为什么天空中有一条“银河”

    在晴朗无月的夜晚，银河像一条淡淡发光的白练，跨越繁星密布的天空，好像流过天空的大河，有的地方宽，有的地方窄，还有的地方分成两股支流，到了某个地方支流又汇合起来。

    其实，我们所看到的银河，是由无数大大小小的星星组成的。这些星星离我们非常远，肉眼不可能分辨出一颗颗星星。用天文望远镜观察银河，便可以清楚地看到里面一颗颗的星星。

    银河系里星星的数目简直太多了。天文工作者用科学的方法统计了一下，银河系的恒星至少有1000多亿颗。这么多恒星，在宇宙中大致排列成一个扁扁的圆饼形状，从地球上看过去，就像看一个圆饼的侧面，让人自然而然地感到是无数星星组成了一条亮带。

    银河是斜躺在天上的，因此随着地球的自转和公转，看起来银河时时改变它在天空的位置。例如夏天的傍晚，银河是朝向北方的；而到了冬天的夜里，银河又变成东西方向了。

    知识点：银河、恒星、排列、亮带

    为什么有时候太阳和月亮会同时在天空出现

    有时候清晨太阳早已出来，甚至已经越过树梢，可是月亮仍旧悬在天空，而有时候下午太阳还没有落山，月亮早已经高高挂在天空了。

    为什么会出现这种现象呢？

    月亮是地球的卫星，它不停地围绕地球旋转。月亮每绕地球一周，每个月就有一次朔和一次望。在从朔到望这半个月里（就是夏历的上半月），月亮位于太阳的东边，在日落以前就已出现在天空。也就是说，月亮在上半月是日落以前从地平线上升起来的。从望到朔的半个月里（夏历的下半月），月亮位于太阳的西边，在日出以后仍旧逗留于天空。也就是说，下半月的月亮是日出以后才落到地平线一面去的。所以“日未落，月已出”的现象总是发生在夏历的上半月，而“日已出，月未落”的现象总是出现在夏历的下半月。

    知识点：太阳、月亮、卫星、地平线

    太阳为什么能发光

    太阳每时每刻放射出巨大的能量，给我们地球带来光和热。恩格斯说：“我们的地球只是由于有太阳能才得以生存下来。”可是，地球所接受到的太阳能，仅仅只占太阳全部辐射能的约二十亿分之一。从实践中可以知道：天空晴朗时，在与日光垂直的地球表面每平方厘米上，每分钟太阳能使近2克的水温升高一度。太阳每秒钟能发出5000万亿亿马力的辐射！如果在整个太阳表面覆盖一层13米厚的冰层，那么只需一分钟，这层冰就会完全融化掉。

    太阳这种取之不尽、用之不竭的能量是从什么地方来的呢？原来太阳上含有极其丰富的氢和氦，也有足够的温度，具备进行热核反应的条件。在太阳中心2000万度的高温下，再加上极高的速度，从而产生四个氢变化成一个氦的聚合反应，这种反应就是热核反应。热核反应的过程能释放出大量的光和热。

    根据计算，目前太阳上氢的贮藏量，还足够继续进行热核反应数千亿年，即使太阳上全部变成氦后，还会有别种核反应继续发生，使太阳继续发光、放热！

    知识点：太阳、氢、氧、热核反应

    天空为什么会出现流星雨

    夜间，天空中不仅常常能见到单独流星，有时也会见到整阵的“流星雨”。当天空出现流星雨时，几十条甚至几百条亮光划破天空，好像一个大焰火似的。

    出现流星雨的道理和流星一样，不同的是流星雨是地球在运行过程中，遇到一个大群宇宙尘粒（流星群）所造成的一种现象。这大群的尘粒（流星群）是怎样形成的呢？

    太阳系里有许多各种各样的小天体，它们各自按照自己的轨道和速度绕太阳运行。这些小天体发生碰撞，碰撞使得大块的碎裂成一大群小块，或者在碰撞后很多小的聚集成群，它们沿着同一轨道运行，形成了流星群。

    有的流星群和彗星很有关系。彗星在运行时，由于内部气体爆炸、太阳压力的作用，或和流星体碰撞，而逐渐瓦解。瓦解过程中抛出的尘粒逐渐脱离彗星。

    同一个流星雨，差不多总在每年的相同日期内出现。这又是什么道理？这是因为流星群的尘粒沿着椭圆轨道分布，有一定的运转周期。地球的轨道如果和某一流星群的轨道相交，那么地球至少每年在相同的日期穿过这流星群一次，产生了同一个流星雨。

    例如，每年8月11日到12日，在英仙座方向出现的流星雨（叫英仙座流星雨），地球上任何地点的观测者每小时都能看到40到50个流星。这证明英仙座流星群的尘粒是均匀分布在整个轨道上的，因此地球每年穿过流星群时遇到的尘粒数差不多。

    另一类流星群，它的尘粒物质大量集中在一起，其尘粒只有每公转一周以后，才会重新和地球相遇。例如狮子座流星群，它的公转周期是33年。虽然每年11月19日到20日会出现狮子座流星雨，但在一般年份里，流星雨中出现的流星数很少。过33年才出现一次的流星雨浓密灿烂，有些地方一小时内可以看到几十万个流星。

    我们常见的流星群近千个，如英仙座流星群、天龙座流星群、狮子座流星群等。科学家们还对大约几十个大流星群做了详细的研究。

    知识点：流星雨、天体、碰撞、运行、彗星、尘粒

    为什么星星会眨眼

    夏天的晚上，繁星满天，抬头仰望天空，星星都在忽闪忽闪地动，像在眨眼。这是什么缘故呢？

    这是因为地球周围有大气层。

    大气不是静止不动的，空气热了会上升，冷了又会下降，还有风在吹来吹去。如果能够给空气的分子着上一些颜色，你就能看到五彩缤纷的空气正在上下翻腾。

    星光在来到我们的眼睛以前，必须经过地球的好几层大气，大气既是动荡不定的，各层大气的温度、密度又各不相同，这样一来，光线的折射程度也不相同。星光已经过多次的折射，时而会聚，时而又分散。正是这层动荡不定的大气，挡在我们面前，使得我们在看星星的时候，总觉得星星在闪烁，就像眨眼睛一样。

    知识点：星、地球大气、翻腾、光、折射

    为什么月亮会发生圆缺变化

    我们看到的月亮，它的形状在一月里天天发生变化，有时像个圆盘，有时像圆盘缺一半，有时又像一把弯弯的镰刀。

    月亮为什么会发生圆缺变化呢？

    我们知道，月亮是围绕地球运行的一颗卫星，它既不发热，也不发光。在黑暗的宇宙空间里，月亮是靠反射太阳光，我们才能看到它的。同时，月亮在绕地球运动的过程中，它和太阳、地球的相对位置不断发生变化。当它转到地球和太阳中间的时候，月亮正对着地球的那一面，一点也照不到太阳光，这时我们就看不见它，这就是新月，叫做朔。

    新月以后两三天，月亮沿着轨道慢慢地转过一个角度，它向着地球一面的边缘部分，逐渐被太阳光照亮，于是我们在天空中看到了一钩弯弯的月牙。

    这以后，月亮继续绕着地球旋转，它向着地球的这一面，照到太阳光的部分一天比一天地多，于是，弯弯的月牙也就一天比一天“胖”了起来。等到第七八天，月亮向着地球的这一面有一半照到了太阳光，于是我们在晚上就看到了半个月亮，这就是上弦月。

    上弦月以后，月亮逐渐转到和太阳相对的一面去，这时它向着地球的这一面，越来越多地照到了太阳光，因此我们看到的月亮，也就一天比一天圆起来。等到月亮完全走到和太阳相对的一面时，也就是月亮向着地球的这一面全部照到太阳光的时候，我们就看到一个滚圆的月亮，这就是满月，叫做望。

