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航空器、航天器、火箭/导弹。
f在大气层内飞行的飞行器称为航空器,如气球、飞艇、飞机等。
f在太空飞行的飞行器称为航天器,如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机、空间站等。
f但是飞机飞行高度如果超过30千米,就会因为那上面的空气太稀薄而托不动飞机。
四道难关f地球引力关。
f最终要达到将近每秒8千米的速度才能跳出这个手掌。
一般的民航飞机航行速度每秒不到0.3千米,而声音的传播速度每秒不足0.4千米,子弹刚出枪口的速度大约每秒1千米,因而它们都跳不出这个手掌。
至少要比子弹的速度大8倍,才有可能克服地球引力而不落到地球上。
f只有达到第一宇宙速度,即7.9千米秒的时候,才能成为地球的卫星。
达到第二宇宙速度,即11.2千米秒的时候,才能像地球、金星、火星等星体那样,成为太阳系的一颗新行星。
当达到第三宇宙速度,即16.7千米秒的时候,就可以飞出太阳系。
f真空关。
f人离不开氧气,而一般汽车、轮船或飞机的发动机也需要“呼吸”空气里的氧气才能工作。
而且,轮船和飞机还需要流体的浮力和反作用力才能运行。
f急剧变化的温度环境关。
f地球上最热的地方大约40,最冷的地方也不过零下40。
而在空间离地球不远处,向阳面的温度可高达200,背阳面可冷到零下100。
在远离恒星的空间,在远离恒星的空间,环境温度接近于绝对环境温度接近于绝对零度;
而在恒星附近,零度;
而在恒星附近,温度则高达几百至几温度则高达几百至几千摄氏度。
地面上的千摄氏度。
地面上的热量交换、传导、对热量交换、传导、对流和辐射都起作用。
流和辐射都起作用。
可是在太空,主要依可是在太空,主要依靠辐射进行热交换。
靠辐射进行热交换。
f有害辐射关。
f如果没有大气中的臭氧层对紫外线的强烈吸收,地球上的生物将无法生存。
此外,地球磁场对射向地球的粒子辐射也起到屏蔽作用,如太阳射出的称为“太阳风”的带电粒子流,由于地球磁场的屏蔽而不能直入地面。
但是,人类一旦进入大气层外的空间,就将暴露于这些有害辐射之下。
一、运载火箭架起通天桥f航天离不开火箭。
在人类漫长的航天征途中,中国古代发明的火箭功不可没。
f俄国的齐奥尔科夫斯基,在本世纪初曾被人们讥笑为古怪的梦想家。
但恰恰就是这位火箭鼻祖,最早从理论上提出,用多级火箭或叫“火箭列车”可以克服地球引力而进入太空f1926年3月16日美国戈达德博士,成功地发射了世界上第一枚液体推进火箭。
尽管这枚小巧的火箭,只飞行了短短的2.5秒钟,到达12米高,56米远处,但是人类终于找到了打开太空王国大门的金钥匙。
f运载火箭一般由24级组成,每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。
末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统,这些系统有一些组件分置在各级适当的位置。
级与级之间靠级间段连接。
有效载荷装在仪器舱上面,外面套有整流罩。
整流罩是一种硬壳式结构,其作用是在大气层飞行段保护有效载荷,飞出大气层后就可抛掉。
整流罩往往沿纵向分成两半,由弹簧或无污染炸药索产生分离力而分开。
整流罩直径一般等于火箭直径,在有效载荷尺寸较大时,也可大于火箭直径,形成灯泡形的头部外形。
f运载火箭是在第二次世界大战后,在导弹的基础上发展起来的。
