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作者：郑成刚

出版社：吉林大学出版社

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辉煌科技(一)试读：

遨游太空

火箭有哪些种类？

20世纪50年代以来，世界各国研制成功的运载火箭已达150余种之多。人们通常按火箭的燃料、用途及射程远近将他们分为不同的种类。

按火箭发动机使用的燃料不同，一般分为固体燃料火箭和液体燃料火箭。根据火箭的不同用途又可将它们分为运载火箭、气象火箭等。运载火箭是把人造地球卫星、载人飞船等航天器从地面运送到预定轨道的多级火箭。气象火箭可用于获取高层大气的资料，是从事空间科学研究的理想的小型火箭。按火箭射程远近，又可将它们分为近程火箭、中程火箭和远程火箭。

火箭的故乡在哪里？

中国早在古代就发明了火药。到了宋代初期，就有人发明了世界上第一枝火箭——用火药做燃料的火箭。到13世纪，我国的火药及火箭技术传到阿拉伯国家，后来又传人欧洲。我们的祖先还曾试图利用火药的推力造登空飞船，可惜没有成功。历史表明，最早把火箭用于航天的是中国，中国是名副其实的火箭的故乡。尽管中国早期的火箭是原始的，但它的基本原理——反作用推进原理的生命力是旺盛的，现代火箭并没离开这一原理。可以说，火箭也是中国的一大发明。

现代的火箭是怎样演变而来的？

火箭是载人航天的必备条件，在追寻载人航天踪迹的时候，不能不从火箭开始。

中国是火箭的故乡。据《宋史》等古籍记载，在公元970年前后的宋朝初年，我国就发明了具有反作用力因素的古代火箭。

但“万户飞天”的悲壮故事说明，古代火箭是无法将人送入太空的。这个任务就历史地落在了现代火箭身上。

由于火箭不依赖外部空气工作，因此，宇宙航行理论奠（diàn）基人、俄国科学家齐奥尔科夫斯基在1883年指出，能在太空真空中工作的火箭，可以做为宇宙航行的动力工具。

到1903年，齐奥尔科夫斯基进一步提出火箭公式，指出火箭的飞行速度与火箭发动机的喷气速度成正比，并指出，黑色火药一类的固体火箭燃料，产能效率低，无法使火箭达到宇宙速度，应该使用液氢液氧这样的液体燃料。同时，火箭公式还表明，火箭的自身结构质量越小越好，燃料装得越多越好。这样，火箭公式就为发展现代火箭指明了方向。它被称为“齐奥尔科夫斯基公式”。

在火箭公式的基础上，齐奥尔科夫斯基还运用他巧妙的思维指出，用多级火箭接替工作的办法，可使火箭逐级提高速度，最后达到所需的宇宙速度。

火箭公式是把宇宙航行从理论、理想变为现实的转折点，后来人们将火箭公式誉为“宇宙航行第一公式”。

1926年，美国科学家戈达德发射成功第一枚液体燃料火箭，虽然它只飞行了2.5秒钟，上升高度只有12米，但它是现代火箭的一个健康的胎胚（pēi）。

在20世纪30年代，奥伯特和他周围的一些欧洲人，积极投入到研制火箭的实践中去，也为发育现代火箭做出重要贡献。

20世纪40年代初，德国人布劳恩领导研制的V－2火箭，虽是一种作战武器，但它却宣告现代火箭诞生了。

1957年10月4日和1961年4月12日，苏联航天事业总设计师科·罗廖夫研制的火箭，分别将人类的第一颗人造地球卫星和第一名航天员送入太空轨道，建造了载人航天的巨大里程碑。

第一个试图利用火箭飞上天的人是谁？

中国是火药的发明国。14世纪末，我国一个叫万户的人，根据火药燃烧后能产生巨大推力的原理，提出了运用火箭把人送上天的设想，并且勇敢地亲自做试验。他把47支火箭捆绑在椅子腿上，自己坐在椅子上，手拿两个大风筝，让人把火箭点燃，试图借助火箭产生的推力和风筝的升力飞上天去。只听得一声巨响，万户和椅子都被炸得粉碎。万户的梦想虽未实现，但他试图飞上天的勇敢探索精神深深地感动了后人。为了纪念这位航天先驱，前苏联宇航科学院把月球背面的一座环形山命名为“万户山。”

中国人的千年飞天梦是何时实现的？

2003年10月15日9时整，神舟五号载人飞船发射成功，将中国第一名航天员杨利伟送上太空。

飞船经过绕地球14圈以后，于16日6点23分在内蒙古阿木古郎草原安全着陆，航天员自主走出返回舱，状态良好。

这次航天飞行任务的顺利完成，标志着我国突破和掌握了载人航天的基本技术，完成和实现了中国载人航天工程第一步的计划和目标，使中国成为世界上第三个，也是发展中国家第一个能够独立开展载人活动的国家！

为什么可以用航天飞机发射卫星？

航天飞机有好些用途，除了作运输工具或短期空间试验平台外，还具有重要的军事用途。它可在空间发射和部署（shǔ）通信、导航、侦察等军用卫星，在轨道上维修卫星和把卫星带回地面；也可以攻击或捕获敌方卫星；还可实施空间救生和支援，进行空间作战指挥和发射轨道武器等。其中发射和回收卫星，是它的重要使命。

太空中有成百上千颗人造卫星，时刻在为人类服务。但要把卫星送入太空，不是一件容易的事情，通常是采用多级运载火箭来发射。

制造一枚运载火箭要耗费大量的人力、物力和财力。而且运载火箭只是一种一次性使用的工具。一旦把卫星送入轨道后，它自身的一部分会变成“太空垃圾”长留太空，其余部分则坠入大气层化为灰烬。要发射一颗卫星，就要制造一枚火箭，有时为保险，还要制造备用火箭，这需要多大的代价呀？

航天飞机的出现，为卫星发射新辟（bì）了路径。因为它运行在近地185～1100千米的轨道上，那里几乎没有重力，因而施放卫星只需要比地面上小得多的推力就行了。加上航天飞机有高达30吨的运载能力，完全可以把各种大小的卫星先装入机舱，再带到太空中去发射。这就好比把地面的卫星发射场，搬到了太空中的航天飞机上。卫星从航天飞机弹射出来后，再让卫星上的发动机点火工作，将卫星送入预定的位置。

