蓬勃发展的人类航天之路

 

  地球是人类的摇篮,但是人类不能永远生活在摇篮里……――“航天之父”齐奥尔科夫斯基

  从古至今,人类就从未放弃过他们对天空的强烈向往。闪烁的星空、浩瀚的宇宙,一切神秘和美丽都蕴藏在那深邃高远的苍穹之中。太空让人类迷恋并付出过巨大的代价,只为能去一探究竟。而今,科技使我们的热望有了收获的欣慰和喜悦。从第一枚火箭升空到人类登上月球,从人造卫星到太空探测器甚至国际空间站等等,这些都是人类智慧和努力的证明。

  载人飞船的特殊技术问题

  环境控制与生命保障系统 环控生保系统是载人飞船最具载人航天特征的一个重要系统,是突破载人航天技术的关键。该系统应在载人飞船临射待命、发射段飞行、轨道飞行、返回段飞行和着陆后等待回收的各个阶段,为航天员(或载荷专家)创造合适的舱内生存环境条件,保障其在空间飞行的特殊环境下安全生活和正常地工作。该系统应有两大功能:其一,控制环境功能,实现座舱的内环境控制,即座舱大气压力控制、气体成分控制、大气湿度控制和大气温度控制。解决座舱的火情、噪声和辐射问题。其二,生命保障功能,为航天员提供各种生活支持设施,解决空间飞行条件下,特别是轨道飞行的微重力条件下航天员的进食、饮水和处理个人卫生所遇到的特殊困难。

  应急救生系统 在飞船运行的不同阶段需要采用不同的应急救生手段,在发射阶段采用弹射座椅或可分离头部(逃逸塔);轨道运行阶段由另一载人飞船靠近出故障的飞船,并与之对接,或航天员乘坐载人机动装置飞到另一艘载人飞船上去,也可以提前返回;返回阶段采用弹射座椅或分离座舱,将航天员与飞船分离。

  人工控制系统 为提高系统的可靠性和处理应急情况,载人飞船都设有手动控制装置以及照明、目视观测和话音图像通信等设备。

  安全返回系统 为确保乘员安全返回,除靠热防护层和座舱温度控制外,载人飞船的返回舱在返回过程中的制动过载,必须限制在人的耐受范围内,同时还要求较高的落点精度,以便及时发现。

  高可靠性安全性系统 载人飞船的系统和设备必须进行高可靠性、安全性设计,其技术包括制定可靠性、安全性准则,元器件的选择和控制,故障模式影响分析,危险分析,事件树分析等。

  载人航天、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、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、登月载人飞船和行星际载人飞船等。卫星式飞船主要在低地球轨道上进行航天活动,把航天员和物品送入空间站或接回地球,如1961年苏联发射的东方号飞船、上升号飞船和联盟号飞船,美国的水星号飞船、双子星座号飞船,中国的神舟号飞船。美国于上世纪60年代初研制出登月载人飞船,这种飞船是专门用来将人送上月球的大型航天器,如阿波罗号。行星际载人飞船是飞往太阳系各大行星的飞船,目前尚未实现。

  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、俄罗斯和中国掌握了载人航天技术。而载人飞船是载人航天技术发展的第一步,为载人空间站的发展积累了丰富的经验、奠定了基础。

