正文 第十章(2 / 3)

低軌安裝方案。這項方案的設計者是美國約翰遜空間中心和波音公司,計劃建造一座輸出功率為1000萬千瓦的裝置,太陽電池板麵積215公裏,兩端各有一個外伸的發射天線,直徑約1公裏,全部重量10萬噸。也嗬以建造500萬千瓦級衛星電站,麵積相應減少一半。主要結構用複合材料製造。太陽能電池板為矽和镓,整個結構分為8塊,在距地球幾百公裏的低軌道上安裝,然後分別轉移到同步軌道去完成全部安裝工作。估計一座發電量1000萬千瓦的衛星電站的建造期為年,在此期間每天發射一次運載材料的軌道飛行器(航天飛機或運載火箭)。高軌安裝方案杷歇爾空間飛行中心與洛克維爾國際公司製訂了另一項計劃。它們計劃在地球同步軌道上進行全部安裝工作。衛星電站的麵積為21。33。8公裏,呈盒形。全部結構由鋁合金組成,重量為3。7萬噸。镓太陽電池位於帶反射麵的凹槽中,反射麵使太陽電池接受的太陽能增加一倍。它的發電量為500萬千瓦,通過位於結構中部的直徑1公裏發射天線向地麵傳輸。太空旅館

廣漠無垠的太空是神秘誘人的。千百年來,人們一直夢想登天遨遊。60年代以來,火箭,衛星,飛船,不斷地探索,開發外層空間的道路。20多年來,前後有150次,乘宇宙飛船進入了太空。特別是美國“哥倫比亞“號航天飛機的試飛成功,為人們遊覽太空展現了廣闊的前景。但是,“哥倫比亞“號航天飛機連駕駛員在內,最多隻能乘10個人。於是,設計師們決定設計能容納更多人的航天客機,以實現人們登天旅行的夙

願。航天客機內設有一個客艙,70多個座位分上下兩層,有兩部樓梯相通。航天客機發射時的超重現象,隻有發射阿波羅飛船時超重的三分之一,不會產生使人難以忍受的感覺。所以,一般身體健康的人,不必經過專門訓練。就可以進入太空旅行。

伴隨航天客機航線的不斷延伸,必然要在途中設立太空旅館,太空旅館的設計更是別具一格,主體是一個龐大環形室。環形室內部,設有居室,公園,運動場,遊泳池,娛樂場,商店,醫院,影劇院等。那裏使用的交通工具是自行車和電動汽車。

在環形室主體外部,設置工業區和農業區。在工業區裏,各類工廠生產太空旅館工作人員和旅遊者的生活必需品。在農業區裏,則劃分成若幹個大大小小的區域,讓它們之間的季節,時令,作物種類都穿插開來,以保證任

何時候都有新鮮蔬菜和水果供應。農作物的生長是用陽光來控製的。這裏的陽光,是靠太陽光的照射,反射。在太空旅館上設有一個巨大的

天窗和反光鏡,自行調節光的強度,照射時間和角度,從而形成分明的晝夜和四季的變化。

生活在太空旅館裏的人們,是從水的分解中獲得氧氣的,大片的植物光

合作用提供給人類生存所必需的氧氣。因此,除了水的原料需要從地球運外,其餘資源都可向月球開發。太空旅館裏的空氣是新鮮的。因為它全身的結構

是密封的,再加上太空旅館是一個一個真正的電氣化世界,一切動力都使用太陽能發的電,既沒有燃燒煤,石油所引起的環境汙染,也不會產生使人擔心的核發電釀成的核輻射。

在環形室的另一頭,還沒有供航天客機停泊的機場。它一來接待來自地球的遊客,二來也可以從這裏乘航天客機去月球觀光遊覽。航天飛機的試飛成功,加快了人類建造太空旅館的步伐,一次次穿梭似的來往於外層空間。在地球和月球之間的無引力區,航天飛機貨艙裏的巨型鐵臂,按電腦係統的控製自動組裝太空旅館。

