力。
5.光子火箭--又叫反物质火箭。什么叫反物质呢?物质是由电子、质子、中子等细小的粒子组成,粒子中有正粒子,也有反粒子;正粒子组成正物质,反粒子组成反物质。当正物质与反物质相遇时,双双会消失而产生光子。
光子火箭就是把正物质与反物质相遇时所产生的光子聚集起来,形成光子束,向同一个方向发射而产生推力的。宇宙中的一切物质中,光的运动速度是最快的。所以,以光子作推力的光子火箭可以达到很高的速度。
36.疑是明月添新妆
我们经常用“水中捞月”来说明一件事物的不可能性,但是,在科学上,不可能往往恰恰孕育着极大的可能性。这不,科学家已经把月亮造出来了,你相信吗?
科学家们设想,在太空中放置一个卫星,它由十几个反射镜组成,每个反射镜直径几百米,在夜间可将阳光反射到地面上来,为某个城市或地区照明,这就是“人造月亮”.
科学家们估计,“人造月亮”的亮度比满月的亮度大10倍!在“人造月亮”照亮的地区,每平方千米一年可节约200吨石油。
如果将卫星的反射镜做得更大些会怎么样呢?据计算,反射镜的面积如有几万平方千米的话,反射光的亮度可达到太阳光的一半,可以使局部地区的黑夜变成白昼!这样的卫星就不叫“人造月亮”了,而应该叫“人造小太阳”.
地球最北边的俄罗斯得到的阳光最少,因此对“人造月亮”更向往,真有些迫不及待。
图见新知识P135页
37.半个地球爬上来
月亮从东方地平线升起的景象,你一定早已司空见惯,但是,地球从山峦之后升起的奇妙景象,你可曾见过?1968年12月21日,3名美国宇航员博尔曼、洛弗尔和安德斯,乘坐“阿波罗8号”宇宙飞船,离开地球,经过3天的飞行,跨越月地距离的38万千米的空间,进入高度约为100千米的月球轨道。人类首次从环绕月球的轨道俯视月球。3名宇航员通过电视向地球转播月面情况。洛弗尔报告说:“月球几乎是灰色的,满眼都是深灰色的沙石。”这就是人类首次俯看月面的观感。当“阿波罗8号”从月球背面转出来时,3名宇航员看到了人类首次看到的奇景:淡蓝色的地球冉冉地从月球那布满环形山的灰色地平线上升起,宛如一块晶莹的蓝宝石,飘浮于太空。3名宇航员拍下了这一具有历史意义的镜头。这幅后来在各种媒体上屡见不鲜的地球之出,改变了人类的地球观,原来地球只是这样一个“小小的世界”!
38.这是谁的眼睛
全球卫星定位系统(GPS)由24颗卫星,组成均匀地分布在6个轨道面上。它们围着地球不停地转呀转呀,这样,在地球上任何地方至少可以收到这个系统中的5颗卫星的信号。只要你拥有一个GPS接收机,就可以不间断地迅速得到卫星的指示,知道你在地球上的位置。
GPS接收机是一个重量不到1千克的仪器。它能够接收卫星发出的信号,然后在液晶显示屏上显示所在地的经度、纬度和高度。同样,如果别人想知道你的位置,他的GPS接收机上也会显示出来。
这样,当你迷失在一望无际的森林里,泥潭遍布的沼泽里,甚至是人烟荒芜的沙漠里,蓝得没有盖的大海上时,如果你有一个全球定位仪,就根本不用害怕了。因为,太空中,总有一双睁得大大的眼睛在注视着你。它就是GPS系统。
39.不用火箭来帮忙的航天飞机
阿波罗登月计划仅发射火箭一次就用了1.75亿美元。这是一个惊人的数字,也是不得不付出的代价。而今,有了新式的航天飞机,科学家们再也不用为昂贵的费用心焦了。
自20世纪40年代起,就有人开始提出航天飞机的设计方案。1981年人类第一架航天飞机终于升空,这就是美国的“哥伦比亚”号。美国航天飞机可以在发射后几分钟内就飞到185~482千米的轨道上,17天内环绕地球飞行279圈,然后返航。在12200米高时,它使用自己的气动面和操纵系统像飞机一样滑翔下降,并且像普通飞机一样在机场降落。然后经过2周的维修,就可以再次起飞了。
未来的航天飞机,将能像民航飞机那样从地面滑跑起飞,完成任务后再滑翔降落,那时我们就都可能成为它的乘客啦。
