书城童书写给青少年的新版十万个为什么(写给青少年的书)
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第31章 探究宇宙太空的奥秘(11)

空间站又叫做“轨道站”或“航天站”,是一种可以在太空长期停留的航天器。它可以供航天人员停留以及科学家进行科学研究。自1971年以来,苏联、美国和欧洲空间局先后向太空发射了“礼炮”号、“天空实验室”和“太空实验室”等空间站。但这些空间站都不能长久使用。苏联于1986年建成的“和平”号空间站,在服役15年后,由于故障和寿命的原因,俄罗斯于2001年3月23日按照计划将“和平”号降落在南太平洋。在2005年,由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局的11个成员国,共16个国家经过7年的研究和建造,建成了国际空间站。中国也将与欧洲空间局合作,进入国际空间站。

“太空拖船”——轨道器

轨道器又称“太空拖船”,是往来于空间站与空间基地之间的载人或无人飞船。它主要用来更换、修理空间站上的仪器设备,补给消耗品,从空间站取回资料和空间加工的产品等。

什么样的人能成为宇航员

成为宇航员是很多人的梦想,那么怎样才能成为一名宇航员呢?对一名职业宇航员的基本要求包括:年龄必须在40岁以下,身高在1.5~1.9米之间,体重与身高协调,并且有1000小时以上飞机驾驶经验,学士学位以上的学历,健康的身体,坚强的意志以及勇敢献身的精神。

在太空飞行的过程中,还需要专门人员来做许多科学实验,所以宇航员除了必须具备出色的身体、心理、思想和知识等素质以外,还必须有特别的耐力,经得起失重、超重、低气压和孤独的考验,而且还需要有丰富的科学知识。

世界上第一个踏入太空的宇航员是苏联的加加林。1961年4月12日,他乘坐“东方”1号飞船进入太空,绕地球飞行一周,历时108分钟,被人们奉为英雄。

1969年7月21日,美国的宇航员阿姆斯特朗穿着舱外宇航服,走出登月舱,第一个在月球上留下了人类的足迹。

航天员在太空都做什么

在执行宇宙飞行任务中,航天员必须在空间完成复杂的舱内和舱外活动以及高度智能化的空间科学研究和实验任务。伴随着登月计划的实施,科学研究和实验任务成为飞行的主题,而对航天器的驾驶,则成为太空中开展工作的一个基本保证。

穿上宇航服还能工作吗

穿上宇航服当然还能工作,而且还可以做一些非常精细的工作。通常宇航服的重量有113千克,穿上这么厚重的宇航服在地面上行走一定是十分困难的,但是在太空中却可以行走自如,因为在太空中人和物都会处于失重的状态,宇航员就感觉不到宇航服的重量了。

宇航服是专门为宇航员制作的,整个宇航服密不透风,不仅能够抵抗150℃~180℃的高温,而且还可以抵御太空中一些不明的微小流星体,同时也能阻止宇宙射线的袭击。所以说,穿上宇航服不仅能够工作,而且对宇航员的安全起到可靠的保护作用。

中国航天英雄杨利伟

2003年10月16日6时8分,随着“神舟”飞船在预定地区平稳着陆,中国成为世界上第三个独立将航天员送上太空的国家。杨利伟于1998年正式成为中国首批航天员。2003年10月15日9时,杨利伟驾乘中国自行研制的“神舟”五号飞船升空,在太空飞行21小时28分,出色完成任务后安全返航。

太空生活是怎样的

太空是一个充满魅力的神奇世界,太空的生活更是令人无比好奇。太空环境与地球环境大不相同,那里没有空气,没有重力,充满了危险的太空辐射。当然在封闭的空间站或航天飞机舱内,有足够的空气供人呼吸,良好的航天器屏蔽材料可以有效地挡住太空辐射,只是“失重”会给生活带来一些麻烦。如果用地球上的方式去太空生活,那肯定会闹出很多笑话。比如吃饭,你端着一碗米饭,那饭会一粒粒飘满你的座舱,你张着嘴可能一粒也吃不着;而你闭上嘴时,饭粒却可能飘进你的鼻孔呛着你。你想躺在床上睡个舒服觉,可是你会发现太空中找不到上下的界限,“躺”和“站”几乎没有什么区别,所以宇航员一般都把自己固定在睡袋里面休息。

