重生名流巨星裴清番外:空间站和飞行器
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空间站和飞行器 空间探测器 空间探测器(space probe):又称深空探测器或宇宙探测器。对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器,空间探测的主要工具。空间探测器装载科学探测仪器,由运载火箭送入太空,飞近月球或行星进行近距离观测,做人造卫星进行长期观测,着陆进行实地考察,或采集样品进行研究分析。 宇宙全景图
与早期的有人驾驶的飞船相比,空间站的体积更大,更精密。“联盟”号飞船往返于地球和空间站之间,送去所需的货物,运回科学试验成果。苏联在这座空间站里,进行了大量的科学试验,并积累许多太空飞行的经验。
几年后,苏联第二代空间站投入了使用。这种新型的空间站有两个泊位,可以接纳更多的飞船。由于供给的货物增多,航天员可以在站上工作更长的时间。
1986年2月20日,前苏联建造“和平”号空间站的工程开始了。从“和平”号空间站的核心舱发射入轨,到1996年4月26日对接上最后一个舱段,历时10年,5次对接,终于完成了“和平”号的建造,形成了包括核心舱、量子1号舱、量子2号舱、晶体舱、光谱舱、自然舱在内的6个舱,以及由“进步号”货运飞船,联盟号载人飞船组成,可与6艘飞行器对接的庞大的轨道复合体。舱段式结构的“和平”号全长87米,总重达124吨,有效容积472立方米。在晶体舱的末端还设有专门迎接航天飞机的对接口。
从1971年迄今,世界上共发射成功10个空间站,已发展到第三代,前苏联 “礼炮1号”~“礼炮5号”共5 个空间站和美国的“天空试验室”为第一代空间站,“礼炮6号”和“礼炮7号”为第二代空间站,“和平”号为第三代空间站。目前,这些空间站,除国际空间站正在建设和在轨工作外,其余8个在大气的作用下陨落,“和平”号空间站被人工销毁。 国际空间站
空间站是人类在太空进行各项科学研究活动的重要场所,1983年,欧洲空间局发射了“空间实验室”,它是一座随航天飞机一同飞行的空间站。
“联盟号”宇宙飞船是一种多座位飞船,内有1个指挥舱和1个供科学实验和宇航员休息的舱房。“联盟号”第一次发射是在1967年4月23日,飞行目的是演练这种新的宇宙飞船各个系统的工作情况。不幸的是它酿成了一场悲剧。
1967年4月3日,原苏联第一艘载人的联盟号飞船顺利发射,而且完成了第13圈的轨道飞行,飞船宇航员向地面报告工作顺利。在飞到第18圈时,操纵和稳定飞船明显发生了困难,即在从地面起飞26小时45分后,航天员开始做再入大气层的定向操纵和启动反推火箭的时候。事故发生了……当飞船以644km/h的速度撞到地面时,宇航员弗拉基米尔·科马罗夫上校当即死亡。 可以这样设想:由于轨道机动或者在再入大气层过程中出现的旋转,使回收降落伞的吊伞索缠在一起,因而在打开降落伞时不能展开,降落伞变成了一条“飘带”,造成了悲剧的发生。 “联盟1号”在发射前曾使用计算机有系统地检查了火箭的每一个部件。为谨慎起见,第一次飞行只选了1名宇航员,他就是弗拉基米尔·科马罗夫。他是苏联宇航员中技术最好的人之一,也是第一个2次进入外层空间的人,可是在这第二次飞行即将结束时,他却丧了命。对于科马罗夫的死因,苏联的官方报道极其简单,只是说宇宙飞船在飞行24小时之后按原计划进入大气层,但在7000米高空,因主要降落伞未能张开,于是飞船和宇航员一起船毁人亡。不过对这种说法持怀疑态度的大有人在。 “联盟1号”失事使苏联的载人宇航推迟了18个月,直到1968年10月26日苏联才发射了1艘新的“联盟号”飞船。“联盟3号”宇宙飞船由宇航员别列戈沃伊驾驶在轨道上飞行了4个昼夜,然后平安返回地球。在这次飞行中,别列戈沃伊取得的最大成绩是在空间轨道,试图和1架无人驾驶的“联盟2号”飞船对接。