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目前,美国已制造了6架航天飞机。其中“企业”号用来实验自身性能。“挑战者”号1986年1月失事爆炸,7名宇航员牺牲。其余的一直在使用。前苏联也有航天飞机,叫“暴风雪”号,但从未进行过载人飞行。
40.云里雾里自由飞翔
航天飞机是依靠火箭垂直起飞的,大家都知道,火箭的制造是很昂贵复杂的,因此,科学家们已经研制出一种新型的不靠火箭也能起飞且速度飞快的“飞机”--空天飞机。
空天飞机实际上是一种未来新型的天地间往返运输工具。它能像普通飞机那样从机场跑道上起飞(航天飞机只能依靠火箭垂直起飞),又能以极高的速度穿越大气层进入茫茫的宇宙,完成航天任务后再顺利返回大气层,在机场上水平着陆,而且它能够重复使用和飞行。
美国在1986年研制的“东方快车”就是这种既具有高超高速运输功能,又具有天地往返运输功能并能重复使用的飞行器。
有了空天飞机,人类就能实现在地球轨道上建造永久性的居住场所的梦想。空天飞机可以穿过大气层进入太空,在太空发射卫星(更确切地说是放置卫星)和回收卫星;在地球与航天站之间往返,向航天站运送人员、装备和物品,也可运送旅去遨游太空。
可以想象,到了那个时候,如果大洋两岸的科学家们要进行共同探测开发宇宙的奥秘将会便利得多。
41.未来居民点
空间站是为宇航探测作基地,而空间城却是未来的居住胜地,也许我们都能等到那一天。
早在1926年,齐奥尔科夫斯基就设想在地球周围空间建立居民点。为此,他绘制了蓝图,设想用自旋产生人工重力,用温室种植植物。他预言:“在选择收获量最大的农作物,在最佳的生长条件下,空间农场的每寸地方都可能充裕地养活宇宙移民。”
空间城与空间站的主要区别在于,空间城作为宇宙移民点,它是自给自足的,而首先是食物的自给自足。因此,那里必须有太空农业。为摸索发展太空农业,苏联利用“礼炮”号和“和平”号空间站,进行了植物栽培和粮食作物生产的长期实验,从培植小球藻实验到专门开辟“花圃”、“菜圃”、“良田”,集中研究解决太空环境对植物生长发育的影响。1982年苏联航天员在“礼炮-7”号空间站上栽培阿拉伯草,经历了从播种到收获的全过程。后来把这一实验扩展到蔬菜和粮食作物的栽培生产,取得突破性进展。在“和平”号空间站上已经培育了上百种植物,各种植物已经历从播种、发芽、开花到结籽的全部生长过程。
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人类的生物圈计划
1991年,美国曾在地面实施“生物圈二号”计划,选派8名男女研究员,调集大约3800种动植物,一起被封闭在由玻璃、钢材和珐琅搭建的建筑物内,形成一个密闭式的生态系统,模拟人在太空长期自给自足的生活。但实验没有达到预期目的,现在对实验的目的做了调整。而日本正在执行“生物圈J”计划,对太空的自给自足的生活进行探索。
42.不幸的“挑战者”
神奇的太空是人们十分向往的地方,作为普通人,参与航天飞行是多么具有挑战性与诱惑性。人类历史将永远记住1985年7月19日。
那一天,美国宣布将选拔一名不担任航天任务的美国公民,乘航天飞机到太空观光。立即,包括电影名星、导演、作家和参议员在内的几万人,表示了搭乘航天飞机去太空的强烈愿望。这年8月,里根总统宣布,从全国中小学教师中,选拔一名优秀教师,作为第一名平民乘客。1985年7月19日,副总统乔治·布什宣布,新罕布什尔州康科德中学的沙伦·克里斯塔·麦卡利夫入选,她是从11000多名申请者中挑选出来的。不幸的是,她与其它6名航天员一起,在1986年1月28日乘“挑战者”号航天飞机升空时遇难。
不幸的挑战者没有令人们减失进入太空的热情,勇敢的人们继续关注人类航空航天,并积极投入到其中去。
地球上有水,有空气,而且具有生命存在的适当温度,所以才有人类。同样,在银河系中有两千亿颗类似太阳的恒星,在他们中间也会有行星系统的存在,也许同样会出现类似人类的生命。
43.好个“间谍”手段高!