    满月以后，月亮向着地球的这一面，又有一部分慢慢地照不到太阳光了，于是我们看到月亮又开始渐渐地变“瘦”。满月以后七八天，在天空中又只能看到半个月亮了，这就是下弦月。

    下弦月以后，月亮继续“瘦”下去。过了四五天，又只剩下弯弯的一钩了。之后，月亮慢慢地变得完全看不见，新月时期又开始了。

    月亮圆缺的变化，是由于月亮绕着地球运动，它本身又不发光而反射太阳光的结果。

    知识点：月亮、新月、朔、上弦月、满月、望、下弦月

    为什么天上的星星有的亮有的暗

    天上的星星，有的亮有的暗。我们知道，60瓦的电灯比20瓦的电灯亮，是因为它的发光能力强。那么，亮的星星是不是比暗的星星发光能力强呢？实际并非一定如此，决定星星亮度的除了它的发光能力，还有另一个原因，就是星星与我们距离的远近。一般来说，星星离我们越近，看上去就越亮。

    以上是星星的视亮度，也就是看起来的亮度。视亮度用视星等来表示。我们看到的那些最亮的星一般都定为1等星，正常视力的人用肉眼能够勉强看到的最暗星定为6等星。天空中的亮星，可能真的是颗发光能力很强的恒星，但也可能只是因为它离我们特别近，才显得很亮。相反，有些暗星也不一定真暗，尽管它们要通过望远镜才能观测到，但它们的发光能力可能极强，只是由于距离我们太遥远，看起来就显得比较暗。

    为了比较不同恒星的真实发光能力，应该把它们放在与我们距离相同的地方进行比较。这就像赛跑一样，必须站在同一条起跑线上同时起跑。根据国际规定，恒星的这条“起跑线”定为10秒差距，即32.62光年。规定恒星在这个标准距离处的亮度为它的绝对亮度，用绝对星等来表示。

    运动员可以在同一条起跑线上起跑，恒星则无法都挪到10秒差距的距离处，所以，绝对星等都是计算出来的。

    太阳的视亮度是绝对冠军，一旦把它放到比现在远206万多倍远的10秒差距处，它的绝对星等只有+4.8等。按视星等顺序排列的以下这5个天体，如果按绝对星等排列的话，则应该倒个个儿。

    知识点：视宽度、视星等、绝对亮度、绝对星等

    为什么我们感觉不到地球在转动

    我们乘船坐车，很容易觉察出车船在行进，可是为什么我们一点也感觉不到地球在转动呢？地球转动的速度是非常快的，绕太阳公转每秒钟要跑30公里。在赤道上的速度每秒钟达456米，坐地日行八万里，跟车船的速度比起来，真不知快多少哩！

    当我们乘船在江河里航行时，船身在江河中前进，两岸景色后移，觉得船行得很快。如果乘轮船在大海里航行，站在甲板上，海天一色，白浪滔滔，海鸥追逐着行船，仿佛钉在船舷边，那时候，会觉得船行得很慢。原来乘江河里的船时，因为江岸离我们比较近，因此我们看到两岸迅速移动，就意识到船在行进。乘轮船在大海里航行时，水天茫茫，海岸距离较远，于是我们觉得船行得十分迟缓。

    地球这艘宇宙间的“大船”，在运行的轨道旁如果也像江河里的船那样，我们就很容易觉察出地球的转动了。可是地球的质量太大，只有远处的星星这些参照物可以帮我们看出地球转动的行踪。但星星距离我们实在太远了，在短时间里，比如说几分钟、几秒钟里，我们完全感觉不到地球在转动。但不要忘记，我们每天看到的太阳、月亮、星星的东升西落，就是地球转动的结果。

    知识点：地球、转动、运行空间、参照物、距离

    为什么地球是一个扁球

    地球并不是一个标准的圆球。而是一个南北间较短的扁球，赤道的半径比两极的半径大21公里。

    那么地球为什么是一个扁球呢？

    由于地球在自转，地球上每部分都在作圆周运动。这和汽车在转弯时，乘客也都在沿圆周运动一样。经验告诉我们，汽车转弯时，乘客都有向远离圆心方向倾倒的趋势，这种趋势是由于乘客受到惯性离心力的作用，因而也都具有一种离开地轴向外跑的趋势。

    人们经过实践证明，地球上各部分所受惯性离心力的大小，与它离开地轴的距离成正比，也就是说，距离地轴愈远的地方，所受的惯性离心力愈大。赤道部分比两极部分距离地轴远得多，所以赤道部分所受到的惯性离心力要比两极大，就使得地球成为两极稍扁、赤道略鼓的扁球体。

    知识点：地球、扁球、自转、惯性、正比

    为什么天文学家要观测日食和月食

    太阳上发生的一切变化，都和我们的日常生活有着非常密切的关系。例如，太阳大气发生爆炸时，对地球上的天气变化、短波无线电通信等都有剧烈的影响。因此，弄清楚太阳的本质，摸清太阳的脾气是很有意义的。

    要了解它，就要观测它。但是，观测太阳并不是毫无阻碍的。通常我们见到的强烈的太阳光，绝大部分是太阳大气最底层发出的，这一层叫做光球层。太阳大气外层的光很微弱，在地面上观测太阳时，由于地球大气散射太阳光，使天空变得很亮，它完全掩盖了太阳外层大气的光，使我们看不见那里的各种现象。用一般的仪器只能看清楚光球层。

    日全食时，月球遮住了太阳的光，天空变暗了，太阳外层大气的光才显露出来，露出了“庐山真面目”，使我们能看到平时看不见或者看不清楚的现象。

    色球层、日珥、日冕都是太阳外层大气的组成部分。前面谈到的地球上的天气变化、短波无线电通信受干扰，都和它们的活动有密切关系。因此，色球层、日珥、日冕都是天文学家感兴趣的对象。虽然平时在一定条件下也可以观测到色球层、日珥、日冕，但在日全食时，这些现象可以看得特别清楚。这时，进行研究得到的结果非常有价值。所以，每逢发生日全食的时候，科学家们总要千里迢迢地带上许多笨重的仪器，赶到可以见到日全食的地方去进行观测。

    那么为什么要观测月食？天文学家在月全食时，通过研究月球的亮度和颜色，可以判断地球大气上层的成分。月食时测定月面温度的变化，可以帮助研究月球表面的构造。此外，还可以通过月食的过程仔细研究地球和月球的运动规律。相比起来，日食观测要比月食观测更有科学意义。

    知识点：日食、月食、太阳大气、光球层

    为什么夏天晚上看到的星星比冬天的多

    在晴朗的夏夜，我们一抬头，就看到天空繁星密布，总是比冬天晚上的星星多一些。这是什么道理呢？这和我们的银河系有关，因为我们所看到的星星，差不多都是银河系里的星星。

    整个银河系至少有1000亿颗恒星，它们大致分布在一个圆饼状的天空范围里，这个“圆饼”的中央比周围厚一些。光线从“圆饼”的一端跑到另一端要10万年。

    太阳系是银河系里的一员，太阳系所处的位置并不在银河系的中心，而是在距银河系中心约2.5万光年的地方。当我们向银河系中心方向看时，可以看到银河系恒星密集的中心部分和大部分银河系，因此看到的星星就多；向相反的方向看时，看到的只是银河系的边缘部分，看到的星星就少得多。