太空旅館的設計,建設和使用,將為大規模太空城的建造,開辟一條更加廣闊的道路。地球是人類的搖籃,但是,人類卻不能永遠生活在搖籃裏。按照眼下地球人口的發展速度,公元2000年,世界人口將達到60億;公元2020年,世界人口將超過80億;到公元2035年,將達到100億。那時,地

球上人類的食物,能源和居住等都將不得不離開地球這個世代生活的搖籃。預計到公元2025年至2050年,大型的太空城市,將大批地出現。

誘人的前景人類超越地球,到太空去,到別的星球去考察,去定居,這已不再是神話或科學幻想,而是即將開始的行動。

開辟通天路,架起星際橋,這是開拓天疆的先行行業。到本世紀末,將有在地球與近地軌道之間航行的新型航天貨運和客運機問世。大載容量,舒適安全的客運和廉價的貨運服務將逐步普及,為人們提供去太空觀光,娛樂和休養的機會。

在近地軌道,圍繞月球和火星的軌道,以及地球與月球之間的自由點上,將在今後35年內陸續建成太空港。太空港是空間客貨運的轉運站,其間將有巡天航船常年巡回飛行,又有轉運飛行器像駁船一樣在太空港與巡天航船之間接送貨物和人員。

21世紀初期,近地太空港將建成。到2020年左右,火星太空港有可能

建成,形成一個完整的航天運輸網絡。人類的航天活動,到月球,火星的考察,將進入一個新的階段——不再是衝刺式的而是較長期的,係統的考察,並進而在那裏定居。

人類頻繁地進入太空,到地球以外的星球上定居,將為深入考察太陽係和整個宇宙創造前所未有的有利條件。宇宙的演化,生命的起源,黑洞的假設,重力波的存在,地球以外的生物體,這些困惑著人類的重大科學問題,將會在開拓天疆的道路中找到更加滿意的答案。人類可以離開地球,以旁觀者的身份對地球上的大陸漂移,火山,地震,大氣進行觀測,預報。

由於到更廣闊的太空裏去研究,物理學,化學,生物學,天文學和天體物理學一大批學科都會有新的發現和突破,將把科學推向新的前沿。開辦太空企業,這是更有吸引力的,直接造福人類的事業。在宇宙空間物質結合的方式和地麵上不一樣。在地麵上的實驗室裏,有好些金屬無法相互融合,可是在空間卻辦到了。而且當它們重新被帶回地球時,仍能保持結合的狀態。例如鋁和鎢就是如此。在空間生產的耐火材料既耐高溫又輕巧。當今,尖端工業的發展急需新的合金。拿製造汽車和飛機為例,隻有減少車身或是機身的重量,才可以降低能源的消耗。另外,工業生產還需要新型的電子材料。盡管這些年來,人類在這方麵已取得了極其可觀的進展,但專家們仍不滿足,因為在地麵煉出的晶體還不十全十美。如果在宇宙空間就可做得好得多。

宇宙實驗室有著無可比擬的優點。比如那裏工作條件的特點是高溫和低溫同樣無需代價,在日照的一麵,衛星的溫度可達80℃,而陰影處為—60℃。更理想的是把一件東西放在衛星裏,使它不受地球,月亮或是太陽的任何輻射,它的溫度就可降到接近絕對零度。可是在地球上,創造低溫的費用很昂貴,而且要消耗多少能源啊!