各国军事上都有一个“太空秘密谍报员”.会是谁呢?间谍卫星!
人造卫星一旦飞腾升天,国界领空的限制便骤然消失,可以肆无忌惮地飞越对方上空进行高空侦察,从而成为获取战略情报的重要手段,是名副其实的“太空秘密谍报员”.
间谍卫星拍好照片怎样送回地面呢?
回收过程胜似一场空中杂技表演。一架经过改装的C-119运输机,从缓缓下降的挂有胶片容器的降落伞上方飞过,从机身下方伸出一个悬钩,钩住降落伞,切断伞绳,使降落伞收缩,然后将降落伞和胶片容器一起拖进飞机的货舱。
空中回收不是每次都能成功,有时几次试钩都没有钩住降落伞,那么就只好让降落伞带着胶片容器一起溅落在海面上,然后派直升机吊一名潜水员下水,将绳子系在容器上,用直升机将容器吊起,送往附近的船上。
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宇宙工厂
宇宙工厂就是在宇宙中建造的工厂。宇宙工厂所用的能源是太阳能,对环境没有污染。太阳能又是取之不尽、用之不竭的廉价能源,所以在宇宙建造工厂有很高的经济和社会效益。
44.掀起了你的盖头来
不停运转,并时刻给各个行星以光能和热能。作为太阳系第三行星--地球上的居民,我们几乎时时刻刻都感觉到太阳给以我们无限的恩惠。所以从古人开始就崇拜太阳。尽管我们白天都和太阳见面,但是对这个太阳还是充满着无限的神秘感。
太阳那炽热的高温,光泽表面上的黑子,巨大的耀斑爆发,深邃奇妙的日冕,以及太阳风等等,对我们人类来讲仍有着许多未解之谜。
为了探解太阳之谜,人们开始探测太阳,但太阳的高温和强辐射给人们观测带来很大困难,探测器也难以达它的近旁。从60年代以来,世界各国发射的许多科学观测卫星承担过观测太阳的任务。美国的“轨道太阳观测站”、“国际日地探险者”、“太阳峰年”卫星等,前苏联的“预报号”、“质子号”、“宇宙号”卫星等,都在近地轨道上观测、监视太阳活动,对人们认识太阳做出了贡献。美国研制的“先驱者”6号至9号探测器,美国和原西德联合研制的“太阳神号”探测器,在进入靠近太阳的行星轨道上,探测太阳风和日冕的变化。1974年10月20日和1975年12月8日先后发射的“太阳神”1号和2号,在接近太阳450万千米的地方,观测了太阳表面及其周围空间发生的各种现象。
45.眼高手低谁之过?
1982年,在“礼炮7”号航天站上度过211天的前苏联航天员列别杰夫,讲述过这样一件有趣的事情。
一次,他和别列佐沃依卸完“进步”号货运飞船送去的货物后,已累得满头大汗。休息了片刻之后,他伸手从一个袋子里取一个螺栓,往外拿时,动作快了一点,结果所有的螺栓都跟着飞了出来,四处乱飞。他俩急忙放下工作,飘浮着去捕捉螺栓。这在地面上是最容易做的事,可是在航天站上要抓住一个螺栓,就像要在水中捉住一条活鱼那样困难。他们费了九牛二虎之力,才一个一个地将螺栓“捉拿归案”,装进袋子里后立即将袋子口扎好,生怕它们再飞了出来。过了很长时间,他们还望着袋子喘粗气。
这就是太空工作的特殊情形。一场激烈的球类比赛,当你看到该赢而没有赢的球时,往往会埋怨有关的运动员“真笨!”其实,如果你自己上场,可能连球都摸不着,这叫“眼高手低”,就是看起来容易,做起来难。对于太空工作,也会出现类似这种眼高手低的情况。一些在地面上很容易完成的动作,在太空却很难完成。
在太空轨道上工作出现这种“眼高手低”情况的原因是失重。在地面上,由于地球的吸引力,一切静止的物体总是处在固定的位置上,不会无故地挪动,人可以稳固地站立着工作,工作时的一切动作和使用的工具都与重力环境相适应。一旦进入太空轨道,重力消失了,许多自然规律改变了,可人们并不熟悉或不习惯那些规律,就像没有玩过球的人不熟悉球性一样,自然会“眼高手低”了。
46.神通广大却为“仆”
人类自古就知道月球,与星星比起来,它又大又亮,大约一月一圆缺,所以我们叫它“月亮”,英、美等西方人叫“moon”.后来,人们叫围绕行星飞行的天体叫“卫星”,月亮就是地球的卫星。卫星的英文拼写为:satellite.这个字的原意是“仆从”.