    地球不停地绕太阳转动，北半球夏季时，地球转到太阳和银河系中心之间，银河系的主要部分——银河带，正好是夜晚出现在我们头顶上的天空；在其他季节里，这段恒星最多最密集的部分，有时是在白天出现，有时是在清晨出现，有时是在黄昏出现，有时它不在天空中央，而是在靠近地平线的地方，这样就不容易看到它。

    所以，在夏天晚上我们看到的星星比冬天晚上看到的要多一些。

    知识点：星、银河系、银河系、冬天、夏天

    为什么天文学上要用光年来计算距离

    日常生活中，我们一般都用厘米、米、千米来作为计算长度的单位。在表示较小距离时，一般用小一点儿的单位；在表示较大距离时，一般用大一点儿的单位。

    天文学上也有用千米作单位的。例如，我们经常说，地球的赤道半径是6378千米，月亮的直径是3476千米，月亮离地球是38万千米，等等。但是，如果拿千米来表示恒星与恒星之间的距离的话，这个单位就显得太小太小了，使用起来很不方便。

    人们发现光的速度最快，1秒钟可以走30万千米（精确数是299792.458千米），光在1年里差不多走10万亿千米，说得精确些，就是94605亿千米。能不能用光在1年里所走的路程——光年，来作为计算天体之间距离的单位呢？当然。现在，天文学家就是用光年来计算天体之间的距离的，光年已经成为天文学上的一个基本单位了。

    如果用光年来表示离地球最近的恒星比邻星与我们的距离，就是4.22光年。再如，牛郎星离我们是16光年，织女星是26.3光年，银河系以外的仙女座星系离我们约220万光年，目前已观测到的离我们最远的天体距离在100亿光年以上，银河系的直径是10万光年，等等。这些都是很难用千米来表示的。

    天文学上还有别的计算距离的单位。有的比光年小，如天文单位，1天文单位就是地球到太阳的平均距离（14960万千米），主要用于计量太阳系范围内天体间的距离；也有比光年大的，如秒差距（1秒差距相当于3.26光年）、千秒差距、兆秒差距等。

    知识点：光年、天文单位、秒差距、方便、远距离

    为什么没有南极星

    北极星的大名无人不知，无人不晓，即使是住在南半球的人，虽然无缘直接看到北极星，但对小熊星座的这颗2等星，也是心驰神往，颇为熟悉的。

    北极星即“小熊”星，由于它离北天极很近，自然被看作北天极的标志而享有盛名。在北半球的人，只要找到了北极星，就找到了正北方向。南天极附近也有类似的这么一颗南极星吗？

    南天极位于南极星座内。南极星座是个很暗的星座，多数是肉眼刚能看到的6等星。有一颗“南极”星，按常理来说，它完全有可能赢得南极星的光荣称号，因为它离南天极的距离与“小熊”星离北天极的距离基本相当，都不足1°。可惜的是“南极”星很暗，亮度只有5.48星等，视力极佳的人也必须定睛细看，仔细辨认，才能把它找到。稍稍有点儿薄云和月亮，它就隐匿不见。这样的一颗星，尽管其实际光度是太阳的7倍，却因其与我们有着120光年的距离，才使它的亮度如此暗淡，而不足以被尊称为南极星。

    南极星座里有没有别的亮些的星可以被称为南极星呢？最亮的“南极”星是3.74星等，这样的亮度与北极星的1.99星等比起来要逊色许多，更遗憾的是它离南天极足足有12.5°，这就很难起到为人们指示南天极准确位置的作用。

    看来，目前还没有南极星的合格候选者，只能虚位以待。有朝一日，全天第二亮星——“船底座”星即老人星，由于岁差现象而逐渐靠近南天极的时候，人们自然会很高兴地给它戴上“南极星”的桂冠。

    知识点：北极星、南极星座、北天极、南天极、老人星

    为什么天空中星座的位置会随时间而变化

    晴朗五月的夜晚，站在空旷的地方，你就会看见繁星闪在深黑的天空里。如果你不断地观看天象，就会发现星星从东方升起，慢慢地掠过天空，再落于西方，正和我们每天所看的太阳的东升西落一样。其实，这也是由于地球自西向东自转的结果。

    我们除了看到星星每天围绕地球自东向西运动之外，每一颗星从地平线升起的时间，每天比前一天提早约4分钟，因而一年内每夜同一时刻，所看见的星星并不相同，星座的位置在渐渐向西边移过去。例如我们所熟悉的猎户星座，12月初，黄昏时分才从东方升起；过了3个月，黄昏刚刚降临，猎户座已闪烁在南方的天空中；可是到了春季快结束时，黄昏时它已经随着太阳同时西落了。

    随季节的进展，星座向西的缓慢运动，是由于地球绕太阳公转的结果。如果我们在白天里也可以看见星星，那么我们就会看见太阳在星座间向东移动，每一天太阳大约向东移动1°，相当于太阳直径两倍那样的距离。这样，一年内它在天球上作了一个所谓“周年视运动”。

    总的来说，星星有两种运动现象：一种是由地球自转引起的周日视运动，造成每天夜里星星东升西落的现象；另一种是由地球公转引起的周年视运动，使星座随季节变化出没，隐显时间也发生相应变化。两者不可混为一谈。

    知识点：星座、周日视运动、周年视运动、自转、公转

    为什么一颗彗星会有几条尾巴

    1986年，鼎鼎大名的哈雷彗星回归时，它的彗尾特别引人注目，很多人都看到它拖着两条以上的尾巴。这是怎么回事呢？

    彗星在它运行的大部分时间内，是没有彗尾的，只有当它运行到离太阳约2天文单位（约3亿千米）左右时，在太阳风和来自太阳光的压力的作用下，从彗头抛出气体和尘埃微粒，才往外延伸而形成彗尾。

    彗尾形状多种多样，可以归纳为三种类型，即I型、II型和III型。I型彗尾主要由带电离子组成的气体形成，又称离子彗尾或气体彗尾。这种彗尾直而细，略带浅浅的蓝色。II型和III型彗尾都是由尘埃组成的，呈淡黄色，统称为尘埃彗尾。它们比I型彗尾更宽些，也更弯曲些。弯曲程度小些的称为II型彗尾，弯曲程度比较大的就是III型彗尾。

    由于彗尾中既有气体又有尘埃，因此，一颗彗星走到离太阳比较近的时候，常常可能同时形成气体彗尾和尘埃彗尾，有两条以上彗尾的彗星，不是件稀罕的事。1986年2月，哈雷彗星经过轨道近日前后的一段日子里，它的尾巴的形态显得多姿多彩、富有变化，就是这个原因。

    有时，彗星的气体彗尾和尘埃彗尾会发展成为连续的一片，好像一把“大扫帚”倒挂在天空中。1976年，威斯特彗星经过轨道近日点时，就向人们展示了这一奇特的现象。

    到目前为止，人们观测到的彗尾最多的彗星分别出现在1744年和1825年。前者是一位瑞士天文学家看到的，一颗彗星拖着六条尾巴；后者是有人在澳大利亚观测到的，一颗彗星拖了五条尾巴。彗星常常会有两条以上的彗尾是可以肯定的，天文学家往往还能从彗星照片上，发现肉眼无法辨认的暗淡彗尾。

    知识点：彗星、彗尾、气体、尘埃

    为什么有些恒星的亮度会变化

    1956年，一位天文爱好者在观测恒星时，发现鲸鱼座一颗3等星逐渐变暗，暗至肉眼已看不见了。过了一年，这颗星又重新出现，这种亮度会变化的星称为变星。

    变星共分三大类。第一类是食变星，实际上是互相绕转的双星，当较暗的星转到前面挡住较亮的星时，我们就看到星变暗了；互不遮挡时，看上去就变亮了。这一类变星的亮度变化是两星交会引起的，恒星本身的物理状态没有变化，这类变星也称为食双星。

