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发布时间:2020-07-13 23:32:55

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作者:胡元斌

出版社:辽海出版社

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人类的希望——航空航天科学知识3

人类的希望——航空航天科学知识3试读:

总序

科学技术是第一生产力。科技的进步已成功地改变了人类的生活方式。人类在不断地探索和发现中积累了越来越多的知识财富。

在漫长的岁月中,从原始人的茹毛饮血到色彩斑斓的现代生活;从古代社会的结绳计数到现代社会垄断人类生活的互联网;从古代的四大发明到如今登月成功。人类几乎在所有领域都取得了令人惊叹的成就。技术更新,知识爆炸,信息扩张……一系列代表着人类社会巨大进步的词汇,充斥着我们的社会,使每个人都感到在巨大的社会进步面前人类自身的局限。作为人类社会充满生机和活力的群体——青少年朋友,在对现有书本知识学习的基础上,更充满着对一切现代科学技术和信息技术的无限渴望。

现代科技不应是少数专家的专利,应该是全民的、全社会的共同财产,怎样能使广大青少年更多更全面地掌握最新的科技知识是摆在我们面前义不容辞的责任。

为此,我们组织多位经验丰富的学者精心策划、编写了这部《青少年科普知识必读丛书》。

本套丛书分海洋、航空航天、环境、交通运输、军事、能源、生命、生物、信息、宇宙等十册。收录词条约五千个。涉及知识面广阔且精微。所包含的内容:从超级火山、巨型海啸、深海乌贼、聪明剑鱼……到地核风暴、冰期奥秘、动物情感、植物智慧……;从登陆火星、探访水星,到穿越极地,潜入深海……既有独特的自然奇观,又有奇异的人文现象;既有对人类创造物的神奇记述,又有人类在探索和改造自然过程中面对的无奈、局限,以及人类对自然所造成的伤害,自然对人类的警告……这是一次精彩的自然与社会的探索历程,是每一位热爱科学、热爱自然的青少年朋友与大自然的一次真诚对话,它将使青少年朋友自觉地意识到,在这个美丽的星球上,人类不应以主宰自居,而应和一切生灵和谐共存,当人与大自然真正达到完美的融合,这个美丽的星球才是完美的、永恒的。

这样一套科普知识阅读词典,摆脱了以往那种令人望而生畏的枯燥乏味、晦涩难懂、呆板平直、味如嚼蜡的叙述方式,拆除了青少年朋友全方位学习和掌握各类知识所筑起的一道道壁障。采用词典的编纂方式,更便于检索和查阅。

本书中,凡是青少年感兴趣的一切自然和社会奥秘几乎无所不有,无所不容。真正做到了庞而不杂,广而不糙。

我们用青少年朋友乐于接受的方式,以细腻生动的笔触、简洁明了的叙述、深入浅出的将各个方面的知识呈现出来,营造出一个适应青少年的阅读氛围,将最适时的信息传达给广大的青少年朋友。这是本套丛书的一大特点,相信每一位拥有本套丛书的青少年朋友对此都会有所体会。

科普读物从来不拒绝科学性、知识性、可读性三者的完美统一,它强化生动性与现实感;不仅要让青少年朋友欣赏科学世界的无穷韵律,更关注技术对现实生活的改变,以及人类所面对的问题和挑战。本丛书的出发点正是用科学的眼光追寻青少年心中对这个已知和未知世界的热情和关注。

本套丛书的编辑对知识的尊重还主要表现在不断追随科学和人类发展的步伐,以及青少年对知识的新的渴求。希望广大青少年通过阅读这套丛书,激发学科学的热情,以及探索宇宙奥秘的兴趣,帮助他们认识自然界的客观规律,了解人类社会,插上科学的翅膀,去探索科学的奥秘,勇攀科学的高峰。

愿今天的青少年朋友,都成为明日的科学探索之星,愿人类所居住的这个美丽星球更加美丽、和谐。

R

软管漏斗式加油

这种加油设备由一个漏斗、一根长20~30米的软管和一个绞盘组成,漏斗是一个很轻的锥形容器,漏斗连在软管上,软管绕在绞盘上。空中加油时,加油机内的人员把加油装置选定在工作状态,绞盘转动,软管从飞机里自行放出。受油机的驾驶员看到加油机尾部的黄褐色灯亮,就知道一切都准备好了。他操纵飞机把机上受油管伸进漏斗,漏斗内部的加油接头自动夹紧受油管,油就开始自动流进受油机。加油完毕后,受油机驾驶员操纵飞机,降低飞行速度,在预定拉力下,受油管与漏斗断开。以上两种加油方式,虽然载油较多,但飞行速度慢、飞得低。但舰载飞机的速度快、飞得高,用上述方法给舰载机加油比较困难,于是又出现了一种新的加油方式,叫“伙伴加油”。它是两架性能基本相同的飞机,一架做加油机,机上带油和一套软管漏斗装置,另一架带武器。它们同时去执行同一任务。在离目的地2/3的空域时,加油机将油输给带武器的攻击机,而加油机则在某处等待,以便给自己的“伙伴”再加油。因此,人们将这种加油机称为“伙伴加油机”。