“奇怪,卫星和仆从有什么相干!”
这里有一个典故。据说天文学家在其他行星周围发现卫星时,以为它是行星的附属物,又由于它们总是围绕行星转,就像仆从总是围绕主人转一样,于是就给它取名叫satellite.
航天时代开始后,除了天然卫星以外,又增加了人造卫星。围绕地球飞行的人造卫星叫人造地球卫星,如此,也有人造金星卫星、人造火星卫星,等等。在不引起误解的情况有时也简称为“人造卫星”或“卫星”.
“发射卫星”既困难,又费钱,值得吗?“
我们可以这么说,各类卫星和其他航天器,不仅是为我们服务的”仆从“,而且是我们的挚友和导师,没有它,我们的幻想、理想和现实生活将黯然失色!
如此看来,卫星虽为”仆从“却重要。
47.阅尽人间春色
在宇宙中航行,我们可以一饱眼福,阅尽人间春色。
晴日的天空,是湛蓝湛蓝的。可是离开地球大气层以后,我们看到的宇宙背景,是深邃的黑色。各类天体由于它们的温度不同,而呈红黄蓝白等各种颜色,像镶嵌在天鹅绒上的一颗颗宝石,美丽极了。
海市蜃楼,是地球上的稀有景物,难得一见。在宇宙中航行,就很有可能观赏到”宇宙蜃景“.根据相对论,一个恒星或星系发出的光线,通过另一个引力强大的天体时,会发生弯曲,如果从两个天体很远的正前方看去,在中间那个天体的周围,有日全食一样的光环,或形成后面那个天体的两个,甚至四个影像。这叫”万有引力幻景“.
如果有幸,会像在海边观日出一样,看到一颗原始星球在黑暗中刚刚放射出光芒。那是它在进一步收缩后,中心温度升高到发生核聚变的结果,原始星变了成年的主序星,一颗恒星诞生了。
48.原来是母子?
地球与月球是两个有相互关系的天体,比如月亮绕着地球转。可是,据美国航天局的科学家说,月球勘探者探测飞船新近发回的数据证实了这样的推测:月球是在一次猛烈的星球相互撞击之后从地球分离出去的。这就是说,月球极有可能是地球的”孩子“.