同样的道理，航天飞机也可以在低地球轨道捕捉和修理失效的卫星。太空中那些昂贵的卫星，有时也会突然损坏，或未能进入预定轨道，或“服役”期未满而停止工作。那些因某个零部件损坏而“短命”的卫星，如让其在太空中“流浪”，真是极大的浪费。此时，航天飞机利用机动飞行，去接近卫星，实行“上门服务”，就地“诊断修理”。有些卫星实在无法修理，就带回地面“住院治疗”。这些“绝活”，绝非是运载火箭所能干得了的。

人类是怎样从航海、航空到航天？

人类是在地球陆地上发展起来的，然后逐渐将活动范围扩大到海洋，到地球大气层空间，到地球大气层以外的宇宙空间。这每一次扩展，都是人类发展史上的一次飞跃，但冲出地球大气层，进入广袤（mào）的宇宙空间，无论从哪方面来说，都是最大的一次飞跃。

让我们先从活动面积和空间的大小来比较。

人类在陆地上的活动范围，充其量就是地球的全部陆地面积，大约是1.5亿平方千米。

人类航海活动的范围，就是地球的海洋面积，大约是3.6亿平方千米。

人类的航空活动范围，只限于低层地球大气层空间，如果以升限20千米计算，其活动空间的体积很容易算出来。地球的半径约6400千米，以6400千米加20千米半径的球体体积，减去地球的体积，就是航空活动的范围。这是小学生也可计算出来的，是很有限的。

我们再来看宇宙航行。

宇宙航行第一阶段航天的范围是整个太阳系。太阳系的半径若以冥王星轨道为限，为40天文单位，约60亿千米；若以彗星轨道为限，约23万天文单位，约34万亿千米！

宇宙航行第二阶段的活动范围是整个宇宙空间。宇宙有多大？难以知晓。如果以大爆炸诞生时光传播的范围计算，光是球面传播的，则球形宇宙的半径是光速乘宇宙的年龄。宇宙的年龄若以140亿年计算，则宇宙的半径为140亿光年，大约是1400万亿亿千米！这是地球大气层空间无法相比的。

再从延续时间来比较。人类的陆地、航海和航空活动，最多延续到地球和太阳衰老的时候，也就是还有50－60亿年。而宇宙航行则与宇宙同在。宇宙还能存在多长时间？无人知晓。但据认为，所有星系在1031年后会形成大黑洞，黑洞需10106年才能蒸发完。据信黑洞也能提供生命生存的条件。这么算来，宇宙航行可延续的时间为1031－10106年！

人类活动范围的扩大，是以科学技术为支撑的。载人航天确是人类发展史上最大的一次飞跃。

为什么人造卫星总是向东发射？

人造卫星是人类用于探索太空，或者探测地球的航天设备。不知你注意到没有，所有的国家在发射人造卫星时，总是把发射方向指向东方，你知道这是什么原因吗

这是因为，地球是由西向东旋转的，将人造卫星由西向东发射时，可以利用地球的惯性，大大节省燃料和推力。地球运动的速度，随着纬度的变化也是不相同的。一般地说，赤道上的运动速度最大，达到每秒0.46千米，随着纬度的增加而减小，南北两极为零。所以发射地点的纬度越高，火箭所需的推力也越大。如果顺着地球自转的方向，在赤道附近发射倾角为0的卫星，就可最充分利用地球的自转惯性，达到最理想的效果。

当然，由于世界各国的地理位置不同，卫星不可能全在赤道附近发射，发射方向也不会都是由西向正东方向，总要偏向东南或东北。不过，人们总会尽可能利用地球的自转惯性，节省推力。

航天飞机与载人飞船有何不同？

航天飞机与载人飞船都是人们早有所闻的航天器。航天飞机在外形上很像普通飞机，不过它是靠运载火箭发射和升空的。它功能多、用途广，既可载人运物，又可在太空发射卫星。它能在机场上降落，并可重复使用。载人飞船在技术上较为简单，主要用于各种载人航天技术试验，进行空间站人员救生和各种科学研究等。载人飞船虽也是靠运载火箭送人轨道的，但不能重复使用。现在，航天器在造福于人类的同时，又将战争从陆地、海洋、天空扩展到外层空间。

航天飞机有哪些优点？

由于航天飞机起飞容易，回归迅速，能够像普通飞机那样进行定时维修和保养，因此大大提高了使用次数。

为什么空天飞机比航天飞机优越？

目前，航天飞机是人类探索太空的主要工具，不过，科学家已经在研制比它还优越的空天飞机了。

与航天飞机一样，空天飞机是可以在地面与太空之间来回飞行的运输工具，所不同的是，航天飞机需要火箭推进飞入太空，而空天飞机是由普通飞机用的涡（guō）轮喷气发动机驱动，只不过用的是液氢燃料。空天飞机能以每小时1.6～3万千米的速度在大气层内飞行，而且可以直接加速进入环绕地球运行的轨道，返回大气层后，又可像飞机一样在机场上着陆。

空天飞机在飞行时，由于和地球大气层产生剧烈摩擦，它的头部和机翼前缘的表面温度可达2760摄氏度，因此，空天飞机对材料的应用要求比航天飞机还要高。与航天飞机相比，空天飞机不需要规模庞大、设备复杂、造价昂贵的发射场，并且空天飞机完成一次飞行后，经过一星期的维护就能再次起飞，这样，就大大降低了成本。

航天母舰会成为现实吗？

我们大家都知道，发射卫星、飞船和航天发射场的位置应设立在尽量靠近赤道的低纬度地区，因为只有在纬度为零情况下，航天器才能达到最大的速度优势：火箭速度加上地球自转速度。像俄罗斯的拜科努尔发射场、美国的卡纳维拉航天中心、法国的库鲁以及日本的内之浦宇宙发射场、中国的西昌卫星发射中心等，都是基本符合这一条件的优良的航天发射基地。

不过，不管哪一个发射基地，都有不足之处，因为它限制了航天器轨道平面的倾角方案和用于其他目的的发射能力，有时还受到气象条件的干扰。于是，有人就想，如果建造一艘大吨位，能从赤道附近的国际海域发射航天器的“航天母舰”的话，不仅纬度的优势将更明显，而且以上几点不足也将消失。此外，从海上发射有助于选择任何一个合适的地点、时间发射，发动装置和其他一些珍贵的零部件也可能得到再次利用。这一设想也许很快就能变成现实。

空间飞行器的形状为什么千奇百怪？

空间飞行器，分属于人造地球卫星、飞船、空间站及探测器等人造天体。它们根据用途的不同，各以其特定的结构和方式运行在不同的轨道上。

空间飞行器的结构主要分为两部分：一部分是为满足特定用途如通信、导航、气象观测、资源探测、军事侦察等的专用系统；另一部分是共有系统，包括壳体系统、姿控系统、测探系统、温控系统及电源系统。