人們常說物質有一個固體狀態,事實上物質有兩種固體狀態。這是兩種性質截然不同的固體,在地麵上從來沒有完全實現過。當物質處於液態時,分子在十分混亂的狀況下運動。當這些運動著的分子突然被冷卻,它們就會僵住不動。並保持被突然冷卻時的狀態,這就形成了第一種固體狀態——玻璃體。但人們也可設法使液體分子不僅停止運動,並排列起來,形成有規則的立體結構:梅花形。這就是晶體,固體的第二種形式。在地球上,我們生產的所有固體是介乎以上兩種固體之間的東西,沒有一塊玻璃或一塊晶體是真正純的。但是在太空,由於人們可以十分精確地控製分子的運動,所以能製造出名符其實的,性能超群的玻璃和水晶。空間還有另外一個驚人的好處可以利用。在地麵上必須用坩堝來熔煉金屬,但坩堝對金屬的質量會產生影響。堝底的沉澱物會汙染鍋內最末一批產品。但在失重狀態下的太空,坩堝就不需要了,溶煉的物質都飄在空中。因此,在宇宙空間,能煉成完美無缺的合金,像金鍺合金,鉛銻合金,鉛錫銦合金等。它們甚至可以給許多工業部門,包括電子工業帶來翻天覆地的變化。同樣,隨著新的玻璃問世,可以影響整個光學領域,如照相,電影,電視,望遠鏡,顯微鏡。

利用太空資源的新型企業將大量湧現。太陽能發電衛星將在90年代末發射,這種衛星能晝夜接受陽光,估計供電成本與核發電相當。2000年前將用機器人普查月球表麵,尋找月球極地冰層下的水源。在2005年建立月球前哨站,供航天員休息和補給,然後建立永久性基地,用月球土壤裏的氧製造推進劑;用月麵的天然玻璃製成玻璃纖維複合材料,製造航天器大型部件。2015年前在火星上建立前哨基地,2030年前建成永久性基地。人類將在月球,火星以及小行星上定居,建設工廠,開采礦藏,建立起獨立的工農業。太空企業得天獨厚,將激勵一代代天才般的事業家去開發,發現新機會,創建新企業,生長出一條從天上向地球輸送資源和財富的臍帶。

2.太空的環境危機

發射衛星

1、有一種衛星,它是沒有腳的,它隻能不停的飛呀飛,累了就睡在太空裏。它一生隻能落地一次,就是它燃料耗盡的時候……

2、做人呢,最要緊的是開心,至於有一天衛星墜落,甚至可能砸到人,誰也不想的。至於說一定要讓衛星落入深海無人區,也是不能強求的。所謂吉星高照、吉人自有天相。

UARS衛星

3、9月底美國的UARS衛星墜落不是第一次航天器墜落地球事件,自1957年人類進入太空時代以來,曾經有600多個航天器落入大氣層,從未造成過地麵人員傷亡。把每年落地的500顆隕石算進來,天外來客就更多了,也沒砸死過人。

4、萬一有人或者建築不幸被碎片擊中,根據1972年聯合國《空間物體所造成損害的國際責任公約》,受害人可以向衛星的所有者提出索賠。

5、人類迄今為止發射了5000多顆航天器,除了那些深空探測、跑遠了的衛星(比如“旅行者”“先驅者”等探測器),基本上最後的命運都是落葉歸根,落回地球。有的體積、質量較小,就被大氣層燒幹淨了。有的體積、質量較大,燒不幹淨,就要落回地球。

6、航天大國之間的航天器,你的航天器落入我的地盤,我的航天器落入你的地盤也是常有的事。有報道說,這次美國的這顆UARS衛星可能會落入曾經的太空競賽對手俄羅斯境內(最後落入了太平洋),但在美國的科羅拉多州也發現過俄羅斯的廢舊火箭殘骸。加拿大甚至還遭受過俄羅斯核燃料衛星碎片的威脅。出來混的,總要還的。

天空實驗室

7、1979年美國的“天空實驗室”空間站,類似中國今天的“天宮一號”,它在墜落的時候,也是沒有計算好,出現失誤,一部分殘骸落在了澳大利亞西部。《舊金山觀察家報》(SanFranciscoExaminer)甚至開出了1萬美元獎勵撿到第一塊碎片並送到舊金山的人,一個17歲的小夥子還真撿到並送到舊金山,贏取了大獎。而澳大利亞西部埃斯佩蘭斯市則為另一片太空垃圾,向美國開出了400美元的罰單,美國宇航局2009年完成支付。還有一塊出現在了當時環球小姐的選美舞台上。