负责对月球勘探者发回的数据加以分析的艾伦·宾德在加利福尼亚芒廷维尤的一次新闻发布会上说:”这是一项非常重要的发现,它有助于科学家们确定地球和月球是如何形成的。“
尽管月球与地球矿物构成的相似性表明它们拥有共同的起源,但是月核与地核在各自总质量中所占比例的不同,可能表明月球最初实际上是地球的一部分,它是在发生一次猛烈的星球相互碰撞之后从地球分离出去的。宾德在解释这种推测时说:”那次撞击是在地球的铁核形成以后发生的,把由岩石形成的、含铁很少的地球外壳喷射到轨道中。这些物质聚集到一起便形成了月球。“
这种星球碰撞假设的根据科学家正在验证,对地月研究可能会有新的贡献。
49.生意兴隆客满门
你能想象出未来太空中哪个行业会生意兴隆、财源滚滚吗?对了,就是太空城里的维修业。
如今,空间飞行器的应用已经对人类社会的各个领域产生了重大影响。但在如此众多的空间飞行器中,除了极少数可回收的设备之外,几乎都是一次使用的。在某些情况下,因为某个元部位出故障而导致花费数千万甚至上亿美元的卫星为成了毫无用处的”空间垃圾“.就拿目前已在军事上或商业上广泛应用的通信卫星来说,虽然工程设计人员已使这些通信卫星的可靠性达到了相当的水平,但在近十几年因发生故障而使整星报废的事件却屡见不鲜。更可惜的是,有时卫星一入轨,由于出现短路等”微不足道“的故障就使整星成为空间”垃圾“,从而使得数年的努力和数千万美元的投资统统付之东流。在过去面临这样一类的不测事件时,除了望”宇“兴叹之外,几乎找不到任何解救的办法。
太空维修站的出现使情况发生了变化。当某个卫星发生故障或不能工作时,只要在地球上向太空城发出呼救信号,太空城负责空间维修业务的机构就可以迅速组织维修人员,乘坐小型的空间拖船,立即赶赴现场,对失灵卫星进行检查,就地抢救,或者把整星带到太空城,进行修理,或是换上新的元部件,再送到预定轨道上去。
随着地球周围的卫星数目日益增多,空间维修活动会日益频繁,那么,未来的太空城从中可能获得的经济收益将是相当可观的。可以清楚地看出,太空城上不仅有丰富的资源,而且还有雄厚的技术力量。
50.未来谁养活我们?
到下世纪初,世界人口大有可能突破100亿大关。另一方面,由于各种原因,地球上可以耕种的土地在一天天减少。因此,在很长的一段时间内,粮食匮乏势必也将成为一个全球性的战略问题。
俗话说,”民以食为天“,不解决吃饭问题,其他问题便无从谈起。可是,拥有广阔天地和得天独厚的大气环境的地球尚且如此,对于只有弹丸之地的太空城来说,要解决多至万人的饮食问题,又谈何容易呢?
人们大可不必为此担心,未来太空城的实际情况并不象人们所想象的那么严重。而解决的办法当然不是靠地球供应。因为如果按每人每天需要9斤食物、水和氧计算,那么,一万太空居民每天就得由地球往返运输45吨的供应品。就是用现代最先进的航天飞机运输,平均每天至少要发射1.5次,而且还只能把各种物资从地面运送到地球的近地轨道。
如果按现有航天飞机每次运费7000万美元计算,全年从地球到近地轨道的运费至少要花400亿美元。由此可以看出,万人的太空城,仅靠地球来供”养“是不行的。
建一座太空农场怎么样?在一种工厂化了的农场里,从选种、栽培、耕作直到收获,都和地球上广种薄收的农业生产方式不同。它会采用21世纪最先进的农业科学技术,象工厂出产品那样,在每人平均不到一分地的农场里,可以源源不断地生产出品种齐全的粮食、蔬菜、水果、鱼肉蛋奶和其他食物,而且这种作物,不会有旱涝虫灾之虑,阳光充足,营养丰富。
51.穿越时空到未来
从理论上讲,到未来去是可能的,高速火箭就是时间机器。
把高速火箭作为时间机器,是根据物理学家爱因斯坦的理论提出的。例如,假设火箭以80%光速(1秒绕地球7圈半)从地球出发,然后再返回地球。如果火箭从地球发射到顺利归来,地球上的时间为50年的话,那么对火箭里的人来说只过去了30年。
不论是未来还是过去,能随时到自己喜欢的时代去旅游,这样的时间机器,恐怕在现代物理学上,即使应用各种原理、定律,实际上都很难做到。
可是,1988年美国物理学家发表了关于”如果通过虫洞就可到达过去世界“的学说。所说的虫洞好像是一种隧道,它把我们所在的宇宙与其他宇宙以及同一宇宙内不同的场所相互连接起来。
但是,如果能自由返回过去的话,会产生一些难以理解的现象。虽然过去、现在、未来都是自己同一个身体,假设现在的自己回到过去并杀死过去的自己,那么,这个曾杀死过去自己的现在躯体,会不会在现实世界里瞬间消失呢?
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