书城科普读物破译奥秘大世界丛书:破译神奇月球之谜
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第24章 月球的运动(15)

太空事故

科马罗夫殉难

1967年4月23日,莫斯科时间凌晨3时35分,前苏联“联盟”1号飞船发射升空,驾驶这艘飞船的宇航员叫科马罗夫。飞船入轨后发现左翼太阳能电池帆板没有张开,科马罗夫多次试图排除这个故障,但都没有成功。这样,飞船没有足够的动力来校正航向、去靠近并与另一艘飞船对接。地面指挥中心决定暂时取消准备与科马罗夫的飞船对接的“联盟”2号飞月船的发射计划,并通知“联盟”1号飞行到17圈时立即返回。

“联盟”1号飞船没有足够电源,返回地面只能用手动控制姿态,这种操作要求宇航员从地平线获得方位。但是,在飞船进入地球阴影时,地平线不易看清,操作起来十分困难。科马罗夫利用飞船陀螺控制飞船的平衡,当飞出地球的阴影时,地平线出现,他用手动操纵修正了飞船的位置。

第二天清晨,飞船开始降落,科马罗夫向地面报告,返回发动机已经点火,飞船正脱离飞行轨道,按预定程序返回。地面指挥中心派伊尔18飞机飞往预定着陆地点哈萨克的奥尔斯克以东65千米处,当伊尔18飞机飞抵飞船着陆地点时,“联盟”1号飞船已在当地时间早晨6时24分坠毁。出事现场聚集了许多当地居民,据称,他们目睹宇宙飞船猛烈冲向地面,降落伞没有打开,在几声剧烈的爆炸声中,飞船在火中燃烧。人们后来在飞船残骸堆中,找到了科马罗夫的部分遗体。

前苏联有关方面对事故做了极为详尽的调查,查明事故原因是飞船回收舱的主降落伞没有打开,备用伞出了故障,飞船以150千米/小时的速度撞到地面,造成返回制动发动机爆炸,引起大火。科马罗夫的遗骸安葬在克里姆林宫城墙下。

宇航员尤里·加加林之死

尤里·阿历克山维奇·加加林生于1934年,16岁加人萨拉托夫航空俱乐部,23岁成为歼击机飞行员,25岁被选拔为宇航员。1961年4月8日,加加林从6名候选者中脱颖而出,科罗廖夫向他宣布:“历史把光荣而伟大的任务交给你,你将成为世界上第一位邀游太空的宇航员。”

1961年4月12日,科罗廖夫在发射平台上,对加加林说:“你非常幸运、你将从太空往下看地球,我们的地球一定很美。”

加加林原为上尉军衔,飞船刚一升空,前苏联国防部长就签署了为他晋升少校军衔的命令。他返回市区的时候,成千上万的群众夹道欢迎,首都莫斯科的专机前来迎接,7架歼击机护航,大红地毯从专机舷梯下一直铺到为欢迎他而临时搭建的主席台前,国家的所有领导人都来到机场。科罗廖夫是飞船的总设计师。他与加加林长时间拥抱,热泪盈眶。在17辆摩托车护送下、加加林乘敞篷汽车进入莫斯科,整座城市鲜花如云,礼炮轰鸣,数十万人欢迎这位宇航员凯旋。加加林被授予“苏联英雄”的称号。

1968年,加加林投入第二次航天飞行的准备。3月27日,他与另一名飞行员兼设计师弗拉基米尔·谢廖金坐进一架双座位米格一15歼击教练机。10时19分飞机升空,10时30分飞完区内练习后,加加林向飞行指挥所报告,请求取320度航向返回,此后,无线电通讯突然中断。这位人类的第一个宇航员不幸和他的飞机一同坠毁于弗拉基米尔州洛沃村的田野中。

震惊世界的“挑战者”号航天飞机悲剧

1986年1月28日,卡纳维拉尔角上空万里无云。上午11时,在离发射台6.4千米处的来宾看台上,聚集了1000多名观众,其中有马里兰州康科德中学的19名学生代表,他们既是来观看壮观的发射场景,又是来欢送他们的女老师麦考利夫。1984年11月,美国航空航天局宣布将邀请一位担任中小学教师的普通公民参加航天飞机的飞行。30岁的克里斯塔·麦考利夫从11000多名应征教师中中选。她将在休斯敦航天中心经过4个月严格训练后进入太空。她将在“挑战者”号入轨第四天,向全国中小学生讲授两节有关太空和飞行的科普知识课,学生还可通过专用线路向麦考利夫提问。

因严寒已推迟两天发射的“挑战者”号,为了清除外壳上的冰凌又推迟了两小时。上午11时38分,“挑战者”号终于发射起飞。发射后35秒,主发动机工作正常,时速2400千米,高度为8000米。然而,19名学生代表和其他1000多名观众怎么也不可能想到,他们将亲眼目睹航天史上最惨重的一次爆炸。发射后73秒,“挑战者”号以3倍音速升到约17千米高空时,突然,空中一声巨响,“挑战者”号变成一团桔红色的火球,拖着一股长长的浓烟,出现在蓝天上。两枚固体助推火箭脱离火球,成v形飞出。价值12亿美元的航天飞机随同7名宇航员,倾刻之间化作了数千块碎片散落在大西洋中。