f通常把发射人造卫星的火箭称做运载火箭,把带有弹头的火箭称做导弹。
因此,导弹与运载火箭主要是运载对象不一样。
f运载火箭发展的第一个里程碑,是利用洲际导弹,或者是在中程导弹的基础上增加末级火箭。
f原苏联就是利用这种办法,从1957年开始接二连三地发射各种卫星、飞船,当时实在令人感到深奥莫测。
f运载火箭发展的第二个里程碑,是利用已有的中程或远程导弹,改装成组合型多级运载火箭,几乎任何一种火箭或导弹,都可以作为多级运载火箭组合体的组成部分。
f美国就是以“雷神”中程导弹,“大力神”、“宇宙神”洲际导弹为基础,配置新研制的“德尔它”型固体推进剂、“阿金纳”型液体推进剂、“半人马座”型液氢液氧推进剂的三种通用性末级火箭,进行积木式组合,派生出许多种性能不同的运载火箭。
用这些火箭发射了各种科学卫星、地球观测卫星、通信卫星、气象卫星以及金星、水星、火星、月球等的探测器和载人飞船。
f运载火箭发展的第三个里程碑,是为航天研制大型火箭。
f人要飞向远离地球38万千米的月球,往返需要8天时间。
美国设计的“阿波罗”飞船,总重量46吨,高25米,最大直径6.6米。
运载火箭与“阿波罗”登月飞船组装后,高度110米,约相当于36层楼房的高度,起飞重量3353吨。
能把127吨重的卫星送入近地轨道,或者把50吨重的飞船以第二宇宙速度送入月球轨道。
f我国发射卫星的运载火箭,也是在导弹武器基础上发展起来的。
1970年1月30日,中远程火箭飞行试验取得了圆满成功,利用该火箭的第一、二级加以改装,再加上新研制的第三级固体燃料火箭,构成三级运载火箭长征1号f1970年4月24日,长征1号火箭把173千克重的我国第一颗卫星“东方红1号”送上太空。
f1971年9月,在我国西北酒泉发射场,进行了第一次洲际火箭飞行试验,基本获得成功。
以洲际液体火箭为基础,经过适应性修改后,构成了长征2号、长征2号丙运载火箭,能把2800千克重的卫星送入近地轨道,用它发射了一系列返回式卫星。
f随着我国社会主义建设的发展,通信和电视广播事业部门迫切需要发射静止轨道通信卫星。
f于是,在长征2号火箭的基础上,增加了以液氢液氧为推进剂的第三级,命名为长征3号,它能把1450千克的载荷送入地球同步转移轨道。
f与此同时还研制成功长征4号f为了将成熟的运载火箭技术推向国际卫星发射市场,火箭专家又在发射成功率很高的长征2号火箭的基础上,加长箭体段作为芯级,再在第一级箭体周围捆绑上4枚液体火箭助推器。
这种火箭被命名为长征2号E,俗称长二捆,能将9000千克载荷送入近地轨道。
f1992年8月把目前世界上最重的“澳星”准确地送上预定轨道。
这标志着中国航天技术又跨上了一个新台阶。
f神州五、六、七号的发射火箭均为:
“长征2号F”运载火箭长征系列火箭全家福长征系列火箭全家福二、人造卫星资源撒向人间f人造地球卫星是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器f在一百年前,世界上只有一个人首先提到它的名字,这就是1895年俄国的齐奥尔科夫斯基f1957年10月4日,原苏联第一颗人造卫星进入太空,重量只有83.6千克,直径为58厘米的铝制球体。
f3个月后(1958年1月31日),美国成功发射了第一颗人造卫星探险者1号,卫星重量为4.8千克。
f人造卫星的发展速度是令人吃惊的:
f1957年只有2颗卫星上天,1958年8颗,1959年14颗,1960年35颗,到了1962年后每年发射的卫星数超过100颗。
f至今世界各国所发射的人造卫星总数已达一万多颗!