S

S-3A“北欧海盗”舰载反潜机

美国S-3A“北欧海盗”舰载反潜机装有较先进的反潜综合电子系统,其中数字计算机是整个反潜武器系统的核心。它可以迅速集中处理各种搜潜设备所获得的信息,进行判断、选择攻击方案、定位、攻击。机上载有60个声纳浮标,主被动式音响传感器,前视红外探侧仪,磁异探测仪等。因此它可用多种方式搜索潜艇。机上还配备了全景照相机、电子对抗设备和自动导航系统等。该型机于1974年装备部队。最大起飞重量21.32吨,最大速度816千米/小时,升限10670米,航程5550千米,机长12.26米,机高6.93米,翼展20.93米(折叠时8.99米),动力为2台涡扇发动机,功率242.96兆瓦,主要武器为炸弹、深水炸弹、火箭、导弹、鱼雷、水雷等。S-3B是S-3A“北欧海盗”反潜机的改进型,比S-3A增加了声纳情报处理功能以及装备了“鱼叉”导弹发射装置。最大飞行速度834千米/小时,作战航程3700千米。

SA365F“海豚-2”舰载直升机

SA365F“海豚-2”舰载直升机用于反舰和搜潜,1982年装备部队。旋翼直径11.93米,机身长13.74米,高4.01米(折叠后长11.93米、宽3.21米、高4.01米),机组人员2名,最大起飞重量4.1吨,最大速度296千米/小时,实用升限4575米,航程865千米。2台功率515千瓦发动机。主要武器为MK44/46鱼雷和4枚导弹。主要装备雷达、声纳浮标和磁探仪。

SH-3“海王”直升机

SH-3“海王”是美国西科斯基直升机公司研制的双发单旋翼带尾声桨多用途直升机。公司编号为S-61。主要用于运输、反潜、搜索、救援等,先后发展20余种型别,SH-3“海王”为美国海军的标准反潜直升机。最大平飞速度267千米/小时,实用升限4480米,各型共生产1100架。“海王”驾驶舱有正、副驾驶员,2名声纳员在主舱内,2套操纵系统。乘员在驾驶舱后面的机身左侧入舱门。大货舱门在座舱后面的机身右侧。“海王”改进型直升机增加了抵抗潜艇和低空导弹的能力。机上装有新型反潜设备,包括:新的轻型声纳、主动和被动声纳浮标、磁异探测器、航向姿态参考系统等。

SH-2F“海妖”舰载直升机

SH-2F“海妖”是美国卡曼公司研制的全天候多用途舰载直升机。主要用于执行搜索救援、观察和其他海上作业。该机是目前美军舰队在地中海、大西洋执行反潜、反舰导弹防御任务的主要机种。SH-2G“超海妖”是SH-2F的改进型,选装了前视红外传感器、电子干扰机等电子设备,反潜作战能力提高了4倍之多。最大平飞速度256千米/小时,实用升限7285米,最长续航时间5小时。

SS-6弹道导弹

1957年8月26日,前苏联成功地发射了两级液体洲际弹道导弹SS-6。同年10月4日,又利用由SS-6改装的运载火箭,发射了世界上第一颗人造地球卫星——“斯普特尼克”1号,首先闯入浩瀚的太空,开辟了人类的登天之路。这颗卫星呈球形,重83.6千克,发射卫星的运载火箭全长29米,是当时世界上最大的运载火箭。

SH-60B“海鹰”舰载直升机

美国SH-60B“海鹰”舰载直升机主要用于反潜、对舰监视和目标导向,1984年装备舰队。旋翼直径16.36米,机身长19.76米、高5.18米(折叠后长12.47米、宽3.26米、高4.04米),最大起飞重量9.93吨,最大速度296千米/小时,实用升限5790米,航程600千米。装有功率1.24兆瓦发动机2台。主要武器为2枚MK-46反潜鱼雷。主要设备有数据链和终端、塔康、浮标接收设备、磁探仪、雷达、声纳等。

S-70B舰载直升机

S-70B是在S-70的基础上改型发展而来的多用途舰载直升机,用以扩大美国海军的反潜和反舰能力,补充现有陆基和舰载固定翼飞机的不足,同时还可执行搜索救援、撤退伤员和垂直补给等。巡航速度272千米/小时。有多种型别,其中UH-60“黑鹰”为海军舰载反潜型。