飞行器不仅结构复杂，且外形多样，如有球形、圆锥（zhuī）形、柱形、多面球形等；有的顶着“锅状”天线，有的伸出一块或几块平板，有的带有几根鞭状的细杆。为什么空间飞行器的形状千奇百怪呢它们之所以不像飞机、汽车、火车等具有统一的流线外形，是因为它们都是在近乎真空的条件下运动，不必要太考虑运动阻力，而主要是考虑空间发射和运行性能等因素，所以，其形状也就千差万别了。

飞行器能在太空呆多久？

2001年4月，位于西班牙马德里的深空天线网意外地接收到了一个异常微弱的电波信号。经查证，该信号是由一艘与控制中心失去联系近8个月的宇宙飞行器发回的。此前，科学家以为这艘名为“先锋10号”的飞行器大限已至，因此没料到还会收到它传回的信息。截至2002年，“先锋10号”已在太空中正常运行近30年时间，是宇航飞行器中超期限服务的精英之一。除“先锋10号”之外，“旅行者1号”、“旅行者2号”、“IMP－8号”都是拒绝死亡的精英飞行器。

早在上个世纪70、80年代，上述飞行器就已经有相当出色的表现，科学家借助它们在探索太空时传回的珍贵信息，得以对木星、火星、天王星和海王星等行星的大气状况以及太阳风在地球外围的活动情况有所了解。如今，在经过地面上的工程师们对它们进行远距离遥控修复及调试之后，这些精英们又将继续进行外太空星际探索，继续为宇航事业作出贡献。“先锋10号”是在1972年3月2日发射升空去执行水星探索计划的。2002年3月2日，科学家向这艘早已光荣完成使命、超期服役的飞行器发去一组特殊的信号，以示祝贺。经过22小时，穿越了长达120亿公里的星际空间之后，“先锋10号”的回应信号到达了地球。它那甚至不如一只家用灯泡能量大小的信号，听上去却是那么悦耳、清晰（xī）。然而，如果没有地面人员的远程精细操控，“先锋10号”的最新讯息就完全有可能失落于茫茫太空。黑暗中摸索

在经过25年的宇宙航行之后，“先锋10号”的天线指向发生了偏移。1997年，科学家们意识到他们必须重新为“先锋10号”的天线定向，让它指向地球，以便同它保持联系。但这一定向过程带有巨大的风险，就是“先锋10号”可能因此变成“哑巴”。为了保证定向操作所需的能量，就不得不暂时关闭“先锋10号”的传送器，然后又打开，接着又关闭、打开数次。在寒冷的深空中，这样的操作有可能产生热震荡，从而损坏传送器。可喜的是，经过90分钟的定向操作之后，“先锋10号”安然无恙。这可真是一个了不起的成就。“先锋10号”的设计目的是探测木星，从理论上说，以“先锋10号”的速度从地球去木星只需21个月，但是为了到达木星，“先锋10号”必须穿越当时被认为是不可逾越的小行星带。当时是20世纪60年代，科学家手中掌握的有关小行星运行的资料相当有限，仅测定出约3000颗体积稍大的小行星的运行轨迹。而对于小行星带中存在的大量微粒，则无法确定其对飞行器的撞击危害性。于是，设计者将飞行器造得尽可能坚固，以便让它能实地检测小行星带的危险性。事实证明，小行星带中的微粒并不会对飞行器造成损害。经过30年的摸索之后，“先锋10号”终于为未来的所有宇航飞行器找到了一条穿越小行星带的安全路径，并且拍摄了木星及其卫星的第一批近距离照片，接着向太阳系的外围进发。1997年“先锋10号”正式宣告退休。但它作为有价值的空间资源，退休之后仍将被用于地面控制中心调度人员的培训及通讯技术的课题开发等。

月球车是怎么回事？

在月球表面行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，叫月球车。它分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车。

无人驾驶月球车由轮式基盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电。月球车根据地球上的遥控指令，在高低不平的月面上行驶。遇到紧急情况，月球车上有一套特殊装置能避免颠覆（diānfù），能自动进行工作。

有人驾驶月球车，由宇航员驾驶在月面上行走，主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗，存放和运输由宇航员采集的土壤和岩石标本。它的动力是由蓄电池供应的。

1970年11月，前苏联把世界上第一个无人驾驶的月球车送上月球。1971年9月，美国“阿波罗”15号飞船登上月球，2名宇航员驾驶月球车在月面上行驶了27和35千米。

什么是卫星式飞船？

苏联发展载人航天，选择了先发射无人卫星式飞船的途径，为载人飞行作技术准备。它实际上就是无人驾驶的“东方”号飞船的试验飞行，目的是考核飞船和进行动物飞行试验。

卫星式飞船由密封的回收舱和设备舱组成，返回时，设备舱与回收舱分离，然后在大气层中烧毁。

1960年5月15日发射“卫星式飞船1”号，回收失败。

1960年8月19日发射“卫星式飞船2”号，载有“别洛卡”和“斯特雷卡”两条小狗，还有50只老鼠。第二天成功返回地球。

1960年12月1日发射“卫星式飞船3”号，载有两只小狗。返回时由于再入角过大，回收没有成功。

1961年3月9发射“卫星式飞船4”号，载有一条小狗，成功返回地面。

1961年3月25日发射“卫星式飞船5”号，载有一条小狗，成功返回地面。

成功返回，是载人航天必须解决的一个关键技术问题。这中间存在许多失之毫厘差之千里、一步失误全盘皆（jiē）输的技术因素。

首先，要将飞船由轨道运行的姿态调整到返回的姿态，使飞行方向与地平线成预定的夹角（即再入角）。再入角的些许误差都会造成返回的失败。

其次，飞船的返回舱要与不返回的舱段顺利分离。因为不返回部分没有防热措施，通过稠密大气层时会燃烧，这会殃及返回舱。同时会加大落地时的冲击，使返回舱撞毁。

第三，返回舱要能经受住制动（反推）火箭点火熄火时产生的剧烈振动，进入稠密大气层时的巨大冲击过载和此后的减速过载。

第四，返回舱还要能经受得住通过稠密大气层时产生的上万摄氏度的高温，而不被烧毁。

最后，返回舱要能安全着陆而不被摔毁。

苏联5次卫星式飞船的发射、飞行和返回试验，检验了飞船的结构性能，可以保障载人飞行和返回的安全；同时，通过大量的太空生物试验，证明了人可以经受住航天环境因素的考验。