    第二类称为脉动变星，它们的亮度周期性地发生变化。一般来说，光变周期长的变星亮度变化大，光变周期短的亮度变化小。如上面提到的鲸鱼座变星，光变周期为300多天，最亮和最暗时亮度要相差上千倍。造父变星也是脉动变星的一种，天文学家常用它来测定天体的距离。

    第三类称为不规则变星，它们的亮度变化完全没有规律，或者规律不十分确定。新星和超新星也属于这一类变星。

    现在已经知道变星是恒星演化到一定阶段的标志。一般说来，当恒星处于主序星阶段时比较稳定，当恒星演化到主序星阶段之前或之后都会出现不稳定性，它的亮度就会发生变化，成为变星。

    随着观测技术的进展，已发现越来越多的恒星都有不同程度的变化。太阳是一颗主序星，它是比较稳定的，但是在太阳上仍有太阳黑子、耀斑等活动区存在。因此变星是普遍的，只是在大部分情况下，很难用肉眼发现它们的亮度变化罢了。

    知识点：变星、食变星、食双星、脉动变星、不规则变星

    为什么患近视的人也能当航天员

    要回答这个问题，首先要介绍一下航天员是由哪些人组成的。

    构成航天员队伍的有三类人员：一是载人航天器的驾驶员，负责在宇宙航行中操纵驾驶航天器；二是飞行任务专家，负责航天器在飞行中的维修，完成飞行中对卫星或探测器的施放和修理，还要到舱外执行某些特殊任务；三是载荷专家，他们就是到太空中进行科学实验的科学家和工程师。前两类航天员是职业的，而后一类航天员是非职业的，只有担负与自己专业有关的任务时才登上太空。

    航天员的挑选是十分严格的，通常是从喷气式飞机的驾驶员中选拔，可谓是千里挑一，所以对身体的要求也极为苛刻，当然患有近视的人是不可能入选的。

    随着航天技术的发展，宇宙飞船和航天飞机频频进出太空，载人航天的活动次数也越来越多，空间站已成为人类在太空停留的重要场所。因此，今后会有越来越多的人进入太空进行探测工作。

    据统计，全世界需要矫正视力的人高达48%（主要是近视眼），而患近视眼的人在科学家和工程师中所占的比例较大。如果戴着眼镜上太空，那是很不方便和不安全的，但把他们统统排除在航天员之外，又是一个很大的损失。出路在哪里呢？

    用隐形眼镜可以解决这个问题。国外已经让航天员戴上隐形眼镜，作过模拟上天的试验，都没有出现不良反应，并公认隐形眼镜是矫正航天员视力的理想用品。

    这样，不仅科学家和工程师上天可以不受视力上的限制，普通的太空游客也可以戴上隐形眼镜去太空参观了。

    知识点：航天员、近视眼、隐形眼镜

    为什么人造卫星可以成为重要的军事工具

    地面无线电短波通迅是靠高空电离层的反射来实现的。但是，人们逐渐发现，在某些特殊的情况下，如太阳活动剧烈的时候，电离层会受到突然“骚扰”，这就会使得短波无线电讯号立即变得衰弱甚至完全中断，其时间短则几分钟，长则可达一小时左右。

    这种通讯中断现象在军事上影响很大。例如：作战一方如果利用这种机会进行突然袭击，另一方的反击行动就会由于通讯中断而得不到很紧密的组织和有机的配合而遭受损失。用什么措施来预防短波通讯中断现象的发生呢？利用卫星作为通讯工具便是有效的措施之一。人造卫星可以作为通讯的中继站来转播无线电波，所以用人造卫星建立起来的通讯网，即使在战时，也可以不受电离层的干扰而畅通无阻。

    同时，如果在卫星上装有特殊的照相机和录像机，它就可以仔细地拍摄地形，侦察军事基地，并将这些地方的位置精确测量出来，然后再把资料用无线电波传送到地面。

    如果在卫星上附设一些仪器，如红外线传感器、X射线侦察器等，就可以用来辨别导弹的发射，作为空中警戒站，也可用来观察高空的核爆炸情况。另外，在卫星上也可以装主动武器，如导弹、核武器等。

    知识点：短波通讯、中断、卫星、警戒站

    为什么人造卫星发射时穿过大气层不会烧掉

    为什么流星穿过大气层被烧掉，而人造卫星发射时也穿过大气层，却没有被烧掉呢？

    流星穿过大气层前，本身就具有一定的速度。在地球强大的吸引力作用下，流星越靠近地球，地球对它的引力就越大，因此它的速度迅速地提高，最后能达到每秒20—70公里。流星以这么高的速度在大气层运动，受到了巨大的摩擦力，使流星的温度达到几千度，足以烧掉流星。

    人造卫星发射前，相对于地球的速度为零，在发射过程中还要不断克服地球的引力，开始的速度很慢，以后逐渐提高。在现代技术条件下，第一级火箭发动结束后才提高到每秒二三公里。这时卫星已经离地面50到100公里高，那里的大气密度还没有地面的千分之一。当卫星进入轨道时，速度达到每秒钟7.9公里。可是由于高度更高，大气更加稀薄了。在人造卫星发射过程中，虽然由于空气摩擦而产生的温度相当高，但比流星穿进大气层时的温度要低得多，所以不会被烧掉。但尽管这样，还是要用耐高温的合金来做火箭的外壳。为了减少人造卫星与大气层的摩擦，还采取了下面的措施：

    卫星和火箭的联结总体的外壳，要造得尽量光滑，以减少大气的阻力。与前进方向垂直的火箭横截面越大，受到的阻力就越大，因此火箭要做成细长的。发射卫星时，为了尽快脱离浓密的低层大气，一般采用垂直于地面，或基本垂直于地面向上发射的方法。

    人造卫星发射穿过大气层时不使其烧掉的是这些办法，那么宇宙飞船返回地球穿过大气层时用什么方法不让它烧掉呢？一般都用以下方法：当飞船返回地球将要进入大气层时，飞船向前进的方向喷气，就像喷气式飞机那样，不过是向前喷，不是向后喷，使飞船的速度减慢。因此，当它进入大气层时，不是像一块石头那样笔直地从几百公里的高空直冲下来，而是逐渐转成了一个弧形很大的下降轨道，斜着飞下来，一般要绕着地球飞行半圈以后，再打开强大的降落伞，这时飞船就可以缓慢而安全地落到地面了。

    知识点：人造卫星、摩擦、温度、合金、垂直

    为什么卫星可以预报地震

    地震是人类自古以来不可躲避的自然灾难。由于地震的起因和前兆非常复杂，因此，地震预报始终是世界性的难题。

    科学家发现，地震前在震中区周围会出现温度异常等震兆。震前由于岩石圈板块相互作用，应力不断积累，当超过岩石圈强度时，就会发生微裂隙，原储存在岩石圈内的气体，特别是温室气体，会沿着已有的裂缝溢出地面，受到太阳辐射和自身辐射，导致该地区温度增高。或者带电的微粒子从岩石圈深处渗出地表，这些带电微粒子在低空处造成电场异常，激发温室气体，使温度比正常增高几度。

    当今，不少安装有遥感仪器的气象卫星上，都有红外扫描仪，它的扫描宽度有上千千米，所测地面、水面及各种界面上的温度精度可达0.5℃。借助大型计算机及图像处理机，能在30分钟内处理好一幅地球表面的温度图像，为迅速判别震兆温度异常提供了有利条件，并为卫星的应用开辟了新的领域。

