| 我国第一艘载人航天试验飞船试飞成功 |
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| bjb 中国科协信息中心 2001-10-19 |
11月21日,中国第一艘试验飞船“神舟”号成功发射并顺利返回。
这次发射的试验飞船和运载火箭是我国独立自主研制的,试验飞船没有载人。发射中心首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体进行垂直总装、测试,整体垂直运输至发射场,进行远距离测试发射控制的新模式,是我国航天发射技术的一个新发展,这为我国的载人飞船上天打下了重要的基础。 据悉,载人飞船上天按照一般规则和惯例必须连续成功发射三次之后,飞船的各种技术指标稳定方可载宇航员。
什么是载人航天
载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探测、研究、 试验、生产和军事应用的往返飞行活动。其目的在于突破地球大气的屏障和 克服地球引力,把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空,更广 泛和更深入地认识整个宇宙,并充分利用太空和载人航天器的特殊环境进行 各种研究和试验活动,开发太空极其丰富的资源。
根据飞行和工作方式的不同,载人航天器可分为载人飞船、载人空间站 和航天飞机三类。载人飞船按乘坐人数分为单人式飞船和多人式飞船,按运 行范围分为卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人空间站又称为轨道站或航 天站,可供多名航天员居住和工作。航天飞机既可作为载人飞船和空间站进 行载人航天活动,又是一种重复使用的运载器。
飞船为何未载人
我国第一艘试验飞船飞行成功,标志着我国载人航天技术实现重大突破,但此次试验飞船并未载人,这是为何? 据了解,载人飞船是一个庞大的系统工程,它由飞船、运载火箭、火箭发射场、飞船回收场、航天测控网和宇航员训练系统等组成。哪一个系统出现问题,都会带来无法挽回的损失。所以在载人航天领域走在最前列的俄美两国早期的飞船都是不载人的。据统计,前苏联在加加林上天之前一共发射了5艘无人飞船,美国则进行了8次无人飞船试验。这些试验飞船对返回技术、宇航员生命保障系统、飞行安全等技术进行了充分的彩排,在有完全把握的前提下,宇航员方才走进飞船。
我国此次发射也主要是试验宇宙飞船的性能,我国宇宙飞船的正式载人飞行将在2000年以后进行。
据悉,我国近期还将多次进行载动物飞行。 中国人上天待何时 11月22日,中国工程院院士龚惠兴在“第二十届亚洲遥感国际会议”上表示,中国有计划再作几次航天飞船试飞实验后,派遣宇航员上太空,估计最快需要两至三年时间。 龚惠兴曾于一九九二年至九四年参与中国航天飞船研究,他说,中国研制载人火箭遇到许多困难:一、中国从来没有研制过如此规模的运载火箭系统;二、确保宇航员一旦遇到意外能迅速安全逃离火箭;三、需要兴建规模大的发射场、测量、维修及应用系统的协调中心。这些都需要在中国现有的航天技术水平上,作更高层次的发展及改良,而确保宇航员生命安全是最大的考虑。 他透露,中国早就安排专门机构训练太空人,但在还没有完全落实太空计划时,已有几代太空人退役,现在还在不断招聘人员作相关训练。如果将来研究成功,也会尝试登陆月球及火星。
龚惠兴又说,与美国、俄罗斯、欧洲及日本等国家相比,中国的航天技术水平仍有差距,如要迎头赶上,取决于内地经济发展的速度,才能拉近内地与先进国家航天科技水平的差距。而中国发射载人飞船主要为了探索空间和进行科学研究,现在仍然集中前期科学研究,如天文观察、空间生物效应及人类在空间生活等课题上。 谁会成为中国第一批宇航员 从1996年始,两名中国宇航员在莫斯科附近的星城航天中心接受培训。据该中心透露,他们学习了载人航天飞行所需要的全部课程,包括宇宙航空学、天文学、轨道空间站设备等,同时还接受了俄语和物理课程的强化训练。1997年,这两名“宇航员”完成了太空飞行准备,以优异成绩结业。据悉,他们已完全熟悉俄太空船“联合号”的驾驶技术和方法,回国后担负着太空飞行教官的重任。