这些卫星式飞船的发射、飞行和返回，当时在全球制造了浓厚的气氛：苏联很快就会将第一名航天员送入太空了。

何为“东方”号计划？

密封座舱内除生命保障系统外，还有自动控制和手动控制系统、通信系统、自动信息记录系统、定向系统、飞行控制系统、温度调节系统、测量轨道参数的设备系统、化学电池、测量人体生理功能的仪器仪表、电视、摄像机、制动火箭和着陆系统等。

返回程序与卫星式飞船相同，即制动火箭点火，进入返回轨道，仪器设备舱与密封座舱分离，在稠密大气层中烧毁。航天员可乘密封座舱着陆，也可在离地面约7000米时，用弹射座椅弹出密封座舱，然后用降落伞着陆。“东方”号计划取得了抢先将航天员送入太空的荣誉。根据美国要抢先载人登月的竞争态势，后来又尽量延长在轨道上的飞行时间，增加轨道高度，并练习两艘飞船在轨道上的会合，编队飞行，这显然是为轨道对接和长期太空生活作准备。“东方3、4”号在轨道上会合时的最小距离为6.4千米，“东方5、6”则为4.8千米。“东方”号计划还赢（yíng）得了首先将女航天员提列什科娃送入太空的荣誉。

何为“水星”计划

由于美国没有专门的载动物轨道试验飞行的计划，“水星”计划的早期发射，除了考核运载火箭和飞船外，就是载动物进行飞行试验。“水星”飞船由密封座舱、逃逸（yì）系统、天线容器、回收部件、反推火箭与分离火箭、防热层等部分组成。先后共发射25艘，其中载猴子和猩猩飞行各2艘，载假人飞行4艘，载人亚轨道飞行2艘、载人轨道飞行4艘，其余是在计划早期用于考核飞船和火箭。

早在1959年8月21日，就开始用“小兵”火箭发射“水星”飞船外壳的试验，但由于“小兵”火箭在技术上还没有完全过关，成功率很低。不得不请出技术上相对成熟的“红石”导弹和“宇宙神”洲际导弹，经改装后作为运载工具，但仍失败连连。

直到1961年4月12日苏联首先把加加林送入太空后，上述3种火箭都还没有把握将载人的“水星”飞船送入绕地球飞行的轨道。为了在世人面前挽回面子，只得“硬着头皮”用“红石”火箭于这年的5月5日发射“水星3”号飞船，将勇敢的航天员阿伦·谢泼德送入185千米的高空，作抛（pāo）物线飞行，在太空飞行的时间只有15分钟，然后垂直下落，溅落在洋面上，名为“亚轨道”飞行。

7月21日，航天员弗吉尔·格里索姆乘“水星4”号飞船再作一次亚轨道飞行，太空飞行时间16分钟。

在经过载假人和载动物黑猩猩的几次轨道飞行成功后，1962年2月20日，大推力的“宇宙神”火箭终于将“水星6”号飞船送入太空，约翰（hàn）·格伦成为美国第一个绕地球飞行的船天员，在轨道上飞行4小时55分钟。

人类什么时候才能登上水星？

1973年11月3日，“水星10号”探测器从地球升空，开始了飞往水星的旅程。1974年3月29日，它抵达了水星，在离水星表面705公里处通过，随后又在当年的9月21日和1975年3月6日两次通过水星。这次考察总共探测了45％的水星表面，传回了2700多幅水星照片。自那以后，对水星的空间探索沉寂（jì）了将近20年。但是对水星的研究并没有停止，长期的研究再次触发了科学家对水星进行考察的兴趣。上世纪末，美国开始筹划“信使号”飞船探测计划。“信使号”定于2004年3月或5月的中下旬发射，根据预定的飞行轨道，它将在2004年6月及2006年3月两次飞越金星，在对金星进行考察后于2007年7月27日从水星附近飞过，而后又将在2008年4月11日第二次通过水星，最后于2009年4月6日开始进入环绕水星的轨道。这个轨道的最高点为15000公里，最低点200公里。轨道与水星赤道成80度，最低点在北纬60度。“信使号”将携（xié）带大量科学仪器，届时将对水星的表面、内部、大气以及附近的空间环境进行综合考察，送回更多关于水星的信息。

何为“上升”号计划？

在计划实施过程中，苏联领导人赫鲁晓夫得知美国准备搞载3人的航天飞行计划，便立即要求抢先发射载3人的飞船。正患严重心脏病的科罗廖（liáo）夫带病工作。新研制载3人的飞船来不及了，只得拆掉载2人的“上升”型飞船中的弹射座舱。但这样座舱容积仍然不够用，于是进一步让航天员冒险不穿臃（yōng）肿的舱外活动航天服。

1964年10月12日，“上升1”号首先载着弗·米·科马罗夫、康·彼·费奥克蒂（dì）托夫和鲍（bào）·叶戈罗夫3名航天员进入轨道，绕地球飞行16圈，历时24小时17分。争得了载多人太空飞行这个“第一”，不过这也使科罗廖夫进一步病入膏肓。

这时，苏联又得知美国在“双子星座”计划中安排有太空行走的内容。为了抢得这个“第一”，科罗廖夫机灵应对，在“上升”型飞船的壁上开一个口，安装一个气闸室，供航天员进行太空行走时，出入座舱之用。发射时，气闸室呈摺迭状，用一个保护锥保护，入轨后保护锥被抛掉，气闸室充气膨胀，完成任务后抛弃。由于出舱到太空行走的航天员，是一定要穿舱外活动航天服的，所以飞船无论如何只能载2人飞行了。

1965年3月18日，“上升2”号飞船载着阿·阿·列昂诺夫和帕·伊·别到亚耶夫进入太空。在绕地球飞行的第二圈时，列昂诺（nuò）夫系着保险绳，走出舱座，破天荒地在空旷的太空中游荡了10分钟，但在进入座舱时却花了12分多钟，险些进不了舱。“上升2”号在太空飞行26小时，于3月19日返回地面，整个“上升”号计划结束。4天后，美国载2人的飞船发射成功，两个多月后，美国航天员进行了太空行走。

月球航行知多少？

进入奔月轨道后，第三级火箭上保护登月舱的外罩分成4瓣分离。然后飞船的指挥舱与服务舱一起与登月舱暂时分离，并调转180度，让服务舱在前，指挥舱与登月舱对接。最后，登月舱与第三级火箭脱离连接。整个飞船以服务舱－指挥舱－登月舱的次序飞向月球。