超重与失重

超重是指当物体加速上升或减速下降时,它受到的支持力或拉力大于自身的重力;反之,当物体减速上升或加速下降时,它受到的支持力和拉力小于自身的重力,这就是失重。火箭或航天飞机在发射过程中,就会发生超重现象;而航天飞机进入轨道后,产生绕地球运动的向心加速度,因而发生失重现象。

怎样在太空船里使用厕所

太空船里的厕所就像一个普通的厕所,男女都适用,有一盏灯以便于阅读,并且在对着宇航员的位置有一扇窗户,通过它可以很方便地观察外面。但让你感到不熟悉的就是各种皮带、脚控制带和安全带。

早期的太空服使用尿布和一次性袋子,但是现在它使用起来感觉和正常的厕所非常相似。主要的区别就是那里没有水冲。作为代替,固体物会被一股强烈的气流冲入一个隔离间,在那里将它们脱水、消毒、压缩,然后储藏起来,直到着陆后再作处理;液体则被释放到太空中然后蒸发掉。厕所里的空气经过清洁、过滤,达到一定条件后,会再被泵回船舱里。

还有一个更为先进的系统,当你使用厕所时,放置在马桶底部的塑料袋将固体和液体一起接住、密封,并一个接一个堆放起来。这个方法克服了脱水器的风扇由于接触到尿液而被腐蚀的问题。

人在太空中为什么会长高

前苏联宇航员尤里·洛玛曼柯43岁的时候,在太空站生活了326天回到地面时,身体竟然长高了1厘米。这1厘米是在失重的状态下增加的。大家知道,人在20岁左右的时候,身高已经达到了极限,到了中年以后,一般是不会再长高的。那么,这位宇航员为什么又长高了1厘米呢?

这要从人的骨骼说起了。人的脊椎骨是由33块骨头组合而成的,其中绝大多数骨头中间由椎间盘所分隔。椎间盘是一种坚韧的纤维状组织,能起到保护脊柱的作用。在太空的条件下,由于地球的地心引力不存在了,脊柱骨因为得到舒展而延伸,所以生活了一段时间以后,人就会长高了。

但是这种长高与人在正常情况下的长高是不一样的,正常的增高是由于人体内较大骨头的两端长出新的骨膜,并不断积累的结果。而太空中宇航员的增高是在太空的特定条件下发生的,当他返回地球的时候,很快就会恢复原样了。

人体的骨骼

人体内部的框架是由骨骼构成的,它支撑着人的身体,使人能够活动自如。人体骨骼由206块硬骨和软骨构成,它可以分为两组,其中头颅、脊柱及胸廓形成了人体的中轴骨骼,它是人体的垂直轴;四肢骨、肩胛骨和髋骨则构成了人体的附肢骨骼。

为何在太空中会发生超重现象

在航天飞行中,失重的现象已经广为人知了,但是在航天器的发射和回收的过程当中,还常常会发生超重的现象。

目前,大部分国家都是采用多级运载火箭来把航天器送到太空。当第一级火箭燃烧的时候,由于火箭自身的重力很大,加速度很小。随着燃料的逐渐消耗,火箭的重力逐渐减少,加速度也就逐渐增大,到第一级火箭燃料耗尽,燃烧就停止了。第二级火箭接着开始燃烧,重复上述过程,最后是第三级火箭燃烧加速。经过这三次加速,航天器就会加速到第一宇宙速度,为7.9米/秒,即可进入太空轨道。在这个加速的过程中,航天器上的设备和宇航员自身的重力也会相应地增大许多,宇航员就处于超重的状态了。

同理,在航天器返回地面的时候,也会相应地出现超重。航天器在返回地面之前,返回舱把底部朝前利用反推火箭减小速度,降低轨道高度。在进入大气层时,由于受到空气的阻力而逐步减速。因此航天器在返回的过程中,宇航员就会再次进入超重的状态。