“萨莫斯”侦察卫星

“萨莫斯”是美国早期的无线电传输型照相侦察普查卫星。它的轨道比“发现者”高,侦察的范围更广,寿命长。获得情报的速度比“发现者”快。“萨莫斯”第一次发射失败,第二次发射成功,向地面发回了1000多幅侦察照片,侦察的范围主要是前苏联、东欧和中国。照片证明了当时前苏联的洲际导弹只有14枚,而不是美国人估计的500枚,美国人大大松了一口气。

“闪电”号通信卫星

“闪电”号卫星绝大多数运行在偏心率很大的椭圆轨上,便于地球站跟踪。1颗卫星能保证前苏联和北半球许多国家在一天内通信8~10小时。3颗分布适当的卫星可实现昼夜通信。1974年7月改装的1颗闪电Ⅰ号卫星被送入地球静止卫星轨道,成为前苏联第1颗静止轨道试验通信卫星,也是“闪电”号卫星系列中唯一的静止卫星。“闪电”号卫星重1000~1200千克,卫星上装有2副抛物面定向通信天线,其中一副作备份。仪器舱内装有通信转发器,与通信天线组成通信专用系统,完成通信转发任务。姿态控制分系统保证太阳电池翼始终朝向太阳,并使其中一副通信天线始终对准地球。每次通信可由卫星上“程序—时间”逻辑装置自动控制,或由地面发出遥控指令控制。近地点在南半球上空约460~630千米,远地点在北半球上空约4万千米,倾角为62.8°~65.5°,周期约12小时。卫星运行一圈大约有2/3的时间处于北半球上空,相对卫星通信地球站的视运动速度很慢,便于地球站跟踪。“闪电”Ⅰ号卫星装有一个分米波转发器,输出峰值功率为40瓦或14瓦,可传输电视、电话、电报和传真信号。“闪电”Ⅱ号卫星装有厘米波转发器,增大了通信容量,提高了通信质量,并实现了多址联结。“闪电”Ⅲ号卫星除了传输的信号质量更高,卫星用途有所不同外,其他方面性能基本上与闪电Ⅱ号卫星相同。“闪电”号卫星传输彩色电视采用SECAM-ⅡB制式,图像信号为调频方式,伴音采用行消隐期间的脉宽调制方式,或由在图像信号频谱之上的7.5兆赫的调频副载波传送。传输电话采用“调频-频分”多址制。

“双子星座”号飞船

美国载人飞船系列。从1965年3月到1966年11月共进行10次载人飞行。主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试作舱外活动等,为“阿波罗”号飞船载人登月飞行作技术准备。“双子星座”号飞船重约3.2~3.8吨,最大直径3米,由座舱和设备舱两个舱段组成。座舱分为密封和非密封两部分。密封舱内安装显示仪表、控制设备、废物处理装置和供2名航天员乘坐的2把弹射座椅,还带有食物和水。无线电设备、生命保障系统和降落伞等安装在非密封舱内。座舱前端还有交会用的雷达和对接装置,座舱底部覆盖载入防热材料。设备舱分上舱和下舱。上舱中主要安装4台制动发动机。下舱中有轨道机动发动机及其燃料、轨道通信设备、燃料电池等。设备舱内壁还有许多流动冷却液的管子,因此设备舱又是个空间热辐射器。飞船在返回以前先抛弃设备舱下舱,然后点燃4台制动火箭,再抛掉设备舱上舱,座舱载入大气层,下降到低空时打开降落伞,航天员与座舱一起在海面上降落。

“水星”号飞船

水星号飞船,船总长约2.9米,最大直径1.8米,重约1.3~1.8吨。由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成。在发射时,“水星”号飞船的顶端还有一个高约5米的救生塔。座舱内可乘坐航天员1名,设计的最长飞行时间为2天。航天员躺在特制的座椅上,通过飞船舷窗、潜望镜和显示器可观测地球表面。在座舱外面大钝头处覆盖一层很厚的防热材料。飞船返回前点燃制动火箭,然后抛弃制动火箭组合件,载入大气层,下降到低空时打开降落伞,航天员与飞船一起降落在海上,由直升机和打捞船只回收。1961年5月5日,水星号飞船进行了首次亚轨道载人飞行,飞行高度186千米,飞行距离约480千米,飞行时间15分22秒,其中失重5分4秒,飞船在大西洋上溅落。同年7月21日“水星”号飞船进行了第2次亚轨道载人飞行,飞行高度190千米,飞行距离488千米。在空间运行中航天员曾试验使用手控装置保持飞行路线,进行滚动和偏航飞行,拍摄了地球陆地构造、气象云图和天体等照片。航天员发现在轨道飞行中通过舷窗观测地平线和天体,可使飞船正确定位,从而可取消座舱中笨重的潜望镜,使飞船作漂移式飞行以节省燃料。

