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太空取经的九九、八十一难

常驻编辑 网络热点 2022-09-27 太空   航天器   宇航员   空间站   重力   美国   飞船   粒子   轨道   地球

1961年4月12日,莫斯科时间上午9时零7分,一艘宇宙飞船载着前苏联宇航员尤里·加加林,从中亚的拜克努尔发射场发射升空,在远地点为301千米的轨道上绕地球一周,于上午10时55分安全返回地球,完成了世界上首次载人太空飞行,加加林成为人类历史上第一个冲出大气层、进入太空的宇航员。B4K拜客生活常识网

60多年弹指一挥间,继加加林之后,前苏联和美国的许多宇航员都进入了太空,长期悬浮在地外的国际空间站还接纳了来自不同国家的宇航员常驻站内,我国也用神舟飞船多次把宇航员送入太空。进入太空似乎已经变得很容易、很安全了,好似去另一个城市旅游一番。B4K拜客生活常识网

然而,事实并非如此。即使载人太空飞行已经有半个世纪的经验,宇航员进入绕地太空轨道以及到更远的星球去探险,都是万分危险的旅程,太空取经的道路上,有无数的劫难。B4K拜客生活常识网

想上青天,分秒必争B4K拜客生活常识网

飞船上天可不是随便什么时候心血来潮就可以启动的,必须要在特定的时间段发射。这个特定的发射时间段叫发射窗口,就好像躺在床上通过狭小的天窗看月亮那样,一年只能看到寥寥数次,因为月亮在我们头顶运行的轨道是在不断变化的,不可能每晚都经过你的天窗。同样,搭载飞船的火箭要顺利完成太空任务,也只能在特定的时段发射。为什么不能随时发射火箭呢?这首先是受到了飞船的飞行轨道限制。人类发射火箭或者航天飞机上天,当然是要完成某些具体任务的,比如将卫星、飞船送入特定的轨道,或是让航天器和国际空间站对接,或者要让飞船等航天器飞向月球,或更遥远的其他行星。在发射的过程中,地球在绕着太阳公转,本身还在自转,航天器要抵达的目的地——国际空间站或者其他星球,也在太空中高速运动着,比如空间站的飞行速度就达到了大约每小时2.7万千米。要发射飞船到达太空中的目的地,必须精心地计算各种移动的物体的轨道,找出一个最佳的发射时机,能够让飞船进入太空中后,刚好“遇见”目的地。这就好比我们坐在飞驰的汽车上打奔跑的野鹿或飞鸟,开枪早了或是晚了都打不到猎物。B4K拜客生活常识网

如果错过了最佳的发射窗口,飞船发射升空后在太空中再想调整轨道高度和飞行速度,与目的地交汇,就太艰难了。B4K拜客生活常识网

另外,气象、光照条件也会影响发射时机的选择。几年前美国遭受卡特琳娜飓风袭击时,航天飞机的发射和返航都被迫调整了时间,以避开恶劣的天气条件。考虑了诸多因素后,实际确定下来的发射窗口是很短暂的,必须分秒必争。B4K拜客生活常识网

我国的嫦娥1号探月飞船在发射的时候,窗口时间就只有35分钟。当时计算后得知,如果在那这35分钟内不能正常发射,就只能取消发射计划,推迟到第二年重新确定发射窗口了。而且即使是在这个发射窗口内,最后一分钟发射与第一分钟发射相比,飞船的燃料要多消耗120千克才能抵达预定轨道。这对于总共只有1200千克燃料的嫦娥1号来说,是个很大的损失。因为嫦娥1号升空后,在前往月球的途中,还要利用燃料进行多次变轨飞行,所以燃料是非常宝贵的,如果一出发就浪费了许多的燃料,势必会影响后期飞船调整轨道的能力,飞船抵达月球轨道后正常工作时间就会大大减少。由此可见,在理想的发射窗口发射是多么地重要。B4K拜客生活常识网

上天难,下地更难B4K拜客生活常识网

如果说航天器上天的时候很麻烦,那“下地”的时候就是惊险了。航天器返回地球大气层的时候,由于速度非常快,每秒十几千米,如此高速与浓密的大气层空气剧烈摩擦,会让航天器的表面温度急剧上升超过1000 。此时如果航天器没有保护措施,立刻就会变成一团火球。想想看那些冲入地球大气层的陨石吧,除了极少数块头很大的陨石外,基本上都在空中就烧光了。即使落到地面的陨石,实际上也被烧掉了很大一部分,有的还因此而解体成许多小块。B4K拜客生活常识网

所以,所有航天器的表面都覆盖着隔热材料,当航天器返回大气层的时候,隔热材料会在高温下气化,吸收并带走摩擦产生的热量,保护航天器凉爽地安全着陆。B4K拜客生活常识网

摩擦产生的高温不仅会损坏飞船、危及宇航员生命,它还会产生另一个可怕的后果——黑障。B4K拜客生活常识网

在高温下,飞船周围的空气会发生电离,也就是气体分子中的电子与原子核分离了,电离的气体包围在飞船周围,于是飞船就像是套上了一个由带电粒子组成的罩子。这个罩子把飞船内部和地面指挥中心隔开了,飞船内的无线电信号发不出去,地面发的指令也传不进来,使得两边无法通过无线电波来保持联系,这就是所谓的电磁屏蔽。此时飞船里面的人无法知晓地面情况如何,地面也无法知晓飞船是否正常飞行,两边都只能干瞪眼等着。这是一段非常紧张和危险的时间。

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