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第28章 航天科技(5)

进入太空中的航天员,都要穿一身厚厚的航天服。他们为什么要穿这种特别的衣服呢?原来是太空中的特殊环境决定的。太空是一个真空世界,它里面没有大气,而且温度变化极大,低温时温度约为—273℃,高温时又能达到200多℃,宇航员在这种环境下生存,必须有一定的防护措施才行。航天服既能保证宇航员的氧气需求,又能平衡温差,保障宇航员的生命安全。此外,太空中的辐射强,宇航服还能起到防止宇宙辐射和微流星体伤害的作用。

太空垃圾有多厉害

人类进入宇宙空间、开发利用宇宙资源,这是人类文明史上的一个重大飞跃,但同时也给太空环境带来了一系列问题。其中太空垃圾就是一个很典型的例子。太空垃圾主要来自运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片;航天器脱落的斑块;一些逸漏出的固体、液体材料,以及宇航员扔出舱外的垃圾;爆炸产生的碎片等。太空垃圾的危害很大,它为人类开发宇宙埋下了巨大隐患。如俄罗斯的“宇宙1275”卫星与太空垃圾相撞后发生爆炸,变成了一堆废铜烂铁。

抓住彗星的尾巴

2004年1月3日凌晨3时,美国宇航局“星尘号”探测器飞过怀尔特-2彗星的巨大彗尾,成功收集到彗星喷射出来的尘埃,“星尘号”的这一举动在航天史上是独一无二的。科学家们研究发现,“星尘号”收集回来的怀尔特-2彗星彗尾中的物质,化学组成与早期太阳系的化学组成非常接近。“星尘号”探测器除了收集怀尔特-2彗星彗尾中的物质,还为它拍了照。我们从它为怀尔特-2彗核拍摄的照片中能够看到至少5处正在发生喷射的区域。

俄罗斯的“一箭九星”

2005年10月28日,俄罗斯发射了一枚“宇宙-3M”运载火箭,这枚运载火箭同时把9颗卫星送入轨道。火箭于莫斯科时间10点52分(北京时间14点52分)发射升空,35分钟后,火箭陆续将俄罗斯、加拿大、日本及美国等国的9颗卫星送入距离地面690公里、轨道倾角为98.2度的太阳同步轨道上。这9颗卫星分别属于俄罗斯、加拿大、丹麦、日本、捷克和美国,其中加拿大、丹麦和日本各2颗。

“未来考古鸟”卫星

曾经,法国一个国际组织发射了一颗非同寻常的人造卫星,名叫“未来考古鸟”。它能把我们当代发生的事告诉五万年后的子孙后代。这个设想最早是一位名叫马克·菲利浦的法国人提出的,称为“KEO计划”。“未来考古鸟”是一颗被动卫星,一经射入轨道,就再也联系不上它了。但借助高倍天文望远镜,我们仍可以看到它在太空中运行。五万年后的人们怎样才能了解现代人的生活呢?这和他们对“未来考古鸟”所运载的玻璃光盘的翻译有很大的关系。需要一天还是一千年,这是一个谜。

新一代太空旅行飞船

从太空旅行成为现实的那天起,人类通往宇宙一直是依靠火箭推进器来实现的。“太阳帆飞船”是新一代太空旅行飞船,它标志着太空旅行进入一个新领域。“太阳帆飞船”的构想最早是在1924年提出的。2004年美俄向太空发射了人类历史上第一艘“太阳帆”飞船——“宇宙一号”。它的动力主要来自太阳,薄膜帆板含有聚酯,但比塑料袋还薄的帆板却很坚硬,它的表面涂满了反射物质,可以最大限度地从太阳那里获取动力。“太阳帆”的发明可以说是人类太空船进行“星际旅行”的唯一希望。

水星探索计划

如今,人类掀起了火星探索热,但对水星的探索却寥寥无几。因为探索水星的难度更大,所以,迄今为止,专门为研究水星而发射的飞船也只有“水手10号”。在未来的水星探索计划中,日本计划加入欧洲航天局一个叫做“比皮·科伦坡”的项目;俄罗斯计划在2011~2012年用“联盟”火箭送出他们的飞船,飞船将在四年后到达水星,绘图并且研究它的磁气层。

乘电梯能进入太空吗

我们乘坐电梯可以通往摩天大楼的顶端,但是否有通往太空的“电梯”呢?太空电梯的设想最初是由荷兰科学家提出的。近年来,俄罗斯和美国都在研制太空电梯。俄罗斯太空电梯能把太空物资送回地球。美国的太空电梯可以让运载工具来回穿梭,它的核心部分是一条距离地球表面近10万公里的缆绳。这两个版本的太空电梯长达10万公里,一旦投入使用,就可以缩短国际空间站需要的部件及“畅游太空”的游客进入太空的时间。