  人类空间探索大事记

  1926年3月16日

  美国火箭研制的先驱者、科学家罗伯特・戈达德在他姑妈家的菜园里发射了世界上第一枚液燃助推火箭,这枚火箭上升了41英尺。

  1957年10月4日晚

  苏联成功发射第一颗人造地球卫星──“卫星一号”,这个略显粗糙的金属小圆筒的发射成功,象征着人类探险新时代的开始。

  1961年4月12日

  苏联27岁的宇航员尤里・加加林乘坐“东方”号宇宙飞船环绕地球一周,成为飞出地球大气层进入外层空间的第一人。

  1961年5月5日

  美国宇航员艾伦・谢泼德随“自由”7号飞船到达距地球116.5英里的远地点,他在亚轨道飞行持续了15分钟,成为美国第一位太空人。

  1961年8月6日─7日

  26岁的苏联宇航员格尔曼・季托夫在两天25小时的飞行中,环绕地球17圈,飞行中他首次启动了宇宙飞船的人工控制系统。

  1963年6月16日

  苏联宇航员瓦连金娜・捷列什科娃驾驶“东方”6号升空,成为进入太空的第一位女性,她在太空停留了2天22小时,绕地球飞行48圈,超过当时美国的任何一位宇航员。

  1965年3月18日

  苏联“上升号”飞船的宇航员阿列克谢・列昂诺夫进行了人类首次太空行走,他漂出宇宙飞船,以每小时1.5万英里的速度绕地球飞行了10分钟。

  1966年3月16日

  美国宇航员在太空中成功完成“双子星座”8号宇宙飞船与不载人飞船“阿金娜”号的对接。

  1967年4月24日

  苏联宇航员科马洛夫乘联盟1号飞船返回地面时,因降落伞未打开,成为第一位为航天殉难的宇航员。

  1969年1月14―17日

  苏联的联盟4号和5号飞船在太空首次实现交会对接,并交换了宇航员。

  1969年7月20日

  美国“阿波罗”11号上的宇航员奥尔德林、阿姆斯特朗登上月球,人类第一次将足迹留在地球以外的星球上。

  1971年4月9日

  苏联发射世界上第一艘长期停留在太空的“礼炮”1号空间站。

  1975年7月15―21日

  美国的阿波罗号飞船和苏联的联盟19号飞船在太空联合飞行,成为载人航天的首次国际合作。

  1981年4月21日

  美国成功发射并返回世界上首架航天飞机“哥伦比亚”号,使可重复使用的天地往返系统成为现实。

  1984年2月7日

  美国宇航员麦坎德列斯和斯图尔特不拴系绳离开挑战者号航天飞机,成为第一批“人体地球卫星”。

  1984年7月25日

  苏联萨维茨卡娅离开礼炮7号空间站,成为第一位在太空行走的女宇航员。

  1985年7月25日

  美籍华裔宇航员王赣骏乘挑战者号航天飞机进入太空,成为第一位华裔宇航员。

  1986年1月28日

  “挑战者”号航天飞机起飞时发生爆炸,7位宇航员全部遇难,这是一次空前的、巨大的航天灾难。

  1986年2月20日

  苏联第三代空间站“和平”号由“质子”号运载火箭送入近地轨道,其重量达123吨,工作容积400立方米,由工作舱、过渡舱和服务舱三部分组成。它是目前寿命最长的空间站。

  1994-1995年

  俄罗斯的宇航员波利亚科夫在和平号空间站上连续停留438天,成为在太空时间呆得最长的宇航员;而美国的露西德于1996年在和平号上停留了188天,成为在太空时间呆得最长的女宇航员。

  1996年11月19日-12月7日

  哥伦比亚号航天飞机进行了一次最长的太空飞行,历时17天15小时53分钟。

  1995年6月29日

  美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站第一次对接,开始了总计9次的航天飞机与空间站的对接。

  1995年3月2日-18日

  奋进号航天飞机在太空中飞行,其上的7位宇航员加上和平号上的6位宇航员,共有13位宇航员同时在太空,成为同时在太空中人数最多的一次。

  1995年2月

  发现号航天飞机上,美国宇航员柯林斯成为第一位航天飞机的女机长。

  2003年2月1日

  美国哥伦比亚号航天飞机发生爆炸,机上7名宇航员(包括一名以色列籍宇航员)全部遇难。

  从1969年到1972年

  美国进行了5次阿波罗飞行,共有12名宇航员登上月球。

  从1971年至2000年

  苏联及俄罗斯总共发射7个空间站──6个礼炮号空间站及和平号空间站。

  1999年11月20日

  中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号飞船在酒泉起飞,21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆,圆满完成“处女之行”。这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。

  2000年10月31日

  俄罗斯向国际空间站送去第一个长期考察组,使建设中的国际空间站由无人状态转为有人状态。考察组由美国宇航员威廉・谢泼德和俄罗斯宇航员尤里・吉德津科、谢尔盖・克里卡廖夫组成,他们在国际空间站停留到2001年2月。

  2001年1月10日

  中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”二号飞船。

  2002年3月25日

  中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”三号飞船。

  2002年12月30日

  中国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”四号无人飞船。

  2003年10月15日9时整

  我国自行研制的“神舟”五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。9时9分50秒,“神舟”五号准确进入预定轨道。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐“神舟”五号载人飞船执行任务的航天员是38岁的杨利伟。他是我国自己培养的第一代航天员。在太空中围绕地球飞行14圈,经过21小时23分、60万公里的安全飞行后,他于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。

  2005年7月26日北京时间22时39分

  美国“发现”号航天飞机在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空,8月9日成功返回着陆,这是“哥伦比亚”号空难以来美国航天飞机的首航。

  2005年10月12日9时整

  我国自行研制的“神州”六号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。17日凌晨4时33分,在经过115小时32分钟325万公里的太空飞行,完成我国真正意义上有人参与的空间科学实验后,神舟六号载人飞船返回舱顺利着陆,航天员费俊龙、聂海胜安全返回。这是中国在载人航天领域跨出的标志性的又一大步。

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中国科技财富
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