“挑战者”号的遇难者中除麦考利夫外还有36岁的女宇航员雷丝尼克,46岁的机长斯克比,40岁的驾驶员史密斯,35岁的黑人宇航员麦克奈尔,39岁的日裔宇航员昂里安卡和41岁的杰维斯。

当天,美国全国各地下半旗致哀,全体美国人陷于长时间的悲痛之中。

最后的事故调查表明,航天飞机右侧助推火箭密封圈因严寒变形而失效,以致燃气外泄燃烧,引爆了巨大的燃料箱。

在“阿波罗”4号飞船失事中遇难的格里索姆,生前曾对飞船设计师说过一段激励人心的话语:“要是我们死亡,大家要把它当作一件寻常的普通事情,我们从事的是一种冒险的事业,万一发生意外,不要耽搁计划的进展,征服太空是值得冒险的。”

太空航行知识问答

为什么航天飞机只在佛罗里达发射

理由有二。其一是安全。你总不能在人群密集处发射火箭,危及人的生命安全,所以我们朝着大洋上空发射。火箭的助推器将由降落伞送到海面,便于回收使用。如果任其落到地面上,势必会造成毁损。之所以在佛罗里达发射,还有太空物理学方面的道理。在这里发射火箭,大自然母亲可以助你一臂之力。别忘了,地球总是在向东转动的。火箭也是向东飞行,这就可以借助地球东转所产生的加速度。

为更好地理解这一点,我们还是以赤道为例。赤道线上的一切都在以每小时1600千米的速度向东转动。树木、人、建筑物、空气、飞鸟,一切的一切——发射台上的火箭自然也不例外——都在以1600千米的时速东转。也就是说,一只置于赤道线上的火箭,在尚未发射之前就已经具有了1600千米的时速,你不至于愚蠢到不对此加以利用。NASA将火箭发射基地修在佛罗里达正是基于这个太空物理学方面的理由。这样做可以减少载油量,增加航天飞机的有效载荷。

讲了这么多,航天飞机的发射却并不曾借助到这个时速1600千米的加速度。别忘了,这是地球赤道圈的旋转速度。而肯尼迪航天中心并不在赤道线上。它位于北纬约28.5度处,此处的旋转速度要慢一些。

看看地球仪你对此就会有更直观的了解。由赤道往北,纬度圈越来越小,但其旋转一周的时间仍是24小时。这就是说,越往北,旋转的速度就越慢。打个比方,你站在北极以南,距北极点仅0.3米处,那么,你随地球旋转的周长才不过1.8米,却仍要费时24小时,你旋转的时速仅为0.07米。肯尼迪航天中心所在的纬度周长为赤道周长的88%,其旋转速度也仅为赤道旋转速度的88%,即每小时约1.400千米。明白这个道理后,不须计算也就不难得出结论,选择佛罗里达作为航天飞机发射中心远比选择缅因州为佳。

顺便一提,知道哪个国家的火箭发射基地所处位置更好地利用了地球自转的加速度吗?是法国。法国的阿里亚恩火箭发射中心建在南非的法属圭亚那(纬度约5度)。由于地处高纬度区,前苏联的人造卫星和宇宙飞船发射基地所处的地理位置最差,在北纬45.9度的拜科努尔(咸海以东,哈萨克斯坦境内)。

航天飞机沿轨道运行时有否承受地球引力

绝对有!事实上,使航天飞机得以保持其轨迹的正是地球引力,否则它就会飘飞到外层空间,再也不能返回地球了。

距地球(或任何有重量的物质)越远,地球引力就越弱。引力衰减的确切数字可用一个简单公式计算:

地球的半径约为6300千米。地球表面的引力值为1,也就是说,当我们站在地面上时,我们所承受的地球引力为1。由此推算,假设你从地球中心出发旅行等同于两个地球半径的距离,或者说有一座高6300千米的塔(此处R+2),你登上塔顶,这时你所承受的地球引力减弱了3/4。设想塔顶有一台天平,你称出的体重将是你在地表上时体重的1/4。航天飞机的运行轨道与地球表面之间的距离约为300千米,此处的R值仅为1.05。按上式计算,轨道所处的引力场的引力强度为地表引力的91%。假如地球上有一座高300千米的塔,你在塔顶称重,你的体重将显示为你在地面上时体重的91%。地球引力在这个高度只减弱了9%。