别列戈沃伊让他的飞船和“联盟2号”自动接近到相距200米处,然后改用手动操纵系统,使2个飞船靠近到仅数米的距离。苏联的第一次飞船对接是在1969年1月完成的。弗拉基米尔·沙塔洛夫驾驶的“联盟4号”飞船同“联盟5号”飞船实行了接近和对接。“联盟5号”上的宇航员阿列克谢·叶利谢耶夫和叶夫根尼·赫鲁诺夫穿上宇宙服进入了“联盟4号”。苏联人把对接后的组合飞船称为“世界上第一个宇宙空间站”。 1969年10月11日、12日、13日,苏联接连3天发射了“联盟6号”、“联盟7号”和“联盟8号”3艘飞船,在轨道上进行了广泛的科学考察,其中包括在真空和失重情况下进行金属焊接的操作试验。此外,这3艘飞船还实行了协调动作的编队飞行。这3艘飞船的发射倾角是一样的,它表明它们是从同一个地点接连3天发射的,这在当时,是在空间技术方面的一个重大突破。苏联频繁发射“联盟号”宇宙飞船的时候,正是美国实现“阿波罗” 登月计划的时候。可以明显感到,苏联正致力于建立太空实验站的试验,太空站的问世已为期不远了。 礼炮号”轨道站阶段。这个阶段从1971年4月19号“礼炮1号”上天起,到1977年9月改进的“礼炮6号”轨道站发射止,历时6年多。虽然 这种“礼炮号”系列的太空站仅仅是轨道实验站的低级形式,但它毕竟使人 类能在宇宙空间长期工作和生活一段时间了。 “礼炮号”太空站比以往苏联发射的任何宇宙飞船都要大,它有3个舱室,仅密封压力舱的容积就有100立方米。在这长20米,直径超过4米的圆柱形舱内,贮有各种食品和饮用水,以及许许多多科学实验设备、仪器和工具。 “礼炮1号”发射时,苏联没有公布太多的情况。 4天以后,当载有3名宇航员的“联盟10号”宇宙飞船于莫斯科时间1971年4月23日下午2:54发射后,塔斯社正式公布了4条飞行目的: ——与4月19日进入轨道的“礼炮号”轨道科学站进行联合实验。 ——综合检验改进了的飞船系统。 ——进一步演练手操纵和自动操纵系统以及飞船在各种飞行状态下的定向和稳定。 ——进行医学、生物学考察来研究宇宙飞行因素对人机体的影响。 4月24日莫斯科时间4:47,“联盟10号”和“礼炮1号”实行了对接。连成一体的“礼炮-联盟”共同飞行了5小时半,在完成预定任务后,“联盟10号”于4月25日返回地面。这次对接试验的成功,是苏联在建立太空站这条道路上迈出的关键一步。
航天飞机是世界上第一种可以再重复使用的太空船,也是历史上第一种可携带大型卫星进入轨道和离开轨道的太空船。航天飞机的发射像火箭,在地球轨道上运行像太空船,而着陆又像飞机。目前美国仅剩的三架航天飞机“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号,每一架按设计都需要执行至少100次太空飞行任务。到目前为止,它们加起来执行的任务总和还不到四分之一。
“哥伦比亚”号航天飞机于1979年交付美国宇航局在佛罗里达州的肯尼迪航天中心,它也是该中心接管的首架航天飞机。2003年2月1日,“哥伦比亚”号航天飞机在返回地球时失事,机上执行STS-107任务的7名宇航员全部遇难。“挑战者”号航天飞机于1982年7月交付肯尼迪航天中心。1986年1月,在发射升空后不久发生爆炸。“发现”号航天飞机于1983年11月交付肯尼迪航天中心,“亚特兰蒂斯”号航天飞机于1985年交付肯尼迪航天中心。“奋进”号是在“挑战者”号发生事故后建造的,用来代替“挑战者”号,于1991年5月交付肯尼迪航天中心。早期的“企业”号航天飞机从来没有进入过太空,只是在上世纪70年代后期在德赖登飞行研究中心进行用作进场和着陆试验以及数次发射架研究。
航天飞机由三个主要部分组成:乘载机组成员的轨道器、为主发动机提供燃油的大型外燃料箱和在起飞的最初两分钟里为航天飞机提供大部分升力的两个固体燃料火箭助推器。除了外燃料箱外,另外两个组成部分都可以重复利用,每一次发射后,外燃料箱都会在大气层中烧毁。
