第二讲:载人航天和载人飞船
一、什么是载人航天和载人飞船
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
目前,世界上只有美国和俄罗斯掌握了载人航天技术。前苏联于1961年4月12日发射了人类第一艘载人飞船,航天员加加林乘坐飞船绕地球一周并安全返回地面。美国于1962年2月20日发射了第一艘载人飞船。这两个国家在发射载人飞船之前,都进行过多次无人飞船发射试验。
载人飞船是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器,又称宇宙飞船。它的运行时间有限,是仅能一次使用的返回型载人航天器。载人飞船可以独立进行航天活动,也可作为往返于地面和太空站之间的“渡船”,还能与太空站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船容积较小,受到所载消耗性物资数量的限制,不具备再补给的能力,而且不能重复合作。
载人飞船具有多种用途,主要有:(1)进行近地轨道飞行,试验各种载人航天技术,如轨道交会和对接及航天员在轨道上出舱,进入太空活动等;(2)考察轨道上失重和空间辐射等因素对人体的影响,发展航天医学;(3)进行载人登月飞行;(4)为太空站接送人员和运送物资;(5)进行军事侦察和地球资源勘测;(6)进行临时性的天文观测。
载人飞船一般由乘员返回座舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应急救生装置等部分组成,登月飞船还具有登月舱。返回座舱是载人飞船的核心舱段,也是整个飞船的控制中心。返回座舱不仅和其它舱段一样要承受起飞、上升和轨道运行阶段的各种应力和环境条件,而且还要禁受再入大气层和返回地面阶段的减速过载和气动加热。轨道舱是航天员在轨道上的工作场所,里面装有各种实验仪器和设备。服务舱通常安装推进系统、电源和气源等设备,对飞船起服务保障作用。对接舱是用来与太空站或其它航天器对接的舱段。
二、航天飞机飞行原理是什么
航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,并滑翔降落回地面。第一架航天飞机于1981年4月12日发射升空。航天飞机主要由3部分组成:带机翼的轨道器,用于运载航天员和物资;外部推进剂箱,用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧;一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭。整个系统的起飞重量达2000吨,高56米。发射时,助推器和轨道器主发动机同时点火,推力达3100万牛顿。起飞后约两分钟,助推火箭被抛弃并用降落伞降落,回收后再次使用。轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时,已获得99%的轨道高度,于是抛弃。此推进剂箱在坠入大气层时解体。虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射,但不同的是,它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上。轨道器在设计上可重复使用00次,降低了航天飞行的成本。航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放,也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星。航天心机还可用作太空实验室,携带专门的研究设备进行各种科学实验。航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时,它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦,其外部可产生
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