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资料:航天知识知多少

时间:2023-04-19 10:02|来源:网络|作者:小编|点击:

  运载火箭,英文名launch vehicle,由多级火箭组成的航天运输工具。用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。是在导弹的基础上发展的,一般由2~4级组成。每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。级与级之间靠级间段连接。有效载荷装在仪器舱的上面,外面套有整流罩。

  许多运载火箭的第一级外围捆绑有助推火箭,又称零级火箭。助推火箭可以是固体或液体火箭,其数量根据运载能力的需要来选择。推进剂大都采用液体双组元推进剂。第一、二级多用液氧和煤油或四氧化二氮和混肼为推进剂,末级火箭采用高能的液氧和液氢推进剂。制导系统大都用自主式全惯性制导系统。在专门的发射中心(见航天器发射场)发射。技术指标包括运载能力、入轨精度、火箭对不同重量的有效载荷的适应能力和可靠性。

  载人飞船,是一种运送航天员到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月,一般乘2到3名航天员。

  至今,人类已先后研究制出三种构型的载人飞船,即单舱型、双舱型和三舱型。其中单舱式最为简单,只有宇航员的座舱,美国第1个宇航员格伦就是乘单舱型的“水星号”飞船上天的;双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成,它改善了宇航员的工作和生活环境,世界第1个女宇航员乘坐的前苏联“东方号”飞船、世界第1个出舱宇航员乘坐的前苏联“上升号”飞船以及美国的“双子星座号”飞船均属于双舱型;最复杂的就是三舱型飞船,它是在双舱型飞船基础上增加1个轨道舱(卫星或飞船),用于增加活动空间、进行科学实验等,或增加1个登月舱(登月式飞船),用于在月面着陆或离开月面,前苏联/俄罗斯的联盟系列和美国“阿波罗号”飞船是典型的三舱型。联盟系列飞船至今还在使用。

  航天器交会对接是指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道上交会对接,合并成在结构上连成一体的航天器的过程。1966年3月16日,美国航天员乘坐双子星座8号飞船,手动操作交会过程,与无人阿金纳目标飞行器对接,实现了两个航天器之间的首次交会对接。1967年10月30日,苏联飞船宇宙186与宇宙188完成了首次自动交会对接。空间交会对接是载人航天三大基本技术之一,在很多空间活动中都会用到这项技术。例如,可以在近地轨道组装大型空间站,组装飞往月球、火星等外天体的飞行器,可以为空间站运送航天员和物资,可以实现航天器在轨服务、应急救援等。

  对月球和月球以外的天体和空间进行探测的无人航天器称为“深空探测器”,又称“空间探测器”,包括月球探测器、行星和行星际探测器、太阳探测器等。探测的主要目的是了解太阳系的起源、演变和现状;通过对太阳系内的各主要行星的比较研究,进一步认识地球环境的形成和演变;了解太阳系的变化历史;探索生命的起源和演变。空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测,开创了人类探索太阳系内天体的新阶段。探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克服或摆脱地球引力,实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道运行,就可能与目标行星相遇,或者增大速度以改变飞行轨道,可以缩短飞抵目标行星的时间。例如,美国“旅行者2号探测器”的速度比双切轨道所要求的大0.2千米/秒,到达木星的时间就缩短了将近四分之一。深空探测器除自身的结构、服务等分系统,也有为完成任务而装备的有效载荷。深空探测器与人造卫星同属于无人航天器,在技术上有许多相同的地方,但也有其自身的特点和要求。在能源方面,由于它远离太阳,很难再依靠太阳能保证有效载荷正常工作,因此多采用核能产生电能。在通信方面,由于离地球距离更远,要求通信系统的可靠性更高。在控制和导航方面,深空探测器飞离地球几十万到几亿千米,速度大小和方向稍有误差,到达目标行星时就会出现很大偏差。因此就需要更加先进可靠的精确控制和导航系统。有的探测器还具有自主姿态控制能力。

  在载人飞船取得成功后,前苏联在20世纪70年代适时调整其载人活动重点,建造载人轨道站成为前苏联载人航天活动的目标。空间站是一种能在轨道上长期运行、具有一定科学技术试验能力或生产能力的有人居住航天器。空间站的发展历程分为:试验性空间站;简易空间站;永久性载人空间站。

  国际空间站于1993年由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国(法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士)、日本、加拿大和巴西共16个国家联合建造,是迄今世界上最大的航天工程。它原定2003年竣工,但是由于技术、资金和合作中的相互牵扯等原因,尤其是2003年2月1日的“哥伦比亚”号失事导致航天飞机无法定期发射,所以该计划一再推迟,目前预计在2010年建成。

  由于国际空间站耗资巨大、用途有限,国际空间站将按比例缩减舱段和开展科学试验的数量,以支持美国总统布什提出的让航天飞机在2010年退役、让空间站更好的为探月及火星探索服务等建议,帮助美国实现在2010年前完成其所承担任务的目标。到2009年航天飞机最后4次太空飞行之前,将使空间站有能力容纳6名航天员。

  目前,美国坚持在2015年年底撤出国际空间站,而俄罗斯和欧洲都认为有必要将它的使用时间延长,以开展更多的科学实验。

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