    不过由于地表增温的原因很多，要正确区分出真正临震前的异常增温，还有很多问题尚待解决。

    知识点：地震、地震预报、卫星遥感

    为什么卫星可以减灾防灾

    世界上时时刻刻都在发生各种各样的自然灾害。最常见的灾害有台风、洪水、地震、干旱、火灾等。然而，人类利用先进的卫星遥感技术，可以防止或减小这些自然灾害造成的损失。

    1987年5月，我国东北大兴安岭地区发生了一场森林大火，在天上巡游的“环境减灾”卫星成功地监测到这一信息，为及时扑灭大火创造了有利的条件。我国的南方大部分地区经常发生严重水灾，又是卫星提供了水灾淹没面积的准确估计，为救灾工作找到了依据。卫星作为防灾减灾的哨兵，发挥了有效的作用。目前，人类已经利用气象卫星、资源卫星、通信卫星、导航卫星等进行了大量的减灾活动，取得了良好的效果。此外，许多国家都在研制并试验一种新的减灾卫星，即使同一颗卫星集对地观测、通信、导航等功能于一身，实现了救险防灾的目的。

    气象卫星是防灾的先锋。对于自然灾害等变化的环境观测，除了要求具有一定的空间分辨率以外，还要能够在较短的时间内对地面进行重复观测。现有的遥感卫星中，气象卫星，特别是地球静止气象卫星，能够不间断地对大气现象进行观测，有效地防治自然灾害。

    雷达卫星可以穿云透雨，它主动发出一定频率的电磁波，并接收目标对它的反射和散射的回波，形成图像。因此，雷达卫星是一种十分重要的监测手段，特别是在常伴有阴雨天气的洪涝季节更是大有用途。

    卫星的最大防灾本领，莫过于监测地球上的陆地、海洋和大气层，创造良好的生态环境、使人类免遭各种自然灾害之苦。如今，各种专门的减灾卫星被广泛应用。我国利用自己的返回式卫星和气象卫星，在防灾、抗灾、救灾和治理灾害方面取得了一定成绩。

    知识点：人造卫星、减灾卫星、气象卫星、雷达卫星

    为什么天文台的观测室大多是圆顶结构

    一般房屋的屋顶，不是平的就是斜坡形的，唯独天文台的屋顶与众不同，远远看去，银白色的圆形屋顶好像一个大馒头，在阳光照耀之下十分醒目。

    为什么天文台要造成圆顶结构呢？难道是为了好看吗？不，天文台的圆顶完全不是为了好看，而是有它特殊的用途。

    我们看到的这些银白色的圆顶房屋，实际上是天文台的观测室，它的屋顶呈半圆球形。走近一看，半圆球上还有一条宽宽的裂缝，从屋顶的最高处一直裂开到屋檐的地方。再走进屋子里一看，裂缝原来是一个巨大的天窗，庞大的天文望远镜就通过这个天窗指向辽阔的太空。

    将天文台观测室设计成半圆球形，是为了便于观测。在天文台里，人们是通过天文望远镜来观测太空的，天文望远镜做得非常庞大，不能随便移动。而观测的目标，却分布在天空的各个方向。如果采用普通的屋顶，就很难使望远镜随意指向任何方向上的目标。天文台的屋顶造成圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统，使观测研究十分方便。这样，用天文望远镜进行观测时，只要转动圆形屋顶，把天窗转到要观测的方向，望远镜也随之转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。

    在不用的时候，只要把圆顶上的天窗关起来，就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。当然，并不是所有的天文台的观测室都要做成圆形屋顶，有些天文观测只要对准南北方向进行，观测室就可以造成长方形或方形的，在屋顶中央开一条长条形天窗，天文望远镜就可以进行工作了。

    知识点：天文台、天文观测、天文望远镜

    为什么天文台大多设在山上

    天文台主要是进行天文观测和研究的机构，世界各国天文台大多设在山上。

    我国的天文台也大多设在山上。如紫金山天文台，它就设立在南京城外东北的紫金山上，海拔267米。北京天文台设有5个观测站，其中兴隆观测站海拔约940米，密云观测站海拔约150米。上海天文台在余山的工作站，海拔也有98米。云南天文台在昆明市的东郊，海拔为2020米。

    天文台的主要工作是用天文望远镜观测星星。星星离我们都非常遥远，一般的恒星离我们都在几十万亿千米以外，离我们最近的天体——月亮，距离地球也有38万多千米。地球上的高山一般只有几千米高，缩短这么一小段距离，显然是微不足道的。

    由于地球被一层大气包围着，星光要通过大气才能到达天文望远镜。大气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动等，对天文观测都有影响。尤其在大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星。在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，情况要好些，但是还不能避免这些影响。

    越高的地方，空气越稀薄，烟雾、尘埃和水蒸气越少，影响就越小，所以天文台大多设在山上。现在，世界上公认的三个最佳天文台台址都设在高山之巅，它们分别在夏威夷莫纳凯亚山山顶，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米；大西洋加那利群岛中2426米高的山顶。

    知识点：天文台、天文观测、大气、微粒

    为什么天文学家要给星星拍照

    拍照可以给我们留下美好的回忆和永久的纪念，那么天文学家为什么要给天上的星星拍照呢？原来，有很多天文现象瞬息突变，像超新星能在几天之内光度突然增加到原来光度的千万倍以上，又如流星在天空中一划而过，几秒钟就消逝；有些天文现象极其罕见，像日全食在一个地方平均要相隔200—300年才出现一次，而且一次最长不过几分钟时间，又如亮的彗星，要几十年甚至更长时间才碰上一次。这些天象如果不拍下照片，长期保存，单凭人们的印象和记录，就很少有科学价值。

    天文现象的另一个特点是星光暗淡，在观测恒星光谱时，需将这点微弱的星光分散在一条谱带上，若要用眼睛直接看清每条谱线，是很困难的。如果通过天文望远镜拍下照片，星光虽弱，但底片感光有积累作用，加长曝光时间就可以弥补这一不足。给星星拍照还有一个好处，就是它能拍到紫外线和红外线部分，超出了肉眼的可见范围，这样就扩大了我们观测恒星光谱的范围。

    天空中繁星点点，因此，天文学家在绘星图、编星表时，用给星星拍照的方法，既客观又准确。若用目视方法测绘上千万颗星的位置，实在是难以想象。所以，给星星拍照是天文观测中不可缺少的重要办法。现代天文学中的重要发现，与此密不可分。

    给星星拍照和我们一般拍照不大一样。一般在拍人、拍景时，“咔嚓”一声，一张照片就拍好，曝光时间很短，只有几百分之一秒或几十分之一秒。而给星星拍照则需几分钟乃至几小时，曝光时间长是天文照相的一个特点。其次，天文台大都使用玻璃底片——干片，因为天文台需要进行精密测量，比如测谱线的波长或测星星的相对位置，都要精确到万分之一毫米，使用玻璃底片就不会变形。

    当今数码照相机正在崛起，原理与数码相机基本相同的天文观测设备，也正在逐步取代原始的天文照相术，但它们的工作目的还是一样的，只是“拍照”的效果更好。

    知识点：天文观测、照相、光谱、科学价值

    为什么在南极和北极半年是白天，半年是夜晚

    地球在围绕太阳旋转的时候，地球的自转轴并不和公转的轨道平面（称为黄道面）垂直，它们相交成66.5度的角度。

    每年春分，太阳直射地球的赤道。然后地球渐渐移动，到了夏天，日光直射到北半球来。过后到了秋分，太阳再直射赤道。到了冬季，太阳又直射南半球去了。在夏季这段时间，北极地区全天在日光照耀之下，不会进入地球上未被阳光照到的暗半球内，一连几个月看见太阳悬挂在天空。直到秋分以后，阳光直射到南半球去，北极进入了地球的暗半球里，漫漫长夜方才降临。在整个冬季，日光一直不能照到北极。半年以后，等到春分，太阳才重新露面。所以北极半年是白昼（从春分到秋分），另半年是黑夜（从秋分到春分）。