第一宇宙速度

如果我们把地球看成一个均匀质地的球体,它的引力场即为中心力场,其质心为引力中心。那么,要使人造卫星在这个中心力场中作圆周运动,就要使卫星飞行的离心加速度所形成的力,正好抵消地心引力。这时,卫星飞行的水平速度叫第一宇宙速度,即环绕速度。

人类能到太空去度假吗

以前,到太空旅游还只是科幻小说中的情节,而如今这一梦想很快就将成为现实了。科学家甚至计划在月球上建造一个太空基地,以供地球上的游客前去观光旅游。在2001年和2002年,美国人丹尼斯·蒂托和南非人马克·沙特尔沃思分别作为“游客”造访太空之后,2005年,59岁的美国富翁格雷戈里·奥尔森成为地球上的第三位“太空游客”。目前,太空旅游还不是普通人能承受的,比如15天的绕月之旅报价就高达一亿美元。而且,游客不仅要支付巨额的旅游费用,为了适应太空环境,他们的身体也必须接受严格的考验和训练。

不过,相信随着科技的迅速发展,普通人的太空旅游将不再只是空谈。到那时,普通人也可以到太空去度假了。

人类第一次太空行走

1965年3月18日苏联“上升”2号飞船进入轨道,在绕地球飞行第二圈后不久,宇航员列昂诺夫通过气闸室进入了茫茫太空。他与“上升”2号飞船并列,以28000千米/小时的速度绕地球运行。列昂诺夫在舱外行走10分钟后,经过多次尝试和努力,终于安全返舱。

能在太空建立发电站吗

随着科技的发展,人类的耗电量越来越大,火力发电、水力发电早已无法满足需要,又相继建起了现代化的核电站。原子核发电虽然优点很多,但也不是最理想的发电方式,一旦发生核泄漏事故,对人类就是一场极大的灾难。在外层空间捕获太阳能并把它输送到地球,可能是解决21世纪人类面临能源问题的办法。在地球以外的空间,没有大气层的干扰,太阳的辐射更强,有取之不尽的太阳能。科学家就设想建造一个太空发电站,利用太阳能发电技术在宇宙空间把太阳能转换为电能,然后把它转换为微波传输到地球,再把它转换为电能,这将能长久地解决能源短缺的问题。

太空发电前景虽然不错,但也存在不少问题,如传输和分配等。但可以肯定的是太空发电的前景并不悲观。当科学家将所有的问题都解决之后,或许,人们将很快就有机会享受到来自宇宙的电能。

我们使用的能源

能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。人们使用的能源通常按它的形态特征或转换与应用层次进行分类。世界能源委员会推荐的能源类型分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。

未来的太空城是什么样的

人类一直怀有向太空移民的梦想,太空城就是人类梦想在太空中建立的居住场所。物理学家奥尼尔设计了一个圆筒形的太空城,长32千米,有湖泊、农田、城镇,可供二三百万人居住。太空城以一条中轴为中心旋转,它所产生的离心力使居民有和地球上相同的重力感。圆筒的内壁上装有窗户,“白天”由反射镜将日光反射进窗户,“晚上”反射镜就盖住窗户,阻止日光照进来。圆筒的内壁就是地面,居民可以看到对面圆筒壁上的建筑物、河流和山峰等,这些都好像是倒悬在天上一样。

人类把火星作为另一个理想的目标,能在火星上种植树木是使它适宜人类居住的重要条件。大量的树木可以为火星大气提供足够的氧气,供人类自由呼吸。而火星表面的温度只要提高几度就可以满足原始微生物的生存需要,包括在南极发现的青苔和藻类。如果火星大气能充满温室气体,那么在未来100年内,火星就可以成为适合人类居住的星球了。

微生物与藻类

微生物是包括细菌、病毒、真菌及一些小型的原生动物在内的一大类生物群体,它个体微小、构造简单,但与人类生活密切相关。藻类是植物中的一类,由单细胞或多细胞组成,绝大多数为水生。它们大小差别很大,小的只有几微米,必须在显微镜下才能看到;较大的肉眼可见,最大的体长可达100米以上。