航天飞机单次任务在太空呆得时间最长的是1996年11月的STS-80飞行任务,在太空连续飞行了17.5天。通常情况下,每次任务按计划可在太空飞行5天至16天。在最初的几次任务中航天飞机的机组成员数量最少,只有两名,最多的机组可达8人。一般情况下,每个机组有5至7人。航天飞机的设计可以让其在185公里至643公里(115至400英里)高的轨道上运行。
航天飞机保持着目前正在使用的所有火箭中最可靠的发射纪录,自1981年以来,美国宇航局利用宇航飞机将136万公斤(300万磅)货物、600多名宇航员送入太空。尽管航天飞机已经使用了近20年,也一直在不断地发展改进,今天的航天飞机与第一架航天飞机已经有很大的不同了。美国宇航局对最初的设计进行了大大小小的数千次改进,使得今天的航天飞机比以前的任何一架航天飞机都更加安全、可靠和有效。单是自1992年以来,美国宇航局对发动机和主要系统进行了改进,便使得航天飞机的飞行安全系数提高了三倍,而飞行中可能遇到的问题则减少了70%,同时,航天飞机的花费每年节省12.5亿美元,花费减少了40%以上。由于重量减轻和其它的改进,航天飞机可以携带的货物重量增加了7.3公吨(8吨)。 美国第一架航天飞机:哥伦比亚号
1981年初,经过十年的研制开发,“哥伦比亚”号终于建造成功,它是第一架用于在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的航天飞机。它第一次飞行的任务只是测试它的轨道飞行和着陆能力。在太空飞行54小时,环绕地球飞行36周之后航天飞机安全着陆。“哥伦比亚”号是以18世纪初第一艘环绕地球航行的美国轮船的名字命名的,在下一架航天飞机,“挑战者”号建成之前,“哥伦比亚”号又进行了四次飞行。2003年返回地球时失事。
美国第二架航天飞机:挑战者号
1982年,“挑战者”号成为美国宇航局的第二架航天飞机。航天飞机(正式名称为空间运输系统)由轨道飞行器、固体燃料火箭推进器和外燃烧箱共同构成。轨道飞行器是一种用来在太空和地面之间往返运送宇航员和设备的带有机翼的太空飞机。由于它悲惨的结局,“挑战者”号这个名字在全世界的知名度可能比其他航天飞机都要大。“挑战者”号进行了10次飞行,第一次是1983年4月,最后一次(飞机失事)是在1986年。
美国第三架航天飞机:发现号
发现号航天飞机轨道飞行器是以18世纪美国探险家詹姆斯·库克的小船的名字命名的。他驾驶着这艘小船在南太平洋航行,成为第一个踏上夏威夷群岛的非土著居民。“发现”号航天飞机是美国建造的第三架航天飞机,前两架是“哥伦比亚”号和“挑战者”号。“发现”号航天飞机的第一次飞行是在1984年8月,总计飞行了21次,比任何其它航天飞机飞行次数都多。
美国第四架航天飞机:亚特兰蒂斯号
1985年,“亚特兰蒂斯”号成为美国宇航局的第四架航天飞机。“亚特兰蒂斯”号是以美国第一艘远洋船舶的名字命名的,这艘轮船从1930年到1966年在马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所被用来进行研究。“亚特兰蒂斯”号航天飞机重77.7吨,它在1985年10月和1996年3月之间进行了16次飞行。
美国第五架航天飞机:奋进号
“奋进”号是美国宇航局最新建造的一家航天飞机轨道飞行器。它是由美国宇航局于1991年建造,用来替代1986年在爆炸中被毁坏的“挑战者”号。“奋进”号是以18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船的名字命名的。“奋进”号高36.6米,宽23.4米,重71吨,造价超过20亿美元。它是美国宇航局建造的四架航天飞机之一,也是还在使用当中的航天飞机之一。其它两架分别是“发现”号和“亚特兰蒂斯”号。
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