返回时，登月舱上半段与指挥舱对接，两名登月航天员进入指挥舱后，抛弃登月舱上半段，进入返回地球的航程。接近地球后，服务舱与指挥舱分离，指挥舱载着3名航天员再入地球大气层，最后打开降落伞，溅落在夏威夷（yí）附近的太平洋上。

从1969年7月到1972年12月，除“阿波罗13”号登月失败外，先后有6艘“阿波罗”飞船送12人登上月球。主要情况如下：

嫦娥何时见到故乡人？

2003年，中国启动名为“嫦娥”工程的探月计划。“嫦娥”工程将分为“绕”“落”“回”三个阶段实施。“绕”即发射月球探测卫星；“落”是将月球探测器发射致月球表面；“回”即返回，是月球探测器发射至月球表面软着陆，采集月球样品再返回地球。

实现“嫦娥”工程三个阶段的目标估计需要十多年时间，2006年即可实现第一阶段目标。或许用不了太长时间，嫦娥就会见到故乡人了。

中国人的奔月梦何时能实现？

属于高轨道运载火箭的长征3号系列火箭，是中国目前运载能力最大的火箭，也是世界上高轨道运载能力较大的著名火箭，可分别将1.6吨、2.4吨和3.3吨的探测器送入奔月轨道。

经过40多年的不懈（xiè）努力，中国的航天运载技术已跻身世界先进行列，长征系列火箭已具有发射近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道有效载荷（hé）的运载能力，入轨精度达到国际先进水平。

到目前为止，长征火箭共进行了69次发射，成功63次，成功率已达到发达国家的运载火箭水平。现在用来发射“神舟”飞船的长征2号F火箭，再加一个推进器也可以把探测器送到月球。由于月球探测器不仅要在月球表面着陆，还需从月球返回地球，因此将来进行月球探测，所需发射质量相对较大，需要运载能力更大的运载火箭。他透露，中国新一代大推力运载火箭已在规划中。

你知道火星上的“人造”洞吗？

这是“勇气”号传回的火星车在岩石上打的洞的照片，这个洞虽然只有2.7毫米深，45毫米宽，却是人类在火星表面上留下的第一个“人造”洞。（美国宇航局照片）

2004年2月6日美国宇航局的“勇气”号火星车用机械臂上的打钻机在火星上的一块岩石上打了一个洞。科学家说，“勇气”号创造了历史，这是人类首次在火星表面上留下“人造”洞。“勇气”号花费3个小时用机械臂上的打钻机钻入一块名为“阿迪朗达克”的岩石内部进行探测，它钻的这个洞深2.7毫米，宽45毫米，科学家们可以通过这个洞分析火星过去的地质构造。接下来，它将利用机械臂上的显微成像仪拍摄岩石的显微照片。“勇气”号从1月21日起就瘫（tān）痪（huàn）在火星表面，病因是电脑存储器中的数据堆积过多，耗尽了存储器的存储空间。科学家在删除存储器内的部分数据后，使“勇气”号于2月1日恢复了探测工作。此后，专家对火星车上的软件系统进行了多次遥控测试和修理，并于4日对电脑存储器进行了重新格式化。5日晚，地面人员对火星车的电脑系统进行重新启动后，“勇气”号终于回到了“完全健康”的状态。

在火星另一个半球探测的“机遇”号火星车6日向着陆点附近的一处外露岩床行进了大约2米。抵达后，它将在那儿停留数天，探测岩石中赤铁矿的含量，并再传回土壤的显微照片。

你知道在火星何处寻找生命？

科学家现在知道了在火星什么地方寻找生命，这一观点是俄罗斯科学院航天研究所实验室主任伊戈尔·米特罗法诺夫在接受俄塔社记者采访时发表的。他强调，从美国“机遇”号火星车传送回地球的资料能对寻找生命的区域（yù）作出判断，俄罗斯科学家不怀疑，地球人能在火星上发现原始生命形式的痕迹，但是我们过去不能确切知道在哪里去寻找它们。

米特罗法诺夫指出，火星车在火星地表发现含有所谓与水化合的矿物，这证明火星某个时期像地球一样曾存在过生命。他认为，这一发现能重新“瞄准”在“机遇”号火星车曾经研究过的火星地区寻找这类矿物和古生命踪迹的实验。

此前，美国宇航局宣布，火星车发现了火星上过去曾存在大量水的证据。

火星上有火山吗？

现正在围绕火星运转的欧洲“火星快车”探测器拍摄到火星奥林匹克山顶一幅高质量彩色照片，该山是太阳系中最高的火山。从照片中可以看到复杂的火山口，火山口深3千米，其横截面约为80千米。火山拥有几个塌（tā）陷（xiàn）处，彼此又部分重叠，都是在火山各次喷发时形成的。看来，这火山喷发是在很早很早以前发生的，因为那时在火星上曾经历火山活动时期。

第一位火星移民是谁？

来自地球上的第一位火星移民也许不是人类，而是植物。美国宇航局打算在2007年发射“侦察员”飞船，把带有水母发光基因的拟南芥（gài）送到火星上去。

之所以选择拟南芥做试验，是因为它有三个优点：它的株身较矮，可放在较小的暖房里；它的生命周期不长，只有六个星期；它的全部基因组已经破译。（基于同样理由，国际空间站的“独立试验”也用它来研究植物对微重力的反应。）

人类何时才能在火星上定居？

在过去100年里，有太多东西改变了我们的生活，在未来100年中，我们的生活无疑会改变更多。人类实现了登月的梦想后，更大的目标就是载人火星飞行，踏上火星之时，更长远的计划是改造火星环境，使之成为适合人类居住的第二个地球。科学家们坚信，人类最快可以在10年内踏上火星，太空旅游潮也会很快随之而来，届时，乘宇宙飞船观赏火星落日是最刺激的时尚之旅，假如囊（náng）中羞涩，去干巴巴的月球蹦蹦高也行。

能在火星上种植树木是火星变得适合人类居住最重要的条件，这样在以后的数万年间，大量的树木就可以为火星大气提供足够的氧气，使登上火星的人类可以自由地呼吸。但就火星目前的情况，地球上的微生物在火星上仍无法得到足够的氮维持生命，因为氮元素是植物进行光合作用的主要元素，对于植物的生长具有至关重要的作用。