同时,中国已从全国最优秀的歼击机飞行员中挑选出若干名宇航员候选人,在太空人培训基地接受训练,时刻准备飞上太空。 资料: 宇宙飞船与人造地球卫星、航天飞机三者的区别 莫斯科航空学院航天器结构设计专业博士、南京航空航天大学飞行器系王志瑾老师介绍,按照国际航空联合会通过的决议,距离地球表面100公里以内空间飞行的飞行器称为航空器,距离地球表面100公里以外空间飞行的飞行器称为航天器。 宇宙飞船与人造地球卫星、航天飞机等属于航天器范畴,但三者又有一定区别:从重量上看,卫星最轻,只有几吨重,飞船一般十几吨重,航天飞机大的则有上百吨重;从功能上看,卫星可用于侦察勘探、无线电发射、定位跟踪等,而载人飞船和航天飞机由于可载人,可以在太空进行生物、医学等各种科研实验,还能与空间站及其他飞行器对接等,功能更广泛;从与地球的关系看,卫星还是围绕地球转,是人“征服地球”的手段之一,而载人飞船和航天飞机则能飞到太阳系甚至以外更远的太空,使人类实现“征服宇宙”的梦想。 载人飞船的研制涉及到天文、医学、空气动力学等数十个学科领域,例如,飞船乘员舱返回地球速度是音速的20多倍,与大气层摩擦产生的温度之高可想而知,研制耐超高温的飞船制造材料就非常难。此外,如何减弱宇航员头脑在飞船发射时失血和返回时充血,如何在磁辐射、微粒辐射、流星雨、失重、真空等恶劣太空条件下,保障宇航员的生命安全等,每一个环节都涉及到许多高新尖技术。可以说,载人飞船的发射是一个国家综合科技水平的全面检阅。
太空人怎样在天上生活
太空服 太空衣内共有15层质料,主要用作保温、防热和保护,最外层是玻璃纤维和特富龙涂料。为确保太空人行动方便,未来的设计将注重关节部位的灵活性,加设特别的柔软护垫,而头盔亦加强了预防高温和太阳紫外光的能力。太空服一定是全世界最贵的衣服,每件太空服都为太空人度身定造。10年前,一件太空服要40万美元,现时每件约需300万美元。不过,太空人不在太空工作时,便可换回轻便的T恤衫裤。
太空食品 现时,所有的太空食品都是由陆地带上去的,经过完全脱水处理。可供选择的食品有72种,全是由商业机构和宇航员的营养师设计和制造,包括蔬菜、鸡蛋、意大利粉、牛肉、水果甚至雪糕等,为太空人提供足够的碳水化合物和纤维。新建的空间站装有微波炉,用以加热食品,美国的宇宙飞船上已设有汽水机,可向太空人提供可乐、橙汁、咖啡。
沐浴 太空人也可以沐浴,还要走入一个像被袋的东西内,把身体裹紧,防止水向周围喷出,袋内有肥皂和清水射出。真空机会把身体上的肥皂和水抽走,过滤后送入太空。不过,由于水全部要从地球上带去,沐浴的水量又很大,加上过程较为复杂,洗一次要一个多小时,太空人平时都会用类似海绵的东西,润湿少许肥皂水擦身了事。只是每星期一次的“奢侈”。
如厕 以往的喉管设计,只方便男太空人使用,现在,新的设备使女太空人也可以放心使用。为了避免尿液和粪便不小心漏上机舱,排送的设备也非常重要。太空人的粪便会带回地球进行化验,尿液则被送入太空。
娱乐 未来,太空人在太空逗留的时间会逐渐加长,为确保他们在太空中能顺利工作,不发生危险,还需要良好的体魄和精神。
为此,太空人每一天都要在舱内运动,令自己尽快适应太空。由于在失重终状态下,钙质流失特别快,骨头会特别容易变脆,又要穿着沉重的太空衣做实验,行动实在不易。在单调、沉闷的太空生活中,也有太空人将国际象棋带入太空,还可以带着特别的吉他上天,闲时弹奏一曲。
载人航天的历程 载人航天技术是当今规模最大、技术最复杂的技术,从1961年4月人类发射了第一艘载人飞船起至今已有近40年的历史,只有俄、美两家拥有这项技术。
俄罗斯的载人飞船至今已经历了三代,共进行了85次载人航天发射,把191名航天员送上了太空。第一代是东方号飞船,只能乘坐1名宇航员,最长飞行时间4天,从1961年4月至1963年6月,共发射了6艘。第二代是上升号飞船,可乘坐3名宇航员,它增加了可使宇航员出舱活动的设施,从1964年10月至1965年3月共发射了2艘,人类首次太空行走就是出自上升号飞船。第三代飞船叫联盟号,它既能自主飞行,又能空间交会与空间站对接,成为空间站的一个组件联合飞行,它先后发展了联盟T型和联盟TM型。现在仍在使用的联盟TM型,最长的载人飞行时间已达196天,联盟号系列飞船至今已成功发射了90多艘。 美国的载人飞船也经历了三代。第一代叫水星号,只能乘坐1名宇航员,可飞行3天,共发射了5艘。第二代叫双子星座号,它能与其他航天器对接,飞船内部分成了座舱和设备舱,两名宇航员可出舱活动,共发射了10艘。阿波罗登月飞船是第三代,可供3名宇航员在太空生活12天,它共发射了19艘,有18艘成功地绕月飞行,有6艘送12名宇航员登上了月球。1975年以后美国又发展了新的载人工具DD航天飞机。
