第一章航空航天(2)(2 / 3)

航天母機除了可以運輸旅客、起落航天飛機外,還可以當作宇宙開發基地。從這個基地,可以起飛和降落宇宙公共航班飛機或宇宙遊覽飛船,飛往新建設起來的宇宙城市。從這個基地還可以向太陽係發射火箭,探測更遙遠的宇宙空間。

航天母機一旦研製成功,將會大大豐富人們的生活,到時人們在宇宙去遊玩就像到大街上去一樣方便。

用航天飛機發射衛星

航天飛機的出現,為衛星發射新辟了路徑。因為它運行在近地185~1100千米的軌道上,那裏幾乎沒有重力,因而施放衛星隻需要比地麵上小得多的推力就行了。加上航天飛機有高達30噸的運載能力,完全可以把各種大小的衛星先裝入機艙,再帶到太空中去發射。這就好比把地麵的衛星發射場,搬到了太空中的航天飛機上。衛星從航天飛機彈射出來後,再讓衛星上的發動機點火工作,將衛星送入預定的位置。

同樣的道理,航天飛機也可以在低地球軌道捕捉和修理失效的衛星。太空中那些昂貴的衛星,有時也會突然損壞,或未能進入預定軌道,或“服役”期未滿而停止工作。那些因某個零部件損壞而“短命”的衛星,如讓其在太空中“流浪”,真是極大的浪費。此時,航天飛機利用機動飛行,去接近衛星,實行“上門服務”,就地“診斷修理”。有些衛星實在無法修理,就帶回地麵“住院治療”。這些“絕活”,絕非是運載火箭所能幹得了的。

四、發射裝置

最早的發射裝置

中國早在古代就發明了火藥。到了宋代初期,就有人發明了世界上第一枚火箭———用火藥做燃料的火箭。到13世紀,我國的火藥及火箭技術傳到阿拉伯國家,後來又傳入歐洲。我們的祖先還曾試圖利用火藥的推力造登空飛船,可惜沒有成功。曆史表明,最早把火箭用於航天的是中國,中國是名副其實的火箭的故鄉。盡管中國早期的火箭是原始的,但它的基本原理———反作用推進原理的生命力是旺盛的,現代火箭並沒離開這一原理。可以說,火箭也是中國的一大發明。

火箭

1883年,宇宙航行理論奠基人、俄國科學家齊奧爾科夫斯基指出,能在太空真空中工作的火箭,可以做為宇宙航行的動力工具。

到1903年,齊奧爾科夫斯基進一步提出火箭公式,指出火箭的飛行速度與火箭發動機的噴氣速度成正比,並指出,黑色火藥一類的固體火箭燃料,產能效率低,無法使火箭達到宇宙速度,應該使用液氫液氧這樣的液體燃料。同時,火箭公式還表明,火箭的自身結構質量越小越好,燃料裝得越多越好。這樣,火箭公式就為發展現代火箭指明了方向。它被稱為“齊奧爾科夫斯基公式”。

在火箭公式的基礎上,齊奧爾科夫斯基還運用他巧妙的思維指出,用多級火箭接替工作的辦法,可使火箭逐級提高速度,最後達到所需的宇宙速度。

火箭公式是把宇宙航行從理論、理想變為現實的轉折點,後來人們將火箭公式譽為“宇宙航行第一公式”。

1957年10月4日和1961年4月12日,蘇聯航天事業總設計師科·羅廖夫研製的火箭,分別將人類的第一顆人造地球衛星和第一名航天員送入太空軌道,建造了載人航天的巨大裏程碑。

多級火箭

空間運載火箭的任務是將空中飛行器發射到空中某一區域,這就需要火箭發射的速度很快。而在空中飛行的人造衛星,隻有達到每秒79公裏才不會掉向地麵,飛到月球或其他星球上的人造衛星速度要達到每秒112公裏左右。火箭是靠往後噴發出的氣體產生的反作用前進的,氣體噴出的越快,火箭向前的速度越快,這需要攜帶大量燃料,如果再加上地球的引力和空氣的阻力,單級火箭是完不成這個任務的。為了滿足空間飛行器速度隻有用多級火箭。多級火箭是由若幹個單級火箭組成,每個單級火箭組成一級,每級火箭有自己單獨的火箭發動機和推進劑,並且每一級火箭都在前一級火箭已經達到的速度基礎上開始工作。每級火箭的燃料用盡之後會自動掉下來,最後一級火箭所達到的速度,完全可以把空中飛行器送到空中,我國的火箭發射技術已達到世界先進水平。

一箭三星

“一箭三星”就是用一枚運載火箭發射三顆衛星。1981年9月20日,我國成功地發射了一組空間物理探測衛星,這是我國首次用一枚運載火箭發射3顆衛星——“實踐”2號、“實踐”2號甲、“實踐”2號乙。衛星準確入軌,各係統工作正常,並不斷地向地麵發送各種科學探測和試驗數據。

我國在一九七七年提出“一箭三星”的想法。一箭多星發射技術非常複雜,它必須具備兩個重要條件,一是具有大推力的運載火箭,二是掌握穩定可靠的星箭分離技術。我國很快就掌握了這兩個重要條件。

1981年9月20日,酒泉衛星發射場區天氣晴朗,清晨5時28分40秒,隨著指揮員一聲令下,攜帶著“實踐”2號、“實踐”2號甲和“實踐”2號乙3顆衛星的運載火箭,從發射台上騰空而起。這時,地處祖國西北的發射場還在黎明前的夜空籠罩下,從幾千米外的了望哨所,隻能看到一束長長的明亮的火焰,在夜空中緩緩升起。7秒種後,火箭開始朝東南方向拐彎,3分鍾後,火箭從人們的視野中消失。

起飛後7分20秒,“實踐”2號甲、“實踐”2號乙與運載火箭分離,3秒後,“實踐”2號也和運載火箭分離,3顆衛星都安全地進入預定的地球軌道遨遊。

“一箭三星”的成功發射,使我國的衛星研製技術又上了一個台階。

五、太空探索

第一個航天英雄萬戶

中國是火藥的發明國。14世紀末,我國一個叫萬戶的人,根據火藥燃燒後能產生巨大推力的原理,提出了運用火箭把人送上天的設想,並且勇敢地親自做試驗。他把47支火箭捆綁在椅子腿上,自己坐在椅子上,手拿兩個大風箏,讓人把火箭點燃,試圖借助火箭產生的推力和風箏的升力飛上天去。隻聽得一聲巨響,萬戶和椅子都被炸得粉碎。萬戶的夢想雖未實現,但他試圖飛上天的勇敢探索精神深深地感動了後人。為了紀念這位航天先驅,前蘇聯宇航科學院把月球背麵的一座環形山命名為“萬戶山。”

“神舟五號”載人飛船發射成功

2003年10月15日9時整,“神舟五號”載人飛船發射成功,將中國第一名航天員楊利偉送上太空。

飛船經過繞地球14圈以後,於16日6點23分在內蒙古阿木古郎草原安全著陸,航天員自主走出返回艙,狀態良好。

這次航天飛行任務的順利完成,標誌著我國突破和掌握了載人航天的基本技術,完成和實現了中國載人航天工程第一步的計劃和目標,使中國成為世界上第三個,也是發展中國家第一個能夠獨立開展載人活動的國家!

“嫦娥”探月計劃