f人造地球卫星名目繁多,按运行轨道不同可分为低轨道卫星、中高轨道卫星、地球同步轨道卫星、太阳同步轨道卫星、大椭圆轨道卫星和极轨卫星。
f人们更多地是按用途把人造卫星分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。
f卫星通信是航天技术与电子技术相结合的产物,利用通信卫星作为中继站,实现地球上各点之间的通信。
实质上是把地面微波中继站,搬到了赤道上空的地球静止卫星轨道上。
f用等间隔的3颗地球静止轨道卫星,就可实现全球通信。
f我国于1984年发射了一颗试验通信卫星,命名为东方红2号。
卫星直径2.1米,包括天线在内总高约3.1米。
f对地观测是国际航天活动的主要应用目标之一,用于这方面的卫星有气象卫星、地球资源卫星、海洋卫星等。
f1988年9月7日,我国成功地发射了第一颗气象卫星“风云1号”。
f风云1号气象卫星是一颗1.2米高,长、宽各1.4米的立方体,在左右两块太阳电池翼被打开以后,其跨度为8.6米。
卫星重852千克。
f导航卫星,是为地面、海洋、空中和空间用户导航定位的人造卫星。
f1978年以来,美国发展了一种以卫星为基础的无线电导航系统,称为全球定位系统(GPS)。
空间段将由24颗卫星组成,分布于6个轨道平面上,卫星轨道高度约为20000千米。
f俄罗斯“格罗纳斯”(GLONASS)全球卫星定位系统自1993年投入使用以来历经坎坷。
随着俄罗斯国民经济的复苏,它已经走出低谷并逐渐恢复“元气”,在轨的14颗卫星正在发挥系统的部分功能。
f计划将由24颗卫星组成。
f欧洲的导航系统伽利略系统将总共发射30颗卫星,其中27颗运行卫星,3颗备用卫星,目前仅发射了2颗f我国的北斗卫星f北斗一代已经服役,共4颗卫星。
f北斗二代正在建设,包括35颗卫星,其中5颗是地球同步轨道,其余30颗是中地轨道卫星,能真正覆盖全球。
f预计2010年北斗导航定位系统即可为我国及周边地区提供基本服务。
三、载人飞船轨道握手f儒勒凡尔纳,写了一部著名的科幻小说从地球到月球,生动地描写了勇敢的探险家如何乘坐炮弹飞船遨游太空f1957年11月3日,原苏联成功发射了第一颗载有小狗莱伊卡的生物卫星,取得了许多第一手资料,然后经历了无人飞船到载有动物的飞船,再到载人飞船,经历了循序渐进、反复试验的过程。
f1961年4月12日,原苏联航天员加加林乘坐东方1号飞船,绕地球飞行108分钟后,安全返回地面,开创了世界上载人航天的新时代。
f在载人争夺战中,第一回合是东方号飞船单人飞行、编队飞行,原苏联赢得了主动权。
f第二回合是美国双子星座飞船的双人飞行、阿波罗号飞船的登月飞行,美国取得了空间优势。
f1965年12月15日,在航天员参与下,双子星座7号飞船与双子星座6号飞船,在同一时间,以相同速度到达空间同一位置,在轨道上以同一速度飞行,有时相距仅10厘米左右,实现了世界上第一次交会。
f1966年3月16日发射的双子星座8号飞船,在太空实现了与阿金纳火箭顺利飞行中的对接,且十分平稳。
此外,航天员还进行了多次太空行走试验,取得了舱外活动的经验。
f阿波罗飞船登月,是世界航天史上具有划时代意义的一项成就,由指令舱、服务舱和登月舱3大部分组成。
f阿波罗11号飞船于1969年7月2021日,首次实现人类登上月球的伟大理想。
此后,美国又相继6次发射阿波罗号飞船,其中5次成功,共有12名航天员登上月球。
f联盟号飞船,是原苏联最初为登月飞行设计的,由于美国抢先登月,原苏联便转而改设计为地球轨道飞船中国载人航天重大历史f1999年11月20日,中国第一艘无人试验飞船“神舟一号”试验飞船在酒泉发射成功,21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆。
f2001年1月10日1时0分,我国自行研制的“神舟二号”无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。
f2002年3月25日,“神舟三号”在中国甘肃酒泉卫星发射中心成功升入太空。
“神舟三号”飞船上进行的拟人载荷试验取得良好效果,并进行了一系列大规模的动植物、细胞、测试等太空科研实验。
f同年12月30日零点40分“神舟四号”在酒泉卫星发射中心发射升空并成功进入预定轨道,这是中国“神舟”飞船在无人状态下考核最全面的一次飞行试验。
为实施载人航天飞行,把中国航天员送上太空奠定了坚实的基础。
f2003年10月15日早上9时“神舟五号”飞船载着中国第一位宇航员杨利伟在酒泉航天发射中心用长征二号F型运载火箭发射升空,飞船在太空绕地球飞行
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