讓我簡單介紹一下,要完全理解這個複雜的問題不是一件容易的事情,因為你確實需要進入大學進行係統的學習。
最基本的是你需要知道宇宙是由三個空間構成,所以你應確定自己在這三個軸構成座標係統中的準確位置。在天文學領域,航天員是用方位角、海拔、赤經、距離和時間來繪製太空圖的。
在太空飛行的時候,我們的三個座標定為X、Y、Z。然後所有的人都有一致的參照係統,即座標係統的位置和方向,以此來進行測量和定位。一般這個係統以地球中心為原點。Z軸向上,X軸和Y軸在同一平麵上。有時候可以假設它是隨著地球旋轉,有時候它是固定在太空中。這套“參考係統也可以裝載你的便攜電腦上。
太空船(還有所有現在的大型飛機上)都安裝了一套導航係統,可以知道在它的三個坐標附近的飛行物的運動,不斷地計算飛船相對與參照係統的變化。當然,通過看所指定的靶,也可以預測其前往的方向。而且很快的,你就知道你在什麼方位和前往的地方,如果偏離了設定的航線,還可以考慮進行相應的調整。
10.航天員在太空中使用什麼樣的餐具吃飯?它們有什麼不同嗎?
航天中使用的是普通的餐具,像刀、叉、勺,與地球上使用的相同。航天員吃的大部分食物和飲料可以放在容器裏。不同的是,當要吃這些食物時,它們會漂浮出來。一些食物,像在製備豌豆、豆等時要加入沙司,這樣它們就會粘在餐具上。食物有熱菜、涼菜或冷凍的。飲料是裝在一些可壓擠的瓶子中,像運動飲料瓶。但是有些事情航天員很難適應,他們常抱怨在長時間的執行任務中,無法得到新鮮的蔬菜和口味清新的咖啡。
順便提一下,在俄羅斯的和平號空間站,一旦運輸的航天飛機到達,就可以得到像西紅柿這樣的新鮮水果和蔬菜。美國航天員ShannonLucid說,他們經常和俄羅斯航天員聯歡。也許幾年後,在國際空間站和火星探險隊裏將能吃到新鮮蔬菜。目前還無法保證提供口味清新的咖啡和汽水,但至少有一家軟飲料公司已經開始開發一種在失重狀態下使用的容器。此外,在航天中由於體液的轉移,使航天員的味覺和嗅覺發生改變,在軌航天員經常挑選味重的食物。
11.航天員在國際空間站要待多長時間?
大多數航天員在國際空間站要連續呆90天——那是目前航天員計劃的“輪崗”平均時間。有些人由於各種原因提前回來,另外一些人可能會待很長時間,特別是當要為人類探索火星提供依據,要長時間飛行以便對航天員的生活和工作進行醫學研究時。值得一提的是,在太空停留時間最長時間的是一名俄羅斯內科醫生ValeryPolyakov博士,他在1994年創造了這個記錄,在空間站停留438天(141/2個月),在此之前是1988年創造的241天飛行記錄。美國人在太空生活最長的時間是188天,也是女性航天員的世界記錄,它是由ShannonLucid博士創造的。
12.為什麼地球有重力而在太空卻沒有?
太空中是有重力的,但我知道你不是指這個。可以這樣解釋:重力的生成與質量有關。質量是以非常特殊的方式對太空產生影響(愛因斯坦會說,質量使太空彎曲。)這種作用是由艾薩克·牛頓發現的、被我們稱為萬有引力的力量來傳遞的。根據我們的觀察萬有引力學說是正確的。如果不是這樣的話,阿波羅登月計劃就無法實現。同樣,一個物體地心引力的減少是與物體間距離的平方根成正比的。
在地球上,物體質量所產生的重力,表現出像一個“壓力”作用在與地麵接觸的物體上,我們稱之為“重量”。當沒有這種接觸的時候,舉例來講,在地球軌道上,飛行器沒有直接與地球接觸,也就沒有重力。但是太空船仍然有質量,就會產生自身的重力區(當然對於小型的航天飛機就沒有重力了)。
也就是說在太空中所有具有重大質量的中心的星體,像太陽、地球和其他行星,都是有地心引力的。牛頓也發現在沒有加速度作用的情況下,真空中的物體可以永不停歇的沿直線運動。但是,一個物體,例如空間站,有地球拉著它時,使它在地球軌道上運轉時,不能認為是處於“失重”狀態;這樣,在軌道上運行的空間站所出現的“失重”,並不是地心引力作用不存在,而是重力作用對它的作用消失。一旦有了阻力,大氣阻力、發動機動力、旋轉產生的離心加速度等等,失重現象就不見了。
13.航天飛機發射時是什麼感覺?