“神舟”五号

1999年11月20~21日,中国载人航天工程第一艘“神舟”无人试验飞船飞行试验获得了圆满成功。2001年初至2002年底又相继研制并发射成功了“神舟”一~四号无人试验飞船,获得了宝贵的试验数据,为实施载人航天打下了坚实的基础。“神舟”五号飞船是在无人飞船基础上研制的我国第一艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。

飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

2003年10月15日,由我国首位航天员杨利伟驾驶的“神舟”五号飞船飞向茫茫太空。

飞船由长征-二号F型运载火箭发射到近地点200千米、远地点350千米、倾角42.4°初始轨道,实施变轨后,进入343千米的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。“神舟”五号飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的夙愿,是中华民族智慧和精神的高度凝聚,是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。

“神舟”七号

“神舟”七号是中国航天的重要阶段,现在“神舟”七号运载火箭已经开始研制,“神舟”七号将重点突破航天员出舱活动(太空行走)技术。发射“神舟”七号飞船的仍然是长征二号F型运载火箭,此前这种火箭已经成功地将六艘神舟飞船送入太空,具有成熟的技术基础。载人航天工程运载火箭系统总设计师荆木春说,这一次他们采用质量更高的元器件。针对前几枚火箭的飞行情况,科研人员还将对这枚火箭进行局部改进,来进一步提高火箭的可靠性。此外,他们还在火箭上增加一些摄像头,使火箭的工作状态更直观。

“神舟”七号的创新

从“神舟”七号开始,我国进入载人航天二期工程。在这一阶段里,将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。整个二期工程的所有发射任务全部由长征二号F型火箭担任。荆木春表示,十一五期间,他们要把载人航天二期工作基本完成,最后完成有人的交会对接工作,预计还有五六枚火箭的发射任务。

与“神五”、“神六”不同的是,“神舟”七号火箭在研制上的关键点是宇航服和气门闸。因为“神舟”七号将实现太空行走,航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境,气门闸和宇航服扮演了重要角色。“目前,‘神舟’七号的其他部件都差不多了,只有宇航服还要攻关,宇航服的研究进度决定了神七进度。”黄春平又补充说,“不过,中国完全有能力解决。”

“神舟”七号的空间

为了适应真空的环境,“神舟”七号宇航服从气密、通信、排泄、通讯、电源、活动关节等各方面,都要比“神六”有较大提高。“神舟”七号将有3名航天员,一个要出舱行走,一个在轨道舱迎接,返回舱还要留人。出舱活动将有行走、操作、拧螺钉等安装设备等项目,为今后建立太空空间站作准备。根据中国探月卫星工程的四大科学目标,嫦娥1号选用的有效载荷有6套24件,包括CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、伽马/X射线谱仪、微波探测仪和太阳风粒子探测器等。其中CCD立体相机是拍摄全月面三维影像的专用相机,在中国属首次使用;成像光谱仪用于获取月面光波图谱;伽马/X射线谱仪用于探测月球表面元素;微波探测仪除用于获取月壤厚度信息外,还能给出月球背面的亮度温度图和月球两极地面的信息。

“神舟”七号载人的任务

中国将要实施“神舟”七号载人航天飞行任务,目前,各项准备工作正按计划进行。据悉,“神七”此次飞天将实现多项技术的重大突破,一是航天员人数将增至3人;二是将实现中国航天员首次太空行走;三是在飞船进入预定轨道后会择机释放一颗伴飞小卫星,等等。

苏-25攻击机

苏联的苏-25(绰号“蛙足”)也属攻击机中的佼佼者。该机是苏霍伊设计局为苏联空军研制的亚音速近距支援强击机,目前有T、K、UB、UT等改进型,出口朝鲜、伊拉克等国。苏-25的特点是火力强、防护性能好。该机座舱保护装甲是用厚24毫米的钛合金钢板焊接而成的,可抗住直接命中的20毫米口径炮弹或30°角命中的30毫米口径炮弹。机身左侧安装1门30毫米双管航炮,向下偏转射击,这在攻击机家族中是不多见的。机翼下共有10个挂架,可携带各种空对地导弹、火箭弹、集束炸弹等,也可带2枚AA-2或AA-8空空导弹,总载弹量为4.4吨。

该机首次参战是20世纪70年代末苏军入侵阿富汗,担负突击阿富汗游击队的任务。据统计,苏-25被阿富汗游击队使用的美“毒刺”型肩射防空导弹击中超过40次,但仅损失23架,可见防护甲板相当有效。之后,前苏联空军采用了闪耀干扰弹等电子光学对抗措施,同时对苏-25也作了改进,包括加装防护钢板及灭火系统改造(在燃油箱内充填了一种专用泡沫塑料,油料可以在油箱内流动,但如果油箱中弹起火,充填物可以起到阻燃作用)。改进后的苏-25于1982年投入到阿富汗战场后,未再损失。它那无与伦比的突击火力,曾令阿富汗游击队员望而生畏。