截止到1997年底,美国共进行了118次载人航天发射,把537名航天员送上了太空。 世界载人航天历史大事回顾 1961年4月12日,前苏联宇航员加加林乘东方1号飞船升空,历时108分钟,代表人类首次进入太空。
1963年6月16日,前苏联尼-捷列什科娃乘东方6号飞船上天,历时2天又22小时50分,成为世界第一位女宇航员。 1965年3月18日,前苏联宇航员列昂诺夫走出上升2号飞船,离船5米,停留12分钟,首次实现人类航天史上的太空行走。 前苏联宇航员科马洛夫,1967年4月24日乘联盟1号飞船返回地面时,因降落伞未打开,成为第一位为航天殉难的宇航员。 1969年1月14―17日,前苏联的联盟4号和5号飞船在太空首次实现交会对接,并交换了宇航员。
1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗走出阿波罗11号飞船的登月舱,在月面停留21小时又18分钟,成为人类踏上月球第一人。
1971年4月9日,前苏联发射世界上第一艘长期停留在太空的礼炮1号空间站。
1975年7月15―21日,美国的阿波罗号飞船和前苏联的联盟19号飞船在太空联合飞行,成为载人航天的首次国际合作。 1981年4月21日,美国成功发射并返回世界上首架航天飞机哥伦比亚号,使可重复使用的天地往返系统梦想成真。 1984年2月7日,美国宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不拴系绳离开挑战者号航天飞机,成为第一批“人体地球卫星”。 1984年7月25日,前苏联萨维茨卡娅离开礼炮7号空间站,成为第一位在太空行走的女宇航员。
1985年7月25日,王赣骏乘挑战者号航天飞机进入太空,成为第一位华裔宇航员。
俄罗斯的波利亚科夫,于1994-1995年间在和平号空间站上连续停留438天,成为在太空时间呆得最长的男宇航员;而美国的露西德于1996年在和平号上停留了188天,成为在太空时间呆得最长的女宇航员。
1986年2月20日进入轨道的前苏联和平号空间站,至今已在太空中运行了13年,成为寿命最长的空间站。
1995年3月2―18日,奋进号航天飞机在太空中飞行,其上的7位宇航员加上和平号上的6位宇航员,共有13位宇航员同时在太空,成为同时在太空中人数最多的一次。
1986年1月28日,挑战者号航天飞机起飞时发生爆炸,7位宇航员全部遇难,成为迄今最大的一次航天灾难。
在1995年2月的发现号航天飞机上,美国宇航员科林斯成为第一位航天飞机的女驾驶员。
生于1935年的美国宇航员马斯洛雷夫,具有2个学士、3个硕士和1个博士学位,是学位最多的宇航员。
航天飞机最长的一次太空飞行,是1996年11月19日起飞、12月7日降落的哥伦比亚号,历时17天1 5小时53分钟。 1995年6月29日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机与俄罗斯和平号空间站第一次对接,开始了总计9次的航天飞机与空间站的对接,为建造国际空间站拉开序幕。
“阿波罗”登月计划
举世闻名的“阿波罗”登月计划是美国的第三个载人航天计划,也是规模最大的一项载人航天计划。从1961年5月开始实施,到1972年12月结束,前后历时11年,耗资达255亿美元。在计划执行的高峰期,参加工程的有两万多家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。这项载人航天计划的目的是验证新型飞船的性能、交会与对接能力,并实现载人登月飞行和对月球进行实地考察,同时也是为载人行星飞行和探测进行技术准备。为发射“阿波罗”号飞船,美国还专门研制了大型“土星5”号运载火箭,并发射了多种探测器收集月球资料,为登月作准备。