    同样的道理，南极也是半年白昼，半年黑夜。只不过时间和北极正好相反。北极白昼的时候，南极是黑夜。北极黑夜的时候，南极是白昼。

    实际上，由于大气折射的影响，太阳还在地平线下面半度左右的时候，日光就已经照射到地面上来。因此，北极在春分前两三天，太阳光就已经照到地面了。而秋分之后，也要过两三天太阳才完全隐没下去。所以北极的白昼要比半年长一些。同样的道理，南极的白昼也是半年多一点。不过，由于地球公转轨道不是正圆形，北极的白昼，比南极的还要略长一些。

    正因为如此，在每年的春分和秋分前后几天，在南极和北极，同时都可看见太阳，过着共同的白昼。相反的，在一年中的其他时间里，南极和北极从来不会同时出现黑夜。

    知识点：白昼、黑夜、南极、北极、大气折射

    为什么在使用公历的同时还要用农历

    我国现在使用的历法有两种，一种是国际上通用的公历，也叫阳历；另一种是我国特有的农历，又称夏历。

    公历起源于古代埃及。地球绕太阳公转一周的时间，即一个回归年的长度是365天5小时48分46秒。为了日常生活的方便，1年所包含的日数应为整数，因此公历取365天为1年，然后再采取置闰的方法来与回归年的长度保持一致。公历的置闰方法，使得它的历年平均长度非常接近回归年的实际长度。因此，公历能够把寒来暑往、季节交替非常准确地反映出来。

    农历实际上是一种阴阳历，它是兼顾月相变化和回归年两个周期而编制的历法。首先，它以月相变化一周的时间作为月的标准，这样1个月的平均长度是29日12时44分2.8秒，农历取29日为1小月，30日为1大月，12个月共354或355日。为了使它的历年长度尽量与回归年长度一致，采用置闰月的办法，有闰月的年份包含13个月。这样一来，农历每年也与季节交替周期相近，并且农历每月与月亮盈亏周期相符。这就是说，它的年和月两个单位，都具有各自确定的天文意义。

    农历还有一个特点，就是设置了二十四节气。节气是根据地球绕太阳的公转运动确定的，地球在公转轨道上，每前进15°就算是1个节气。这样，地球1年绕太阳一圈360°，就有24个节气。这样看来，节气和阳历一样，都是以地球绕太阳公转为依据。节气在阳历中的日期都很固定。例如，春分都集中在阳历的3月20日、21日、22日这三天；秋分则集中在9月23日、24日这两天。据史书记载，自战国时代以来，我国农民就开始根据二十四节气来安排农业生产。

    为什么我们在使用公历的同时还要使用农历呢？

    农业生产与二十四节气的密切关系是原因之—。其次，农历的月是一个朔望周期，航海和渔业、盐业等一些部门的生产活动都离不开它。

    农历在我国已经有数千年的历史了，特别是农历中的一些节日，例如春节、元宵节、清明节、端午节、中秋节、重阳节等等，早已成为我国传统的节日，这也是目前我们仍然使用农历的原因之一。

    知识点：公历、农历、二十四节气

    为什么下半夜看到的流星比上半夜多

    我们看到的流星，有时多有时少，如果仔细观测，就会发现下半夜看到的流星比上半夜多。这是什么缘故呢？

    在一般情况下，流星体在地球周围空间的分布是均匀的，运动速度的大小和方向各不相同。假如地球没有公转和自转，静止在天空，那么，从各个方向闯进来的流星数目应该大致相等。

    由于地球以约30千米/秒的速度绕着太阳公转，这就造成了不同时候出现的流星数目也不相同了。

    上半夜，观测者背向地球公转的前进方向所能看到的流星，是那些运动速度比地球公转速度大，并赶上地球闯入大气层的流星体造成的。而在下半夜，观测者面向地球公转的前进方向，这时，地球追上的流星体，或者迎面来的流星体，一旦闯进大气层，都能造成流星现象，所以看到的流星比较多。尤其是接近黎明的时候，遇到的流星最多。从黎明到中午这段时间中，流星同样比较多，但因为是白天，阳光比较强，天空很亮，所以用肉眼和光学望远镜看不到流星。

    知识点：流星、流星体、地球公转

    为什么会出现狮子座流星雨

    你看见过流星雨吗？

    在1833年11月17日夜晚，盛大的狮子座流星雨景象十分壮观：流星像暴风雨般持续不断地从狮子座朝四面八方辐射开来，一连好几个小时，最多时每小时出现10万颗流星。有人估计，那天晚上出现的流星至少有20万—30万颗。

    从历史上狮子座出现第一次流星雨极盛算起，一共有15次，它们出现的年份是：公元902年、931年、934年、1002年、1101年、1202年、1366年、1533年、1602年、1698年、1766年、1799年、1833年、1866年以及1966年。从上面的记录可估算出狮子座流星雨极盛周期基本上是33—35年。当然，其中也有不按规律的例子。

    那么，为什么极盛周期会是33—35年或是它的倍数？

    这就必须提到与狮子座流星雨联系在一起的1866年出现的“18661”大彗星了。这颗被命名为“坦普尔—特塔尔”的彗星的公转周期平均是32.9年，在它环绕太阳运动的过程中，除了将残余物质散布在轨道各处，形成狮子座流星群之外，特别密集在其运行轨道的一个比较窄的地段内。地球在每年11月中旬穿越“18661”彗星和狮子座流星群的轨道，但由于“18661”彗星的公转周期是33年左右，地球不会每次都遇上那个密集区，而是每隔33年左右遭遇一次。这就是说，每年11月17日前后，狮子座流星群只有少量流星，而每隔33年左右，会有一次盛大表演。

    从近几年狮子座流星雨的情况来看，流星数远没有预报的那么多。据计算，2029年，狮子座流星雨的母体坦普尔一特塔尔彗星与木星相距很近时，有可能在木星巨大引力的作用下，偏离原来轨道。这样的话，狮子座流星雨将会在不久的将来消失。

    知识点：狮子座流星雨、彗星、轨道

    为什么火星看上去是红色的

    火星，似火一般在夜空发出火红色的光芒。从望远镜中看去，火星宛若一团燃烧的火球。这一现象曾一直使古人迷惑难解，因此在中国古代，人们把这颗火红的星星称为“荧惑”。荧就是荧荧似火的意思。

    那么，火星为什么会呈火红色呢？

    大家知道，火星是太阳系八大行星之一，行星是不会发光的，我们所看到火星火红的颜色是它反射太阳光的结果。

    据研究，火星表面的岩石含有较多的铁质。当这些岩石受到风化作用而成为砂尘时，其中的铁质也被氧化成为红色的氧化铁。由于火星表面非常干燥，没有液态水的存在，这使火星上的砂尘极易在风的驱动下到处飞扬，甚至发展成覆盖全球的尘暴。1971年，当“水手9号”空间探测器飞临火星上空时，就曾观测到一次巨大的尘暴，尘暴先是从南半球开始，然后扩展到北半球，把整个行星都笼罩在尘埃之中。尘暴持续了几个月之久，大气中的砂尘才逐渐沉落，使火星表面恢复原来的状况。正是这种反复发作的尘暴，使火星表面几乎到处都覆盖着厚厚的氧化铁砂尘，结果火星表面便呈现出红色的面貌。在太阳光的照射下，火星在夜空中荧荧似火，发出火红色的光芒。