能看见飞行中的航天飞机吗

除非你通过媒体或其它消息来源预先知道会有航天飞机飞过,你是不可能知道你所看见的航天器就是航天飞机的。因为距离太远,你看不见它的机翼,也看不清它的形状。不过也有一些依据可以帮助你作出逻辑判断,判断你所观察到的航天器为何物。第一,目标飞行的速度越快,说明其轨道越低。我就不详细作太空物理学的理论阐述了,你记住这个事实便是。月球绕地球转动一圈要一个月,而航天飞机绕地球飞行一圈只需90分钟。在任何情况下,你都只能看到距地球表面高度约为300千米的卫星。运行在对地同步轨道上的目标是无法裸眼看到的。第二,如果你看到的飞行物在划过天空时亮度常出现明显的变化,则很可能是太空垃圾。卫星通常是比较稳定的,这种稳定性决定了其亮度变化较小。而太空垃圾常会翻转,造成亮度的改变。第三,注意卫星运行的方向。如果是运行在高倾度轨道——与赤道形成的倾角较大的轨道上的卫星,那么你应该向自己表示祝贺,因为很可能你看到的是一颗间谍卫星,没准它正在对你拍照哩。这类卫星的运行轨道基本上都呈南一北向,以便最大限度地观察到地表。而东一西向运行的则大多是天文科学卫星(如哈勃望远镜),要不就是完成通讯卫星的发射任务后弃掉的火箭残体。

航天飞机能飞上月球吗

不能。月球距我们有38万千米之遥,而航天飞机的飞行轨道最多只能达到距地球500千米的高度。唯一能载人登月的宇宙火箭是土星5号,而NASA自那之后再没有造过类似的火箭。即使将来再造,其构造也肯定跟航天飞机全然不同。航天飞机是有翅膀的,而月球周围没有空气,在那里翅膀压根儿就不起作用。

待发射的航天飞机系统有多大

已在发射台上准备升空的全部主、附件重约2000吨,净高56米。这个重量中约1800吨都是液态燃料和固体燃料。为让如此庞大的东西腾空而起,航天飞机的液体燃料和固体燃料发动机要发出31吨的推力。这个数字听起来吓人,但是,跟载人登月的火箭——土星5号相比,航天飞机不过就像个玩具。土星5号比它要高出45米,重量多出1360吨。

航天飞机的有效载重是多少

轨道倾度会对航天飞机的有效载重产生影响。高倾度的飞行,由于其飞行方向与地球自转的方向不相吻合,就得负载较多的燃料(有效载得相应减少)以弥补其损失掉的自由速度。据NASA宣称,航天飞机可将26800千克物品送入最低倾度(28.5度)的轨道,而进入高倾度轨道(57度)对其有效载重则只有20500千克。

一架航天飞机能载多少人

NASA发射的航天飞机,机组人员通常为5名:机长、飞行员、执行有关任务的专家2至3名。有时候还会有负责所载装备的专家同行。迄今为止航天飞机载员最多的一次是8人。而航天飞机的设计定员为10人,上层4个座位,下层6个。

航天飞机的机舱里有多少个旋钮

航天飞机上的硬件、软件旋钮、控制键、电流断路器和电脑显示屏合起来总数超过1000。难怪宇航员在模拟航天飞机上为熟悉这些操作所受的训练会多达数千小时。就连驾乘其它种类航天器的宇航员都会对航天飞机的操作系统之复杂感到惊讶。航天飞机一旦与地面指挥中心失去联络,机组人员完全可以自行操纵令航天飞机安全返回地球(只是他们精神上会紧张得多罢了)。

设计航天飞机时重要的一环是尽量减轻其自重,所以一般人会以为机内的一切都会造得尽可能小。事实却是,所有的旋钮、按钮、手柄肘节开关都大得好像是为战舰设计的似的。因为宇航员全都穿着臃肿的压力服装。设想你现在戴着滑雪手套使用电视遥控板,你就能体会到个中道理了。

航天飞行时宇航员穿什么

航天之前,宇航员穿上身的第一件东西是尿液收集装置(UCD)。女宇航员用的是“成人尿布”,男士则可以选择“尿布”或一种类似避孕套的装置,用刺钧式尼龙粘条系在腰上。

接下来是一套印第安式的长内衣和长袜。而后,宇航员来到着装间,由专门人员帮他们穿上他们所熟悉的桔红色压力眼和压力靴。万一出现这种意外而宇航员又没穿压力服的话,他就会因内压过高、血液沸腾而送命。此时,压力服(主要用橡胶制成)会自动充气,对他的身体施以足够的压力直至返回地球。压力服的第二个应急功能是保暖,使宇航员万一跳伞掉人冰冷的海水中时不致被冻死。

穿好压力服和靴子后,宇航员就可以上发射台了。其余的着装将在“白屋”里进行。“白屋”其实就是航天飞机入口处的一个小间,为便于清洁而涂成白色。在这里,有专人替宇航员系上降落伞、充气头盔和一个腰垫。腰垫是中空的,系在臀部,上面有一个手动充气泵,跟血压计上的充气泵相仿。宇航员在发射台上的等待时间往往很长,累了便可以将垫子充气并靠着它歇息。穿戴完毕,宇航员进入机舱并各就各位,再由别人给系上救生袋(其中包括一只救生筏)。一个宇航员全身的穿戴和装备总重83磅(37千克)。换句话说,一旦遇上紧急情况,他们将负荷着这么重的东西逃生。对于一个身材较小的女宇航员来说,这个重量要相当于她的体重的80%。(谁要说女人不如男人强壮,去看看女宇航员的逃生训练他就不会这么认为了。)