苏-27“侧卫”战斗机

俄罗斯海军苏-27“侧卫”战斗机具有吨位大、航程远、机动性强、速度大等特点,可携带中、近程空空导弹,可以在各种复杂气象条件下全天候执行空中拦截、格斗任务,并具有对地攻击能力。

1986年,苏-27“侧卫”战斗机开始装备部队。以苏-27“侧卫”B为例,机身长21.94米,高5.93米,翼展14.7米;空重17.7吨,正常起飞重量23吨,最大起飞重量33吨;采用全金属双梁结构,无副翼,前缘为全翼展机动襟翼,后缘为襟副翼;起飞着陆时为手动控制,飞行过程中靠计算机控制;机上装有2台加力式涡轮风扇喷气发动机,单台推力约118千牛,最大飞行速度为1.35马赫,实用升限1.8万米。该机火力强大,除装有1门30毫米航炮外,还有10个武器外挂架,可悬挂各种空空导弹、航空炸弹和航空火箭弹。

苏-27舰载型(即苏-27B)总体布局与岸基型相似,但加装了可动前翼,外翼可折叠,装着舰钩,能进行空中加油,去掉了岸基型较长的尾锥。西方专家估计,苏-27与美国F-14的性能不相上下,具有多目标同时打击力。

伞翼机

伞翼机是以伞翼为升力面的重于空气的固定翼航空器。伞翼位于全机的上方,用纤维织物制成的伞布形成柔性翼面。翼面一般由左、右对称的两个部分圆锥面组成。伞翼的平面形状可由充气骨架或铝管保持,利用迎面风吹鼓伞布,自然形成产生升力的翼面。伞翼使用方便,可以快速装配和收叠存放。伞翼的织物不应透气,以便具有与正常机翼类似的气动特性。伞翼本身的升阻比较低,一般只有10左右。

伞翼机依有无动力分为伞翼滑翔机和动力伞翼机(即伞翼飞机)。初始的伞翼机是在伞翼(悬挂)滑翔机上安装一台小型发动机,这种飞机装上起降用的轮子、两三个方向的操纵装置和座舱便成为一种超轻型飞机。伞翼机结构简单,重量轻,可在18°~30°的迎角(相对于龙骨的迎角)下安全飞行,最大速度一般不超过70千米/时,转弯半径可小到30米以下,操纵简单,空中停车后仍有一定滑翔能力,适合低空作业。它起飞和着陆滑跑距离短,只需百米左右的跑道。

生物火箭

生物火箭是用于生物学研究的探空火箭。生物火箭的任务是将实验生物送到高空,研究实验生物在火箭密封舱内对飞行的适应性,对飞行综合因素作用的忍受能力,研究超重、失重、高空弹射、宇宙辐射等因素对生物机体主要生理功能的影响,为空间生物学研究和载人航天的生活舱和生命保障系统提供设计依据。

生物火箭研制的关键是解决密封生物舱、生命保障系统和数据获取系统等工程技术问题。生命保障系统要能保证生物舱内有适宜于生物生存的良好环境条件。舱内压力为0.1兆帕(1个大气压),温度为15℃~25℃,舱内氧气浓度、二氧化碳浓度、相对湿度接近地面大气水平。1951年美国发射了“空蜂”号探测火箭,它将几只老鼠和一只猴子带到高空,并成功地回收。中国从1964年起发射生物火箭,试验生物均安全返回地面。

生物卫星计划

美国1963年制定了

生物卫星

计划,原计划发射6颗卫星,实际只发射了3颗。1975年以后,美国的空间生命科学研究依靠前苏联的“宇宙”号生物卫星完成。中国在1990年10月5日发射的返回式卫星上也进行了太空动物试验,两只雄性小白鼠率先光顾宇宙,览尽九天风光。它们在天上生活了5天零8个小时,由于种种不适应,在返回地面之前死去了。

生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱是卫星与运载火箭的接合部分,内部有卫星的姿态控制系统,电源系统和其他保证卫星正常工作的设备。服务舱与返回舱分离后留在天上不返回地面。返回舱是卫星返回地面的舱段,内装各种实验生物,记录仪器,制动火箭和回收系统,舱外有防热保护层。返回舱的外形有的呈球形,有的呈碗形,重三四百千克乃至一二吨。生物卫星