    知识点：火星、火星尘暴、氧化碳

    为什么人类要多次探测火星

    在太阳系的八大行星中，火星和地球在许多地方十分相似：火星自转一周是24.66小时，昼夜只比地球上的一天多40分钟；火星自转倾斜角也和地球相近，所以火星上也有春夏秋冬四季的气候变化；火星上还有大气层。

    1877年，意大利天文学家斯基帕雷用望远镜发现火星上有许多细长的暗线和暗区，他把暗线称为“水道”。有人干脆把“水道”翻译成英语的“运河”，暗区就成了“湖泊”。有运河就有智慧生命的大规模活动。于是，一个世纪以来，有关这颗红色星球上的火星人和火星生命的传说、猜测和探测不断出现。眼见为实，只有对火星进行逼近观测，才能彻底解开这些谜。20世纪50年代后，人类就开始了利用航天技术探测火星的努力。

    早在1962年和1965年，前苏联和美国分别发射了“火星1号”和“水手4号”探测器，并首次给火星拍照。

    1969年，“水手6号”和“水手7号”探测器观测了火星南极，并且发现火星大气中的二氧化氮含量高达95%。

    1972年，“水手9号”探测器拍摄了7000多张火星照片，这些照片显示了火星表面70%区域中的峡谷、火山和干涸的河床。

    1974年，前苏联发射的“火星5号”首次拍摄了火星的彩色照片。

    “水手”系列探测器拍摄的大量照片表明，火星上根本没有运河。

    那么，火星上究竟有没有生命呢？这必须对火星作进一步的了解，除了逼近观测外，还必须作着陆探测。

    1996年12月，美国发射“火星探路者”探测器。1997年7月4日，“火星探路者”经过7个月的旅行，行程4.94亿千米，终于来到火星，并成功地在火星上的阿瑞斯平原着陆，同时向人类发回了1.6万张照片。这是美国航天局跨世纪的一系列火星轨道和着陆探测计划的开始。

    1996年11月，美国发射“火星全球勘探者”飞船。“火星全球勘探者”在1997年9月进入火星轨道，这是人类成功地送入火星的第一个轨道器。

    “火星探路者”终于找到了一些支持“火星生命说”的证据，从它发回的1.6万张照片中科学家发现，几十亿年前，火星的阿瑞斯平原曾发生过大洪水，而现在的火星可能与地球一样有晨雾，说明火星上有水，有水就可能有生命。而研究结果证实地球上的一块编号为“ALH84001”的陨星，可能来自火星，而美国航天局的科学家宣布，他们在这块陨星中发现了可能存在原始生命的证据。这一研究仍在继续。

    知识点：火星探测、“火星探路者”、“火星全球勘探者”

    为什么太阳系中会有那么多小行星

    太阳系里有什么？一位天文学家曾巧妙地回答说：“一小簇大行星，一大簇小行星。”这句话的确抓住了问题的核心。太阳系中已经发现的大行星只有8颗，而从1801年发现第一颗小行星，到20世纪90年代末，已登记在册和编了号的小行星已超过8000颗，还有更多的小行星有待进一步的证实。

    大行星的这些“小兄弟”究竟有多少呢？据统计，总数当在50万颗左右。其中的绝大多数都在火星与木星轨道之间运行，与太阳的距离集中在2.06—3.65天文单位。太阳系的这部分区域被称为“小行星带”。

    为什么在火星和木星轨道之间，聚集着那么多小行星呢？

    这个问题摆在天文学家面前已经有一二百年了，但迄今还没有普遍承认的定论。

    常提到的是一种“爆炸说”，它认为：小行星带内原先是有一颗与地球、火星不相上下的大行星，后来，由于某种原因，这颗大行星发生了爆炸，炸裂的碎片就成了现在的小行星。但是，究竟从哪里来那么大的能量，居然能使整个大行星炸得粉身碎骨？炸飞的碎块又怎么能恰好集中在的小行星带内呢？

    有人提出了另外的观点，认为原来这部分空间存在着直径都在几百千米以下的小行星，它们在长期绕日运动过程中，难免会相互靠近，发生碰撞甚至多次碰撞，于是就产生了现在这样大小不等、形状各异的众多小行星。碰撞说也有不能自圆其说的地方，如果有几十个那么大的天体在火星和木星的轨道间运动，就像是太平洋里有几条鱼在游动，哪来那么多碰撞机会呢？

    现代比较流行的观点是所谓的“半成品说”，大意是：在原始星云开始形成太阳系天体的初期，由于木星的摄取和其他一些未知因素，使得这部分空间内本来就不多的物质更进一步减少，这样，这些物质无法形成大行星，只能成为现在的“半成品”——小行星。

    有关小行星的问题，虽然一时还没有解决，但天文学家已经认识到，研究小行星对于我们弄清太阳系的起源问题是多么重要！

    知识点：小行星、小行星带、爆炸说、半成品说

    为什么火箭发射采用倒数计时

    1927年，一批早期的宇航爱好者在德国成立了宇宙航行协会。不久，他们接受了为一部科幻电影《月里嫦娥》制造一枚真实火箭的任务。但由于缺乏经验，这枚真实的火箭始终未能制造出来，反而是制片商把一枚模型火箭先制造出来了。在拍摄影片的过程中，为了发射模型火箭，导演弗里茨·兰首创了倒数计时的发射程序。这种计时程序，既符合火箭发射规律和人们的习惯，又能清楚地表示火箭发射的准备时间在逐渐减少。

    10分钟准备，5分钟准备……1分钟准备，直到发射前10秒钟，而后是10、9、8……3、2、1，起飞！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。

    电影成为这种发射模式的先导。之后，德国在20世纪30年代制成第一枚试验火箭，随后研制“V—2”火箭时，都采用这种倒数计时的发射程序。40年代以后，美国和俄罗斯研制的火箭和导弹，发射时也都采用了这种程序。它把火箭在起飞前的各种动作按时间程序化，既严格又科学，真是“万无一失”。

    现在，世界各国的火箭、导弹和航天飞机的发射，自然就一直沿用这种倒数计时程序了。

    知识点：火箭发射、倒计时、发射程序

    为什么一枚火箭可以发射多颗卫星

    发射卫星的传统方式是用一枚火箭发射一颗卫星。而用一枚火箭同时发射多颗卫星进入轨道，则是一种先进的航天发射技术。因为准备一次火箭发射，需要耗资数千万元和历时数年，工作量相当大，涉及范围也十分广，而且每次发射难免要承担一定的风险。一箭多星就能以较少的代价取得较多的效益，所以它从一个方面代表了一个国家航天技术的新水平。

    一箭多星技术一般采用两种发射方式，其一是将多颗卫星一次投放，进入一条近似相同的运行轨道，卫星之间相距一定的距离；其二是利用多次起动运载火箭的末级发动机，分次分批地投放卫星，使各颗卫星分别进入不同的运行轨道。显然，后者的技术更为高超。为了实现一箭多星，需要解决许多技术关键。首先是要提高火箭的运载能力，以便把质量更大的数颗卫星送入轨道；其次是需要掌握稳定可靠的“星箭分离”技术，做到万无一失。运载火箭在最后的飞行路线和确定最佳分离时刻，使多颗卫星在各自的轨道上“就位”。另外，还必须考虑运载火箭装载多颗卫星难以稳定，多颗卫星和火箭在飞行中，所载的电子设备可能会发生无线电干扰等特殊问题。

    最早实现一箭多星技术的是美国。1960年，美国率先应用一枚火箭成功发射了两颗卫星。1961年，又实现了一箭三星。俄罗斯也多次用一枚火箭发射多颗卫星。我国于1981年9月20日开始，用“风暴1号”火箭发射三颗科学试验卫星，成为世界上第四个掌握一箭多星的技术的国家。印度于2011年完成了一箭十星、一箭七星的发射，成为世界上第五个掌握一箭多星的国家。一箭多星的发射成功，标志着运载火箭能力的提高，也标志着发射技术上的新突破。