科研人员认识到，在火星解冻的过程中可以将地球上的微生物及植物带上火星，预计火星表面将在未来100年之内解冻，整个火星星体解冻的时间可能需要大约700年。

NASA阿姆斯研究中心的克里斯·麦凯认为，将火星变得适合人类居住的第一步，是通过名为“大地营造”的方法来提高火星地表的温度，其实火星表面的温度只需提高几度就可以满足地球上最原始微生物的生存需要，这些微生物包括在南极洲发现的青苔及海藻类生物。如果火星上的大气能够充满超温室气体，那么在未来100年之内它将成为适合人类居住的星球。

为什么选择火星？

关于火星人、火星生命等激动人心的问题已经争论了近一个世纪。因为自从望远镜发明以后，由于多种特性与地球相似，火星一直被誉为第二个地球。

火星的运行确实与地还需有着相似之处，它绕太阳一圈的周期为687天，而它的自转周期仅比地球长41分，更令人惊讶的是它的自转轴倾角也只比地球的在32分。因此，火星上不仅有类似地球上的季节之分，还能明显区分出“五带”，即热带、南北温带和寒带。火星的平均温度与地球相关也不大，赤道地区的昼夜温度在20度到－80度之间，而最寒冷的极区的温度变化于－70度到－140度。此外，火星上还且定量的大气，有白皑皑的极冠，且随季节变化大小范围有明显的变化。由此可见，当人类着手为自己寻找另一个理想家园时，对火星寄予深切希望是顺理成章的事。

火星上现在有什么？

现在知道，火星表面十分荒凉。望远镜中盾来明亮呈橘黄色的区域是它的“大陆”，那里到处是黄、红色的沙丘和怪石，火星的南、北半球有很明显的区别，北半球比较平坦，间或有些死火山，平均比南半球低4千米，而南半球则有比较多的大大小小的环形山，山边缘的坡度也比较平缓，脊棱（léng）也受过某种“风化”作用。从大小比例来看，火星上的环形山除了起源于陨星外，还有不少是火山活动的结果。100多年前所谓“火星运河”其实就是这些环形山及其阴影造成的错觉。

火星上确有奇特的“河床”，这些干涸的河床纵横交错，似乎主流和支流相连，达几千条之多，多数人认为是由于过去火星在深化早期的活动时代，火山喷出来的巨大熔岩造成的，但也有人认为不能排队这可能是真的河流遗迹。尽管火星上目前没有液态水，但在火星形成早期，可能有较高的温度，完全有可能形成大量的液态水，造成真正的大江巨川。

火星上是否有生命存在一直是悬而未决的谜。美国航宇局的科学家们通过研究认为，火星上的抗陷及裂口部分所具有的沉积物，看上去和美国亚利桑那州的沙漠或者是大峡谷有着非常相似的结构。研究人员称，尽管人们对这些数据的评价各不相同，但它很可能会改变科学家们看待火星的方法。这个红色的星不再象月球一样被人们当作一块化石了，更多的是“一个曾有生命活动的星球”。

人类是怎样进行火星探索的？

毫无疑问，呆在地球上人类是无法解开火星的种种迷团的，种种迹象表明，在未来10至15年内我们必将成功踏上和开始着手改造火星。因为最初选定火星作为目标之时，如何在太空中获取氧气和保证飞船长途航行的动力，是人类远征火星必须解决的两大问题，现在这两个问题已基本解决。

新世纪初，从火星大所中分离氧气的方法已被掌握，可以节省大量燃料的离子发动机也已经出现，并开始装配在“深空1号”科学探测器上投入实际使用，可以说前往火星必要的各项技术和工艺试验已经完成或接近完成。目前，俄罗斯和美国已经在地面的密封舱里，训练宇航员如何在长期的太空飞行中生活和从事科学考察。

美国航宇局（NASA）近日制定的一项探索火星的长期计划显示，NASA将在未来10年间完成6次重大的火星探索行动，其间，意大利和法国的航空部门也将参与这些行动。

NASA太空科学研究项目的负责人艾德·威勒（lè）博士表示：“我们计划跟踪研究火星上是否存在水源这一问题，以便最终找到这一重要问题的答案，使得人们对火星上生命的起源以及目前是否已有生命存在有一个明确的认识。”

NASA表示，在2010年前，该机构将派出更多的火星探测器执行太空研究计划，到2010年之后，NASA还将派宇航员前往火星取回地表样品。NASA发言人称，包括上述行动在内的这一长期发展计划是该机构太空探险历史上史无前例的，其最终目标是确定火星上到底有没有生命存在，以及目前这些生命是否还在延续。

NASA未来5年内用于上述计划的平均年预算在4亿至4.5亿美元之间，计划内容包括发射一系列火星探测装置以及若干艘可以着陆于火星表面的太空探测船。

与此同时，俄罗期“能源”火箭航天公司专家计划，在火星轨道上建造一座便于人类长期研究开发火星的空间站，并打算在条件成熟时吸引多国参与该计划的实施。

专家们已设计出了火星空间站的原型，这座未来的空间站重约400吨，由多个舱体对接而成，可容纳10名宇航员长期工作。空间站舱体由前向后依次为：气密过度舱、气压舱、科研舱、两个居住舱、两个过度舱、健身医疗舱和联动机件舱。

空间站各组件将由超大推力“能源”型火箭分批送入地球轨道，并在那里完成组装。再由空间站上的数百个蜂窝状小型电动喷气发动机产生动力，最终使空间站远征火星。预计，空间站建设工期长达10年，所需资金约为100亿美元。

你知道空间站的用处吗？

空间站是具备一定实验和空间条件，并可供宇航员生活和工作的长期运行的航天器，又称太空站、轨道站或航天站。

空间站的建立，使载人航天进入实用阶段，对科学研究、国民经济和军事都具有重大价值，在航天事业上起着很重要的作用。

因为空间站具有重要而广泛的应用价值，所以备受世界各国的重视。前苏联在1971年首先发射了世界上第一个空间站d后，又相继发射了多个空间站。美国于1973年发射了一个“天空实验室”空间站，日本、加拿大和西欧各国也致力于空间站的建立。不久的将来，空间站将成为各国在太空竞争的战场。它在军事上的应用也有广阔的前景。

什么是“天空实验室”？

在初期航天竞争中失利以后，美国人不仅搞抢先载人登月的“阿波罗”计划，“把苏联人摔倒在月球上”，而且要一鼓作气，逐渐甩掉一次性使用的火箭和一次性使用的载人飞船，而建设永久性航天站和为它配套的天地往返运输系统——航天飞机，要远远地将苏联人抛在后面，为此拟订了“天空实验室计划”。