8、其實比這次美國“高層大氣研究衛星”墜落地球事件影響大的還有很多,比如俄羅斯“和平”號空間站墜落。當俄羅斯為“和平”號墜毀而舉國悲傷的時候,美國的一家宇宙旅遊公司正興致勃勃,兜售“包機前往南太平洋觀看‘和平’號墜毀全過程”的飛機票,費用是6500美元。很多宇航迷們報名參加。2001年3月,“和平”號解體,墜落在南太平洋。成功謝幕,成功地將當年最大的一枚太空垃圾,引導銷毀。

太空垃圾

9、此次廢舊衛星落地事件,其實在提示人類“太空垃圾”到底要何去何從、如何對付?我們都知道一般的航天器早晚要落回地球,會被燒掉,一些則會有殘骸落地,但是更多的還是在外太空飄蕩,怎麼辦?它們已經堆積到了一個臨界點,給國際空間站、航天飛機、哈勃太空望遠鏡等正常運轉的航天器發生過碰撞,造成了威脅。

10、“凱斯勒現象”:美國宇航局前任科學家唐納德·凱斯勒,於1978年提出的一種理論假設。該假設認為當在近地軌道的航天器密度達到一定程度時,它們會產生碰撞,形成碎片,進而形成更多碰撞,更多碎片……這意味著近地軌道將被危險的太空垃圾所覆蓋。由於失去能夠安全運行的軌道,人類的太空探索發射計劃將難以實施。

11、2008年的動畫電影《機器人總動員》(又名《瓦裏》)也有一個挺震撼的畫麵,不僅地球表麵被科技發展導致的垃圾所占領,就連外太空也是密布各種廢舊航天器,形成一層太空垃圾包圍圈,完全封鎖了人類進一步突破大氣層的外太空探索活動。這部電影再現了預言中的凱斯勒現象。

12、中國的例子,就是1970年發射的東方紅一號,也是毛主席時代咱們國家很驕傲的第一顆人造地球衛星,至今仍然在外太空飄蕩,難以短時間內墜落地球。上個月,中國的實踐十一號04衛星入軌失敗,它們都成了太空垃圾。

東方紅一號

13、大大小小的太空垃圾是個極難解決的問題,解決它們成本高昂,現有技術不成熟,各航天大國之間缺乏協作,也沒人願意負擔清掃工作,宛若溫水煮青蛙,不到火燒眉毛,撞壞重要的、大型的航天器之前,推諉塞責,得過且過,隻等著“凱斯勒現象”噩夢成真,太空垃圾封住地球。

3.太空的衣食住行

1太空怎樣吃飯

吃飯、喝水對於生活在地球上的人來說,是一件再平常不過的事了,但在失重環境下的太空生活,宇航員的飲食就變得十分複雜而且特別奇妙。可以說,宇航員的營養需求、食品製備、供給和他們的進食方式等都有一定的特殊性,與他們在地麵生活的飲食有著很大的不同。

航天食品從本質上講與地麵普通食品是一樣的,都是為人體提供能量和營養。但為了節省飛船的空間和發射時的有效載荷,宇航員攜帶的航天食品應盡可能重量輕、體積小。如營養好的幹化餅幹和幹化香腸,吃時用水泡一下,即可恢複到與新鮮食品相近的味道。航天食品除了要能經受住航天特殊環境因素的影響,如衝擊、振動、加速度等的考驗而不失效外,還必須針對宇航員在失重條件下生理改變的指數對膳食的營養素作適當調整,如肌肉萎縮就要求食品必須提供充足的優質蛋白質;骨質丟失則要求食品提供充足的鈣以及適宜的鈣磷比例和維生素等。