生物卫星是一种专用于在空间进行生命科学实验的人造地球卫星。它相当于一个太空生物实验室,可研究失重、超重和其他各种空间飞行环境对生物生长、发育、代谢、遗传等方面的影响和防护措施,揭示在地面条件下发现不了的生物学问题,是研究太空生命科学的重要工具。在生物卫星上进行科学实验,有许多特殊的优点和有利条件,是载人飞船和航天站所不能取代的,因此,它是进行太空生命科学研究必不可少的工具。

生物卫星主要由服务舱和返回舱等两部分组成。返回舱是卫星的主体,是返回地面的部分,内装各种实验生物(如狗、猴子、老鼠等)、记录仪器、制动火箭(减速火箭)和回收系统。

“水手”号探测器

美国对火星的考察,开始于1964年11月5日发射的“水手”3号。这个探测器为直径1.27米的八角形箱体,高2.7米,重261千克,上面装有天线和10块太阳能电池板,展开后宽6.8米。但因火箭发生故障而未进入火星轨道,发射9小时后通信中断。11月28日发射的“水手”4号,于1965年7月14日在距火星9200千米的地方飞过,发回22张火星表面的照片,从照片上可以分辨出30千米范围的地方。1969年2月24日发射的“水手”6号,同年7月31日从距火星3400千米的地方通过。拍摄到42张火星赤道附近的照片。1969年3月27日发射的“水手”7号,8月4日从距火星3500千米的地方通过,首次拍摄了93张火星整体照片。从这些整体照片上可认出24千米的景观,分辨出270米大小的景物。

史匹哲太空望远镜

史匹哲太空望远镜于2003年8月25日发射升空,是人类史上最大的红外线波段太空望远镜,取代了原来的IRAS望远镜。

它的观测波段为3~180微米波长,由于地球大气层会吸收部分的红外线,而且地球本身也会因黑体辐射而发出红外线,所以在地球表面无法获得红外波段的天文资料。它的总长度约4米,总重量约865千克,它有1个0.85米的主镜及3个极低温的观测仪器,为了避免望远镜本身因黑体辐射而发出红外线干扰观测结果,所以观测仪器温度必须降低到接近绝对零度,除此之外为了避免太阳热能及地球本身发出的红外线干扰,望远镜本身还包含了1个保护罩,而且望远镜在太空的位置刻意安排在地球绕太阳的公转轨道上,在地球后面远远地跟着地球移动。

由于红外线可以穿透密集的尘埃云气,所以它可以观测到许多可见光无法观察的天文现象。例如,透过它的观测可以帮助天文学家更进一步的厘清恒星形成、星系的核心及行星系统的形成的机制。

上反角

上反角是指机翼基准面和水平面的夹角,当机翼有扭转时,则是指扭转轴和水平面的夹角。当上反角为负时,就变成了下反角。

“上升”号飞船

“上升”号飞船是前苏联的载人飞船系列。“上升”号飞船是在“东方”号飞船的基础上改进而成的。取消了体积较大的弹射座椅,增加了航天员的座位,最多可乘坐3名航天员。由于生命保障系统的限制,轨道飞行时间较短。1964—1965年发射了两艘“上升”号载人飞船。飞船上装有返回着陆系统,备用制动火箭、辅助定向系统、电视和无线电通信设备等,运行在周期为90分钟、倾角为63°的低轨道上。1964年10月发射的“上升”1号飞船首次载科学家绕地球飞行,进行了天体物理学、航天医学、生物学的研究和技术试验。1965年3月发射的“上升”2号飞船上增设了气闸舱、操纵气闸工作程序和航天员走出舱外进入太空的控制系统,飞船上备有自主式生命保障系统的特制航天服。航天员А.А.列昂诺夫借助这些设备第一次走出飞船,进行了舱外活动。

“搜索者”号

美国在早期的“发现者”系列卫星上曾进行过电子侦察的试验,1962年5月发射的“搜索者”号是世界上最早的实用侦察卫星,在现代战争中,电子侦察卫星已成为获得情报所不可缺少的手段。1991年海湾战争中,美国在空袭伊拉克前几个月就开始通过电子侦察卫星搜集掌握了大量的伊军电子情报。利用这些情报在空袭前几十分钟开始对伊展开电子战,使伊大部分雷达受到强烈干扰而无法正常工作,无线电通信全部瘫痪,连巴格达电台的广播也因干扰而无法听清。据报道,萨达姆与前线作战指挥官的通话,甚至战场分队之间的通话,均被美国的电子侦察卫星所窃听。因此,电子侦察卫星在战争中的作用是极其重要的。

三次重要试飞

1968年10月11日,“阿波罗”7号载着3名宇航员由“土星”1B号火箭送入地球轨道,重点任务是进行交会技术的演练。它利用抛弃在轨道上的第三级火箭,模拟登月时逼近、停靠和会合的飞行技术,为8号飞船环月飞行作准备。在11天的飞行中,还进行了主发动机点火及检查各系统的工作。