小如曲棍球的卫星

人类不断地向太空发射卫星,但卫星的成本特别昂贵,每发射一颗卫星,就要耗资上亿元。目前,一些研究人员正在研究小质量的卫星,以降低卫星的发射成本。美国加州埃尔塞贡多国防研究中心的工程师们正在建造小如曲棍球的卫星原型,他们预计4年之内将这颗小卫星送入太空,并使其位于另外一颗大卫星的一侧。一旦进入太空,这颗小卫星便能把它的宿主卫星图像发回地面。预计小卫星在不久的将来就能取代笨重的大卫星。

“垃圾”卫星的救星

在太空中,一些通讯卫星常会因为燃料不足而报废,成为太空垃圾。这引起英国科学家们的注意,他们发明了一种“垃圾”通信卫星的救星——“轨道康复者”。“轨道康复者”于2007年进行首次飞行试验,它不仅能为卫星提供能源,而且还能延长卫星的使用寿命,校正卫星系统轨道,并借助自己的发动机,帮助卫星重新定向。“轨道康复者”的使用,可使卫星寿命延长10年或更长时间。

月球太空基地

近来,美国宇航局在秘密绘制一幅“太空路线图”,计划在2018年把4名宇航员送上月球,建立太空基地,并最终通过这块跳板让美国人的脚步踏上火星。在这幅“太空路线图”中,4名宇航员将在月球建造一个拥有居住、发电、通讯等多功能的太空基地。这个太空基地的选址,在月球的南极地带。该地区含氢较多,很可能存有一些固态水。这个登月计划,被设计为美国宇航员探索火星的一个“太空跳板”。

小不点肩负的重大使命

2003年9月,欧洲的一艘小不点无人太空船“智慧一号”,肩负欧洲首次登月的重大使命飞往月球,经过15个月的长途跋涉到达月球。“智慧一号”与多数探测器相比,就是一个小不点。它总重4.5公斤,尺寸不超过一米。它这次登月的主要任务是对月球表面土壤以及月球许多黑暗神秘的地方进行探测。“智慧一号”是第一个对月球表面进行最深入研究的航天器。

烧不毁的星际飞船

宇宙中的天体速度很快,它们与大气摩擦常会被烧毁。但为什么星际飞船返回地球时能安然无恙呢?星际飞船不被烧毁,这是因为人们在设计的时候想了一种办法,使它穿过大气层时速度减慢。星际飞船速度变慢是这样实现的,开始时,向飞船飞行的方向喷射燃气,使飞船的速度减慢。当飞船进入大气层时,不是笔直下坠,而是逐渐转成一个弧形很大的长轨道,斜着飞下来。当接近地球时,打开强大的降落伞,飞船就缓慢安全地落地了。

助航天器升空的多级火箭

多级火箭总会在发射人造卫星和星际飞船时派上用场。为什么要用复杂的多级火箭来助发射呢?你知道其中的道理吗?由于飞行在天空中的人造卫星或飞船,只有速度达到每秒7.9公里以上才不会掉下来。而要达到这样大的速度,只有多级火箭才能胜任。多级火箭是头尾衔接在一起的,当最末尾那级火箭燃料用完后,它就会自动掉下来,第二、三级火箭燃料用完后也自动地掉下来。所以用多级火箭发射,可逐步减轻火箭的重量,使装在最前一级火箭上的卫星或飞船达到每秒7.9公里以上的速度,保证将卫星或飞船安全送达。

给外星人的一封信

你听说过人类发给外星人的信吗?1977年,美国发射的宇宙飞船“旅行者二号”,携带了一封给外星人的“信”。这封“信”是一张120分钟的唱片,名为“地球之声”。唱片中有各种图片,包括中国人的午餐和万里长城。接下来是人类用60种语言向外星人发出的问候,其中有中国的广东话和厦门的客家话。唱片背面有27段世界名曲,包括3首巴赫的作品和2首贝多芬的作品。中国的古琴曲《高山流水》也入选。“旅行者二号”上的这封特殊信件,是人类试图与外星智慧生物取得联系的首次尝试。

宇宙速度是什么

宇宙速度指的是从地球表面向宇宙空间发射人造卫星、行星际飞行器和恒星际飞船所必须具备的最低速度。宇宙速度有第一、第二、第三、第四宇宙速度。第一宇宙速度是每秒7.9千米,又称为环绕速度,它可以实现绕地运行。第二宇宙速度是每秒11.2千米,称脱离速度,这一速度可使物体逃离地球飞向星际空间。第三宇宙速度是每秒16.7千米,它可以让物体飞到太阳系以外去旅行。第四宇宙速度是指能飞出银河系所需的最小初始速度。

火星上第一辆火星车

1996年,美国国家航空航天局发布了一个火星探测计划,这个计划被称为火星探路者。火星探路者的主要任务是对火星这颗红色行星进行探测。火星探路者1997年7月4日在火星表面着陆。它携带的索杰纳号火星车,是人类送往火星的第一辆火星车。

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