“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱、登月舱和逃逸救生系统四部分组成,飞船重量4.5吨左右。指挥舱是航天员在飞行中生活与工作的座舱,是整个飞船的控制中心,也是惟一被回收的部分。服务舱装有发动机、环境控制系统、通信系统等设备。登月舱用于把两名航天员从月球轨道下降到月面,完成任务后再将他们送回到在月球轨道上运行的指挥舱。飞船在进入大气层之前,抛掉服务舱与登月舱,仅指挥舱溅落在海上。
1972年7月16日,“土星5”号运载火箭将“阿波罗11”号飞船送上太空,7月21日飞船上的两名航天员走出登月舱,首次踏上了月球。美国前后花费了18年的时间实现了人类第一次登月飞行,这一事件当时轰动了全球。“ 阿波罗”号飞船总共进行了17次发射,其中7次为载人登月飞行。“阿波罗13”号飞船因故障中途返回地面,实际上有6 次进行了载人登月飞行,先后有12名航天员的足迹留在了月球上。航天员在月面上总共停留了近300个小时,安置了月震仪等20多种自动测量仪器,收集并带回了427公斤月面岩石和土壤标本。这些仪器与标本为科学家们日后揭示月球的奥秘提供了重要的科学依据。
“阿波罗”登月计划的成功使美国在载人登月方面获得了“世界第一”,而前苏联的载人登月计划据说是由于大型运载火箭未研制成功而始终没有实现。
空间站
人类的航天活动不满足于在太空的短暂飞行,而是寻求能够在太空长期生活与工作的基地,充分利用太空独特的环境从事多种科学技术研究、试验与生产,对地球进行观测与监视以及开展军事活动等。因此,空间站的发展受到世界航天大国的高度重视。
空间站又称为轨道站或航天站,是一种可供多名航天员巡访、居住和工作的大型载人航天器,是人在太空开展航天活动的重要基础设施,如同一艘不落的“航天母舰”。空间站通常由对接舱、轨道舱、服务舱、生活舱、太阳能电池帆板等组成。它在长期运行期间,航天员的替换和物资设备的补充可以由载人飞船、货运飞船或航天飞机运送。
空间站分为单一式和组合式两种,单一式空间站由运载火箭或航天飞机直接发射入轨;组合式空间站由多枚运载火箭多次发射或航天飞机多次飞行,把空间站组合件运送到轨道上组装而成。美国与前苏联的空间站都是从发展试验性单一式空间站开始的,利用它为建造实用型的组合式永久性载人空间站探索与试验技术。
1971年4月19日,前苏联成功发射了世界上第一个试验性载人空间站――“礼炮1”号空间站。这标志着人类的航天活动已经从规模小、飞行时间短的载人飞船进入到规模较大、飞行时间较长的空间应用探索与试验阶段。该空间站长14米,最大直径4.1米,重量18吨,在太空飞行了175天。航天员在站上进行了天文观测、生物医学实验和对地球观测等。到1983年底,前苏联共发射了7个“礼炮”号空间站,其中“礼炮7”号空间站上的3名航天员创造了连续飞行237天的纪录。
美国在“阿波罗”登月计划结束后,采用“阿波罗”登月计划的技术成果并利用剩余的运载火箭与飞船,开始实施第一个试验性并命名为“天空实验室”的载人空间站计划。1973年5月14日,美国用“土星5”号运载火箭将“天空实验室”发射升空。同年,还发射了3艘“阿波罗”飞船与之对接。对接后的空间站长36米,直径6.7米,重量82吨。有3批航天员(每批3名)在空间站上分别飞行了28天、59天和84天。他们用多种科学仪器进行了270多项天文、地理、遥感、航天生物学与航天医学实验以及宇宙观测。1979年7月11日,“天空实验室”空间站在轨道运行6年后坠入大气层烧毁。
1983年11月28日,欧洲航天局研制的“空间实验室”空间站随美国的航天飞机进入轨道,在进行了70多项太空试验后,于当年12月8日返回地球。
前苏联利用“礼炮”号空间站的研制与运行的丰富经验,于1986年2月20日用“质子”号运载火箭将“和平”号载人空间站的核心舱送上了预定轨道,这表明前苏联开始正式组装与运行世界上第一个实用型的永久性载人空间站。到 1996年4月26日将最后一个舱体组装好,“和平”号空间站组成了一个重量达136吨、工作容积为400多立方米、包含6个舱体的组合式大型“人造天宫”。迄今为止,“和平”号空间站已在轨运行了13年,其间有105名航天员先后在上面生活与工作过,他们中除了前苏联与俄罗斯的航天员外,还有44名美国航天员、6名法国航天员和12名其他国家的航天员。先后有90多艘“联盟TM”号载入飞船和“进步”号货运飞船以及美国的航天飞机与之对接,替换航天员与补给物资设备。
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