1968年12月21日,“阿波罗”8号飞船绕地球2圈后,第三级火箭点火。当第三级火箭脱离后,8号飞船进入40万千米长的月球椭圆轨道。12月23日,飞船进入月球引力范围,在主发动机逆喷射下,飞船减速向月球靠近。25日凌晨,8号飞船越过月背,正式进入近月点112千米、远月点312千米的环月轨道。绕月3圈后,飞船把近月点降到100千米,并拍摄了大量月球资料。环月10圈后,主发动机点火,飞船脱离月轨,返回地球。1968年12月27日上午,“阿波罗”8号顺利在太平洋中部海域溅落。3月3日,“阿波罗”9号作最终的登月舱试飞。9号飞船入轨后,2名宇航员从指令舱进入登月舱。一名宇航员走出登月舱,在空间检验登月服的性能。在宇航员返舱之后,登月舱脱离指令舱单独飞行。宇航员在飞行中作姿态控制和登月下降火箭的喷射试验。然后再作离月上升火箭的启动试验,直至与指令舱会合连接为止。这次会合演习历时9小时。之后,登月舱被抛离,9号飞船继续飞行5天,演练飞行追踪技术。3月13日,“阿波罗”9号溅落在大西洋上。

数据传输

在对航天器的遥测、遥控、跟踪和实现航天器与地面之间的通信过程中,有大量数据需要传输,因此数据传输系统便成为航天器测控的重要子系统。跟踪和数据中继卫星的主要任务是数据传输,它们可作为航天器典型的数据传输系统。

T

T-7气象火箭

T—7气象火箭由固体助推器和液体主火箭组成。1963—1965年间先后发射10枚。助推器直径0.46米,主火箭直径0.45米。火箭全长10.32米,重1145公斤。头部装有钨丝温度计、热丝气压计和空盒气压计,用以测量60千米以下的大气温度和压力。火箭从测风舱内弹出锌丝弹和铜丝弹,由地面雷达跟踪金属丝云,分别测量60~50千米、50~38千米高度范围的风值。箭头和箭体在弹道顶点分离后分别用降落伞回收。主火箭推进剂采用自燃推进剂,以硝酸作氧化剂,苯胺和糖醇的混合液作燃料。发射装置有两种形式:直导轨发射装置和螺旋导轨发射装置。首批发射的2枚火箭全都灌满推进剂,能把85千克重的箭头送到125千米高度;其余8枚均灌注75%容量的推进剂,能将92~108千克重的箭头送到约70千米高空。

T-7A(S)生物火箭

T—7A生物火箭是用于生物研究的。我国从1964年7月至1966年7月发射了3枚以大白鼠为主要试验对象的T-7A(S1)生物火箭和2枚以狗为主的T-7A(S2)生物火箭。火箭的头部根据生物试验的要求分别重新设计。T-7A(S1)型的箭头重122千克,由密封生物舱、遥测舱和回收舱组成。生物舱的下段装有2只被固定的大白鼠、2只可自由活动的大白鼠和4只小白鼠,还有12支生物试管,内装果蝇、须酶等。上段装有摄影系统。3枚生物火箭的飞行高度为60~70千米。箭头由降落伞系统回收,大、小白鼠均活着返回地面。T-7A(S2)型的箭头重170千克,直径增大至0.6米,由密封生物舱和回收舱等组成。生物舱上段装有磁记录器,下段装有摄影系统、生命保障系统和实验生物(狗和其他生物)。火箭飞行高度约70千米,雄狗“小豹”和雌狗“珊珊”乘降落伞安全返回地面。

T-7A(Y)新技术试验火箭

1968年,我国连续发射2枚T-7A(Y)新技术试验火箭,完成了人造卫星仪器性能试验、固体火箭发动机高空点火试验和其他试验。最大飞行高度达311千米。高空点火试验的火箭为三级无控制火箭,是在T-7A二级火箭基础上增加第三级固体火箭。为了使末级火箭点火时姿态保持稳定,在第二级火箭熄火和分离后,装在末级火箭上的两台小固体火箭点火工作,使末级火箭获得足够的自旋速度。

太空工厂

在太空建立工厂,是航天技术发展的一个目标。太空拥有微重力、高真空、超洁净和丰富的太阳能等宝贵资源。可生产出地球上难以制造或成本昂贵的高质量产品,如电子工业用的高纯度大晶体硅材料和砷化镓材料,和在地面上无法生产的治疗疑难病症的特殊药物。

美国科学家提出了一种名叫“空间工业设施”的典型方案。这种空间工厂由工作舱和供应舱组成,工作舱用于安装生产设备,进行独立生产;供应舱用于补给原料、供应设备和贮存产品。工作舱长10.6米,直径4.4米,可装载体积70立方米、重5400千克的设备;供应舱可装载体积50立方米、重9080千克的货物。这一设施由航天飞机一次运送到预定轨道上,经过组装后就能具备生产能力。平时无人看守,完全自动化生产。