1973年5月15日用两级的“土星5”号火箭发射了试验性航天站的主体，由轨道工场、多用途对接舱、气闸舱、仪器舱和“阿波罗”望远镜等组成。

或者是好事多磨，或者是欲速则不达，轨道工场在发射过程中，它的铝制流星防护层被撕裂。三块太阳能电池帆板中，一块脱落，一块被撕裂的铝条缠住没有展开。这使供电量减少一半，电力严重不足。同时，因太阳能电池帆板除供电外，还起遮阳的作用，由于上述情况，“土星工场”处在太阳暴晒之中，场内温度平均达41℃。

这时，还谈不上有航天飞机前去与“土星工场”对接，代用的是登月剩下的“阿波罗”飞船。在这里，登月舱是派不上用场的，于是便用“阿波罗”计划中研制的“土星1B”火箭，于1973年5月25日发射“阿波罗”飞船的指挥舱和服务舱，将C·康拉德、J·克尔温和P·韦茨（cí）三名航天员送上“土星工场”进行抢修。他们首先树起一把遮阳伞，接着展开那块被缠住的太阳能电池帆板，然后进行天地观测，拍摄太阳照片30000多张、地球照片近9000张，记录资料磁带14000米，在太空生活28天。

这年7月28日，第二批3名航天员进入“土星工场”，他们更换了遮阳伞，拍摄太阳照片77000多张、地球照片14000多张，记录资料磁带42000米，在太空生活59天。

这年11月16日，第三批3名航天员进入“土星工场”，他们的重点任务是对地面进行战略侦察，拍摄地面照片20000张，记录资料磁带45000米，也对太阳和康浩特彗星进行了观测，拍摄照片75000张，在太空生活84天。

由“土星工场”和“阿波罗”飞船指挥舱、服务舱组成的“天空实验室”，全长36米，重约91吨，工作容积327立方米。

由于“阿波罗”飞船所剩无几，此后“土星工场”在无人状态下飞行，而原计划与它配套的航天飞机，在它于1979年7月11日坠毁时仍无法问世。

从太空能获取哪些生命财富？

目前，太空医学研究的内容包括细胞组织工程、器官移植、再生医学和病理研究。太空环境为医学研究提供了难得的条件。比如，一种寄生在草莓中的环孢（bāo）寄生虫常常引起严重的胃肠道疾病，也是造成新生儿脱水死亡的重要原因之一，在地面环境中还没有谁能在实验室的培养基中培养出这种寄生虫。最近，研究人员在太空中采用新方法培养出了这种寄生虫，为防治该种疾病提供了新线索。

太空中病毒生长迅速，能为研究人员提供一个全面观察艾滋病病毒的机会。近年来，美国研究人员已经利用空间站的生物反应器培养出了艾滋病病毒。

无论是寄生虫还是微生物，在太空的失重环境中都能快速生长，这不仅为开发新药提供了条件，而且为认识疾病病理创造了条件。比如，美国研究人员把癌细胞放到太空中进行研究，结果发现结肠癌细胞的直径居然可以长到10毫米大，其体积是地面实验室培养出来的结肠癌（ái）细胞的30倍。这项研究证明失重环境有利于组织和细胞的生长，这不仅为观察肿瘤生长提供了条件，而且为制造抑制肿瘤生长的药物和治疗癌症提供了线索。太空育种

在太空生物技术中，目前研究得最多的是太空育种。美国研究人员于2002年把大豆带到太空，获得了诱导突变的良种，现在正在进一步分析其中的蛋白质、脂肪、碳水化合物和其他成分的含量。如果能获得成功，这将是继转基因大豆后的另一种培育育种大豆的方法。

我国的太空育种从1987年开始，现在通过国家品种审定的已经有18个。太空育种的机理是，太空中具有失重、高真空、宇宙高能粒子辐射、宇宙磁场的综合作用，能使植物DNA链条发生断裂或重组，基因组发生易位，产生新的突变体。当然，这种突变是随机的，可以像选种一样挑选那些产生了较好变异的品种。现在，我国经过太空育种的作物有50多个品种，其中有的已经大面积推广。

我国培育的太空黄瓜“航遗1号”的最大单果重1800克，长52厘米。经中国食品检测中心检测，维生素C的含量提高了30％，可溶性固形物的含量提高了约20％，铁元素的含量提高了40％。太空葫芦平均长度达到75厘米，平均果重4000克，最大单果重8000克。另外，经诱导而发生基因突变的太空葫芦里还含有苦瓜素，可以治疗糖尿病。太空西红柿最大单果重达375克，1亩（1亩＝666.7平方米）产量可达5000千克。一个太空长形茄子重达350克，不仅鲜嫩，口感也非常好。另外，“太空甜椒872”中的可溶性固形物含量提高了20％，在颜色上也获得了突破，获得了一个黄色的后代和一个红色的后代，这意味着以后人们能吃到黄的甜椒和红的甜椒。太空生物材料

人一到30岁以后，骨质就开展丢失，严重的患者会出现骨质疏松症。据统计，我国现有40岁以上人群骨质疏松症的发病率为16.1％，而60岁以上老人的发病率则为22.6％，80岁以上老人的发病率为50％。

那么，有没有办法延缓骨质的丢失过程呢？研究人员利用太空生物医学的研究表明，在失重环境下，导致骨质丢失更为迅速，因此生物在太空中丢失骨质的原理特别典型。研究人员正在利用太空生命科学作为实验基础，研制治疗骨质疏松症的药物。

人衰老的进程由骨质疏松表现的另一个外在症状是髋（kuān）骨骨折。髋骨骨折后的治疗一般是重新植入人工骨骼，但是植入物一般只能维持十年，然后又得重新植入，不仅增加病人的痛苦，而且经济负担也十分沉重。而太空研究的启示是，使用类似于自然骨骼的陶瓷材料作为人造骨就是一种新的选择。太空分子产品

科学家正在利用太空环境研究生物分子结构，以生产新的药物和蛋白质。研究人员发现，在太空失重条件下蛋白质晶体可以生长得比在地球上更大，结构更完整，从而可以进行更方便的分析。通过对这些蛋白质晶体的分析，能更深入地了解蛋白质的秘密，比如其结构和功能的关系，从而进一步了解蛋白质、酶和一些病毒在生命与健康中的作用。

研究人员利用太空环境进行生物分子研究所取得的一些成就主要在蛋白质晶体生长方面。在航天飞机和空间站中，利用失重控制晶体生长，已经生产出了较大的蛋白质晶体。比如，溶菌酶是细胞内产生的物质，对杀灭病菌和保护健康是非常有用的，研究员已经在太空中生产出了非常大的溶菌酶晶体，这对研究其结构和功能非常有利。又比如，血浆白蛋白是生物循环系统和血液中最常见的蛋白质，对于提高免疫（yì）力和杀灭病原体具有重要作用。现在，白蛋自己在太空失重条件下合成出来了，这对白蛋白的药理并制造出新的药物有指导作用。设计新药物