在發射台上,由於座艙的方向和位置,航天員們是背靠背、腳朝上(航天醫生規定了他們發射前處於這種狀態的時間)。在艙門關閉和所有的最後檢查工作已經完成後,航天員在心裏默默期待著發射,在腦海中再一次回憶在過去的幾年中所培訓的操作程序。例如,他們上方的所有櫥櫃是否鎖好?眼前的提示卡提醒你在緊急情況下應采取什麼措施?最後倒計時到6秒,三個液態火箭推進器點燃。當航天飛機前後晃動5英尺時,你可以很明顯的感到它的晃動,這時,軌道器強烈的擺動和振動起來。但是航天員聽不到任何發動機發出的雷鳴般的轟響。
然後計數到零,頭盔上的無線設備中傳來指令:“點火、升空。”兩個固態燃料火箭推動器點火,航天飛機開始衝向太空。這時候你不會感覺非常明顯的加速度,與飛機起飛時的感覺差不多。火箭推動器內的燃料不是均勻地燃燒,推進過程中顛簸得厲害。整個座艙就像汽車以最大速度在鵝卵石上飛馳一樣顛簸不停。
一旦推動器點著,在燃料燃盡前它們是不會停下來的。在起飛後兩分鍾,航天飛機排空了的容器開始脫落,噪音沒有了,每個航天員不適感大為減弱。三個液態推進器的發動機裏的燃料繼續燃燒,發出嗡嗡聲,當燃料燒盡後,航天飛機變輕了,繼續保持加速度。(因為根據牛頓學說,加速度等於質量的平方。)
在升空7。5分鍾時,外部的巨大容器內的燃料已經燒掉90%,航天飛機在起飛時的重量達到2000噸,而現在不到200噸,壓力已經達到3g——是地球重力的3倍。發動機減速到3g’s。在這個加速度,穿著沉重航天服的航天員,呼吸變得非常困難,會下意識的呼吸和挺胸。
最後,主發動機關閉。幾秒鍾內,發動機的推進力降到零。航天員會突然間感到胸口的壓力消失了,並有種失重感,此時,航天員已經在太空中。
14.為什麼我們要建空間站?它有什麼用途?
我們國家提出在地球軌道上建永久的平台有很多的理由,而且通過與其他國家的國際合作可以使我們受益非淺。
空間站提供了一種全新的提高人類生活水平的方式。現在每個人都應該知道在地球軌道上,太空提供了許多非常有用的、在地球上找不到的環境,例如失重、高真空、高溫、極冷、極熱、未經過濾的太陽光和可以看到地球的全貌和環境,以及用天文望遠鏡觀察不被充滿空氣、雲彩和汙染物的大氣層所阻擋的宇宙。
這些特殊的環境,可以使我們在那裏進行人、動物、植物等的科學研究,得到重大的科技創新。它們也帶來了新的醫學突破、科技發展、新的工業產品、新的藥品和很多其他的有助於我們國家保持領先地位的新的機遇和挑戰。當然了,這也使我們的經濟、工業、貿易和商業更具競爭優勢,也創造了新的工作、知識和財富。
由於空間站可以在太空中停留很長時間,使我們能夠長時間的利用這麼多的太空資源,而航天飛機在太空中最多隻能停留14天。空間站也可以提供更多的電能、更大麵積、更多的工具和其他設備、簡直就像地麵上的一個大型的研究基地,產品發展中心和技術示範中心。在長時間的飛行中,空間站也可以成為人類更好地探索外太空的太空發射場、跳板和以23,000英尺/秒速度移動的發射平台。
15.要成為一名航天員在體質方麵的要求是什麼?
除了健康的身體以外沒有特殊的要求。無論男女隻要符合這些要求以及我在問題8所給出的基本資格條件,就可以申請成為候選人參加航天員訓練。
16.航天服有什麼不同尋常的特點?
航天服簡直就是小型的太空船,它需要保證航天員在艙外活動時的健康和連續工作的需要。由於在太空中沒有氣壓,沒有氧氣維持生命,人類必須有適合他們生存的環境。和航天飛機工作艙內的空氣一樣,航天服中的空氣也是可以控製和調節的。
這樣,航天服的主要功能必須為呼吸提供氧氣,同時要維持身體周圍的氣壓穩定,並使身體內血液處於液態狀態。在真空或非常低的氣壓狀態時,身體中的血液就會像高山頂上的熱水一樣沸騰了。
航天飛機上配備的航天服可以承受每英尺4。3磅的壓力,這僅是正常大氣壓的三分之一(每個大氣壓等於14。7psi)。由於航天服內的氣體是100%的氧氣,而不像我們在地球的大氣層隻含有20%的氧氣,穿上航天服的航天員要比那些在海拔10,000英尺的高山或身處海平麵沒有穿航天服的人呼吸到更多的氧。在離開太空船去太空工作之前,航天員要呼吸幾個小時的純氧。這是去除溶解在血液中的氮和防止當氣壓下降時釋放出氣泡的必要程序,這種情況通常稱為潛水減壓病。