太空喷气背包

世界上第一次不系安全带的太空行走,是1984年2月3日美国“挑战者”号航天飞机上的2名宇航员。他们是在喷气背包(MMM)也称“太空和动艇”的帮助下完成这一过程。宇航员以每小时28200千米的高速绕地飞行,历时5小时。

这种喷气背包高约1.25米,宽约0.83米,总重150千克,内装12千克液氮,共有24个喷气管。它像一把没有座位的椅子,安在宇航员的背上,背包里充满压缩氮气,航天员通过扶手上的开关控制24个微型喷嘴,喷射出压缩氮气,形成各个方向大小不同的反推力,实现各个方向的移动。实际上它就是一个最小的宇宙飞行器。

宇航员带上这种喷气背包,能在茫茫太空中随心所欲地翻筋斗,旋转,向上、向下、向前、向后自由移动,左右摇摆,或“高车定点”。宇航员说:“你只要动动手指头,转转头和眼珠就可以了。”因为在太空中既没有重力又没有阻力。为了保险起见,宇航员仍需系安全索。

美国研制的喷气背包的维持生命系统有效工作时间为7小时,能提供的最大速度是每秒13.4米。但这会很快耗尽能量,因此宇航员常用一根带有刻度的小棒测量离开航天飞机的距离,以保证能安全返回。太空行走的时间一般不超过6~6.5小时。万一宇航员不能自己走回航天飞机,可以用牵引缆索把他拉回来。

太空锻炼

在航天飞机上,设置了一种脚踏活动板,它是用铝板做成的,下面装有轮子,底部插在地板洞里,锻炼时把活动板上的皮带系在身上系得越紧越用力。当你踏板走动时腰和腿就得到了锻炼。如果飞行在一两个星期内,宇航员每天在踏脚板上锻炼至少要15分钟;飞行时间长,每天至少要踏上30分钟。脚踏板安装在舷窗边,锻炼时宇航员先播送音乐,然后和着音乐的节奏踏板,累了可以看看窗外的景色,倒也不觉得太枯燥。

在空间站,宇航员生活的时间要长得多,最长的有一年,更要不间断地锻炼,最好的锻炼办法是跑步。在空间站上安装有综合健身器,上面有一个滚轮式活动跑道,它的两侧也有弹性皮带,可缚住宇航员的腿,而另有一个弹性缓冲器缚在躁骨上,跑起来和地球上的感觉差不多,10分钟以后,身上就会出汗。跑完后,伸伸懒腰,听听音乐,看看风景,感觉特别轻松。除了活动跑道,还设有自行车、单杠等其他器械,任其选择。

天空实验室

天空实验室是美国的第一个试验型空间站。天空实验室是通过2次发射对接而成的。先是把在地面装配好工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜送入轨道,随后再用动载火箭把乘有3名宇航员的阿波罗飞船送入轨道,使飞船和对接船对接,组成完整的实验室。工作舱是天空实验室的基本部位,是宇航员主要的工作和生活舱室。舱内设有环境控制系统,它能给宇航员提供舒适的环境,保持室温为15.6℃~20℃。太阳能望远镜是天空实验室上的一个天文台,可以拍摄太阳的紫外光线和X射线等,获得精细的日冕照片。在天空实验室里有作业室兼实验室、食堂、寝室、厕所等。

“天空实验室”1号

“天空实验室”航天站是美国利用“土星”5号第三级火箭改制而成的。它是一个长14.6米、最大直径6.5米、重约80吨的圆柱形筒舱。轨道工场是“天空实验室”的主舱,舱内用铝格地板分为上下两层。上层是实验室及储水箱;下层又用隔板分成卧室、餐厅、观察室等。“天空实验室”的发射分两步进行。太阳望远镜实际上是“天空实验室”研究太阳的小型天文台。宇航员通过多用途对接舱内的姿态控制和显示装置来操纵监视,利用电视将观察到的太阳图像和数据传送到地面进行处理。“天空实验室”的控制中枢是过渡舱。舱内有电力控制和分配系统、测试检验装置、数据处理系统、地面指令接受系统和通讯设备,另外还有环境控制系统的氮、氧储罐。为发挥航天站能长期居住的优势,“天空实验室”的生活设施考虑得极为周全。与以往狭窄的飞船相比,具有368立方米容积的“天空实验室”的生活要舒适得多。它有11个食品贮藏器和5个食品冷冻器,可贮藏907千克食品,不同种类的冷热食品分装在金属盒内。另外,卫生设施大为改善,有沐浴、香皂、毛巾和大小便袋等。

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