研究人员利用空间站上的生物反应器中生长的组织样本可以设计新的药物。比如，由于微生物在太空中可以快速生长，并且能产生较大的变异，因此把微生物样本送上太空，它们的变异率是地面上的几万倍甚至几十万倍。这些变异使微生物具有治疗某些病症的功能，对其培养后就有可能制成新的药物。可以在太空培养的微生物中制取一种或多种疫苗，还可以观察在太空中培养的微生物对其他物质的敏感程度，以设计和生产新的抗生素。

庆大霉素是目前广泛用于临床的广谱抗生素，但是，生产庆大霉素的菌种的生产能力比较低。而太空育种则可以大幅度地提高庆大霉素的产量。生产庆大霉素的细菌的孢壁厚，而且化学组成特殊，对一般的理化诱变因素有一定的耐受性。利用太空失重和生长快的条件等，就可以使生产庆大霉素的细菌发生基因突发，然后再选择那些发生过基因突变和生长快速的菌种，可以提高庆大霉素的生产能力。

此外，将不同的微生物送入空间站，可以更好地了解太空条件对微生物生命活动影响的本质，可以观察重力变化导致菌体形成的变化，分析酶活力的水平和重组质粒的稳定性，观察菌株产生抗生素、有机溶剂的能力及其他新的代谢变化情况，筛选优于原种性状的新菌株等等。

“美苏对接”是怎么回事？

人们高度关注载人航天的安全问题，航天科技工作者为此倾注了全部力量，但事故总是难免的。随着载人航天事业的发展，事故救援越来越显得迫切需要。

航天活动的范围是远远超出国界的，航天事故的救援，更需要全球的支援。

在“冷战”时期，美国和苏联在政治上严重对立，在航天事业上也展开激烈的竞争，但在航天事故救援上却找到了共同利益。

1972年5月24日，美国总统尼克松与苏联部长会议主席柯西金签订协议，商定3年后美苏各3名航天员乘各自的飞船，与“礼炮”型航天站对接，一起飞行56小时，两国航天员共同工作，探索在未来太空事故中拯（zhěng）救航天员的某种能力。

美苏对这次轨道对接和联合飞行都非常重视，它们相互提供了对接装置的图纸资料，在1973年初就各自确定了参加联合飞行的航天员，苏联还于1974年12月2日发射了“联盟16”号载人飞船，为美苏飞船的轨道对接作准备飞行，美国航天员为两国航天员的太空会合而苦学俄语。

1975年7月15日，苏联从拜科努尔发射场用“联盟”型火箭发射了“联盟19”号飞船，7个半小时后，美国从肯尼迪航天中心用“土星1B”火箭发射了“阿波罗”飞船的指挥舱和服务舱，追赶“联盟19”号飞船，两天后，两艘飞船在太平洋上空会合并对接。

对接舱门开启后，苏联航天员阿·列昂诺夫与美国航天员汤姆·斯塔福德首先热情握手，互致问候，然后，苏联航天员瓦·库巴索夫与美国航天员狄克·斯莱登、万斯·布兰德都进行了互访。在16小时47分钟的联合飞行中，两国5名航天员联合进行了科学实验，如冶炼铝钨合金等。在两艘飞船脱离对接前，两国航天员交换了针叶松和加拿大枞（cōng）树种子作为纪念。“联盟19”号飞船于7月21日在哈萨克斯坦境内着陆，“阿波罗”飞船则于7月24日溅落在太平洋上。

人们将“冷战”中的这次太空握手简称作“美苏对接”，不失为一件美谈。

航天飞机是如何诞生的？

一枚航天运载火箭发射一艘航天飞船，都是一次性使用，很不经济。让它们重复使用，是必然的逻辑发展。

美国在顺利执行“阿波罗”载人登月计划的鼓舞下，也满腔热情地投入可重复使用的航天运输系统的研制，做为航天站的往返运输系统，并以此取名为“Space Shuttle”，即“太空穿梭机”。我国著名科学家钱学森根据“航天”的定义，并联系到航空，将其转译为“航天飞机”，非常贴切。

航天飞机的设想是美好的，但实施起来却是非常困难。美国人设想了许多方案，都难以达到预想的完美程度。

要从地面起飞，最好是像飞机那样充分利用空气动力，这样就要有机翼，就要水平起飞。所以最早设想的一种方案，像是一架笨重的飞机，比B－52巨型轰炸机还大。因为它必须有足够的推进剂，使其加速到宇宙速度，巨大的燃料就把它的身体撑起来了。让这样的庞然大物飞起来，并进入太空轨道，技术难度可见。

后来推出一种方案，将一架庞大的飞机分成两架，让大的驮载小的。大飞机在地球大气层中飞行，它可以只带燃料，而利用空气中的氧气燃烧，这样它就可以大大瘦身了。在达到一定速度后，小飞机启动火箭发动机进入轨道，所以被称为“轨道器”。不过，这种轨道器的运载能力有限。

1971年，洛克威尔公司推出一种新的两级方案，将轨道器加长加大了。这种方案实施起来技术难度很大，成本也很高。

1972年，格鲁曼公司提出一种新方案，放弃了全部重复使用的想法，将质量最大的、起飞时使用的推进剂装在一个外挂燃料箱中，用完后扔掉。同时，再设两枚固体火箭帮助起飞，完成任务后分离。当然，这样一来就必须垂直发射了。这个方案成本较低，经完善后就是现在的航天飞机。

虽然是部分重复使用，但研制起来技术难度仍然很大。“天空实验室”航天站在1979年7月坠毁时，也没有等到航天飞机到来。直到1981年4月12日，航天飞机才第一次轨道试飞成功。

美国航天飞机的组成和结构？

美国航天飞机是追求航天运载工具重复使用的产物，因而它是一种特殊的航天运载工具。由于它的轨道器在轨道上运行，因而可以执行航天器的任务，如对天地进行观测等。同时，由于轨道器上设有密封座舱和生命保障设备，因而又具有载人航天器的功能。

美国航天飞机由轨道飞行器、外挂燃料箱和固体火箭助推器三大部分组成。

轨道飞行器。简称轨道器，它是美国航天飞机最具代表性的部分，长37.24米，高17.27米，翼展29.79米。

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