    知识点：卫星发射、一箭多星、星箭分离技术

    为什么要制造和发射小卫星

    当今地球的上空，越来越多地出现了小卫星，成为一道新的风景线。所谓小卫星，是指质量在500千克以下而功能与同类型大卫星相当的卫星。

    微电子、微机械、新材料和新工艺等高新技术的发展，可以使卫星的体积、质量大大减小，而性能仍保持较高的水平。如美国一种名叫“观测镜”的侦察卫星，质量仅为200—300千克，在700千米轨道高度，对地面目标的分辨率达到1米，成像带宽度达15千米，工作寿命5年，功能已经相当于过去的大型侦察卫星了。

    现代小卫星具有很多优点：首先是它的研制周期短，一般不超过两年，而大卫星通常要七八年；其次是小卫星的发射方式灵活，既能由小运载火箭单独发射，也可以随同别的卫星一起发射，或用一枚火箭发射多颗小卫星；最后是成本低，性能高，小卫星可批量在流水线上生产，单颗卫星的价格大大下降，而发射费用也较为低廉。

    21世纪，航天技术对经济和军事的发展起着举足轻重的作用，卫星在体积和质量上将向大型化和小型化两极发展。发展中的中国小卫星是中国航天年轻的主力军，它将在各项应用领城以更好的技术服务于国家和人民。我国现代小卫星已通过国际合作、参与竞标的多种形式活跃在国际航天的舞台上，向世界展示了我国航天小卫星的先进形象。从2001年到2006年的五年内，我国航天已连续发射成功海洋一号、实践六号、试验二号、创新一号以及地球双星探测卫星等多颗高性能现代小卫星，标志着我国已具备开展高质量科学卫星的能力。

    除应用于军事外，小卫星在民用领域也有广阔的应用前景。截至2005年，我国研制并成功发射了68颗不同类型的人造卫星，4艘无人试验飞船，2艘载人飞船，拓展了航天器的制造领域。

    知识点：小卫星、试验二号、实践六号

    为什么航天员要穿航天服

    去太空旅行的航天员都要带上一件航天服，那是为了适应太空环境的需要。太空环境十分险恶，大大小小陨星的袭击，常常令航天员猝不及防；高空的辐射，会危害人体的细胞膜，干扰或终止细胞的抗疾病功能；还有太空中充斥着人类遗弃在那里的太空垃圾，对航天员的生命也是一种威胁。为此，航天员需要严格的保护措施，才能去太空工作。

    航天服是一种高科技的产品。它的作用除了防御来自太空的侵袭以外，还有一套生命保障系统和通信系统。它能帮助航天员适应太空中温度的急剧变化，使航天员有合适的温度、氧气和压力，如同在地面上一样舒适；在太空行走时，可以方便地与航天器上的航天员通话联系。

    航天服的设计者，可谓精心而周全。航天服一般至少有5层。与皮肤接触的贴身内衣又轻又软，富有弹性，通气又传热，内衣上安有辐射计量计，以监测环境中各种高能射线的剂量。内衣上的腰带，具有生理监测系统，可随时测定心率、体温。

    第二层是液温调节服。衣服上排列着大量的聚氯乙烯细管，调节温度的液体通过细管流动，温度的高低可由航天员自己控制，有3个温度档次可供选择。

    第三层是有橡胶密封的加压层。层内充满了具有相当于一个大气压的空气，保障了航天员处于正常的压力环境，不致因压力过低或过高而危及生命。

    第四层是一个约束层。它把充气的第三层约束成一定的衣服外形，同时也协助最外一层抗御陨星的袭击。

    最外一层通常用玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维制成。它具有很高的强度，能抵御陨星的袭击，还具有防宇宙辐射的功能。

    这样复杂的一件航天服，它的制作代价当然十分的昂贵，大约一件在300万美元以上。航天服一般很重，虽然在设计中，为了方便航天员的行动，关节部位有较高的灵活性，可是，穿着航天服对航天员来说仍是一个沉重的负担。

    知识点：太空环境、航天服、高科技产品

    为什么在太空中会发生失重现象

    地球上的一切物体都受到地球的万有引力，这称为重力。重力的大小随着高度的增加而迅速减小。航天器在环绕地球运行或在行星际空间轨道上飞行时，它们远离地球和其他星球，自然处于失去重力的状态，这就是失重。当然，失重并非绝对没有重力，只不过重力非常微小，所以失重也常称做微重力。

    失重是太空环境一个十分重要的特性。

    在失重状态下，人体和其他物体受到很小力的作用时就会飘起来。利用失重，能在太空进行某些地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工，例如生产高纯度大单晶硅，制造超纯度金属和超导合金以及制造特殊的生物药品等。

    失重为在太空中组装结构庞大的航天器（空间站、太空太阳能电站等）提供了有利条件。

    当然，失重也会对人体有一定的伤害，这主要是指航天员会患上航天运动病。这种病的典型特征是脸色苍白、出冷汗、恶心呕吐，有时还会出现唾液增加、上腹部不适、嗜睡、头痛、食欲不振和飘飘然的错觉。长期失重还会导致人体骨质疏松和肌肉萎缩。为了防止和减缓航天运动病，首先要在地面上就加强航天员的训练，增强体质；另外是在太空中重视体育锻炼，我们在电视上收看有关航天活动的实况录像时，经常可以看到，太空中的航天员正在运动器械上活动身体呢。

    知识点：重力、失重、航天运动病

    为什么在太空中会发生超重现象

    在载人航天活动中，超重现象主要发生在航天器的发射和返回过程中。为了把航天器送入太空，一般都采用多级运载火箭。在第一级火箭开始燃烧时，由于整个火箭的自身重力很大，加速度是很小的，看上去是徐徐上升。随着燃料的消耗，火箭重力逐渐减轻，加速度值逐渐加大，直到第一级火箭燃料耗尽，燃烧停止；接着是第二级火箭开始燃烧，重复上述过程；最后是第三级火箭的燃烧和加速。经过这样三次的加速过程，一般可把载人航天器加速到第一宇宙速度（7.9千米/秒），进入绕地球的太空轨道。在这个加速过程中，载人航天器上的设备和其中的航天员，自身的重力都会相应地增大许多，而处于超重状态了。

    同样道理，载人航天器在完成任务从太空返回地面时，也会出现超重现象。返回前，载人航天器的返回舱先把底部朝前，然后利用反推火箭减小速度和降低轨道高度。在进入大气层时，因受空气的阻力而逐步减速。刚开始时，因高层大气密度很小，减速值很小；随着高度的降低，大气密度逐渐增加，阻力逐渐加大，减速值也逐渐加大，并在达到最大值后开始减小，形成一个半正弦的曲线。因此，在返回过程中，载人航天器及航天员，将第二次进入到超重状态。

    随着航天技术的提高，延长了火箭的加速过程，火箭发射时的加速度已下降到地面重力加速度的5倍；而返回时的超重也大大减小。航天飞机条件更好了，发射时超重峰值只相当于3倍重力加速度，返回时采用了滑翔式飞机般地载入，超重峰值不到重力加速度的2倍，一般健康的人都可以承受得了。

    过大的超重对航天员的身体十分不利，因为人的体重突然增加了许多倍，无论是对心血管系统，还是对呼吸功能，以及人的工作效率，都会造成不良的影响。人能忍受超重的能力总是有限的，为了最大限度地减小这个影响，人们在载人航天活动中对超重采取了一些防护措施。

    知识点：超重、重力、加速度

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