空间技术的重要内容

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空间技术也称航天技术,它包括运载器、航天器和地面测控技术三个重要组成部分。

1.运载器

运载器主要是运载火箭。运载火箭有箭体结构、推进系统和控制系统等几个部分。由于采用的推进剂是化学推进剂,单级火箭无法把卫星和飞船送入轨道。使用的多级火箭由2-4级组成,前一级火箭的燃料用完后自动脱落,同时后一级火箭点火继续工作。火箭所运载的航天器装在最后一级火箭里。世界上最大的运载火箭是美国的土星5号火箭。它由三级组成,起飞时的重量近3000吨,起飞推力达35711千牛顿。中国的运载火箭技术处于世界先进行列,已具备发射载人航天器的能力,除了满足国内发射卫星的需要外,还进入国际商业卫星发射服务市场。

世界上的火箭发射场地(又称航天港)主要有如下12个:前苏联的拜科努尔发射场、普列谢茨克发射场、卡普斯汀耶发射场;美国的肯尼迪航天中心、范登堡空军基地;法国在海外的圭亚那航天中心$中国的酒泉卫星发射中心、太原卫星发射中心、西昌卫星发射中心;日本的鹿儿岛航天中心、种子岛航天中心;意大利在国外的圣马科航天发射场。

2.航天器

航天器的种类很多,主要是人造地球卫星,还有空间站、宇宙飞船、航天飞机、空间探测器等。

宇宙飞船是来往于地球和空间站之间的重要交通工具。例如美国的阿波罗号飞船就来往于地球和太空实验室之间；前苏联的联盟号、进步号、宇宙号等飞船就来往于地球和礼炮号空间站之间。由于宇宙飞船有不够理想之处,人们就研究更先进的工具——航天飞机。航天飞机将通常的火箭、宇宙飞船和飞机的技术结合起来,具有运载、航天、返回三种功能,能多次重复使用。美国于1981年首先试制成功航天飞机,并于当年正式投入使用,至今已飞行数十次。除了美国之外,前苏联、西欧、日本、法国也进行航天飞机的研制。人们又研制另一种先进交通工具——空天飞机。这种飞机在某些方面更接近于普通飞机,同时能像航天飞机那样执行太空任务,发射费用只有航天飞机所需费用的10%至20%。

空间探测器是脱离了地球的束缚,飞往月球及其他行星,或在星际间航行的航天器。首次发射空间探测器是60年代初,它飞往金星。60年代和70年代中期,主要探测金星、火星和水星；对于遥远的大型行星木星、土星等的考察,是从70年代开始的。

3.地面测控技术

地面测控系统在地面对航天器进行跟踪、遥测、遥控和保持通讯联系。通过地面测控系统,人们可以获得航天器运行的各种信息,并可以对航天器进行控制，调节它的运行状态,以达到人们的预期目的。

航天技术包括哪些方面

航天技术的组成

航天技术由运载器技术、航天器技术和航天测控技术三大部分组成。

（一） 运载器技术（运载火箭技术）

运载器技术，是指克服地球引力，将航天器送到外层空间的运载工具技术。航天运载器仅有火箭，所以，航天运载器技术亦称火箭技术。

火箭，是携带氧化剂和燃烧剂，经过燃烧、喷射的燃气产生反作用力推进的飞行器。它由动力装置、制导系统和箭体组成。按发动机工质形态的不同，火箭可分为液体火箭（用液态物质作为推进剂的火箭，称为液体火箭。液体火箭发动机通常由推力室、推进剂供应系统和发动机控制系统等组成。液体火箭发动机比推力较高，工作时间长，调节推力、关机和再启动较容易，易于实现多发动机并联使用）和固体火箭（用固态物质作为推进剂的火箭，称为固体火箭。固体火箭发动机通常由壳体（燃烧室）、固体推进剂、喷管、点火装置和推力终止装置等组成。固体火箭发动机的结构简单紧凑，使用方便，发射准备时间短，可靠性高。但比推力较低，推力终止精度低，重复启动困难）两种。

世界各国研制较为成熟的运载火箭主要有：俄罗斯（前苏联）的“质子”号大型运载火箭、美国的“雷神”、“大力神”系列运载火箭、中国的“长征”系列运载火箭、欧盟的“阿里亚娜”液体火箭等。

（二） 航天器技术

航天器又称空间飞行器，是在太空按照天体力学的规律运行并完成一定使命的各种飞行器的总称或空间系统。

航天器分为无人航天器和载人航天器两大类：

1．无人航天器

无人航天器按是否环绕地球运行又可分为人造地球卫星和空间探测器。

2．载人航天器

载人航天器是指往返地球表面和太空之间，可运送人员和有效载荷、提供宇航员居住和工作环境的航天器。载人航天器按功能的不同可分为载人飞船、空间站、航天飞机等三类。

（1）载人飞船

载人飞船是一次性载人上天和返回地面的航天器。载人飞船有卫星式载人飞船和登月式载人飞船两种。中国“神舟”号试验飞船于已于1999年11月20日使用“长征”—2F运载运载火箭发射成功。

（2）空间站

空间站是可接纳宇航员寻访、长期工作和居住的大型航天器。空间站在距地面几百千米的近地轨道上运行。它设有对接舱，用于停靠载人飞船或航天飞机，也可与多个空间站联接组成空间复合体（航天城）。1971年4月9日苏联发射第一个航天站“礼炮”—1号，1986年2月20日苏联又发射新一代航天站“和平”号。2002年3月由16个国家联合投资研制的“国际”空间站已正式在太空运行。

（3）航天飞机

航天飞机是可重复使用的、往返于地球表面与近地轨道之间，运送有效载荷和人员的航天器。一般用固体火箭助推入轨，在轨道上象飞船一样运行，完成多种航天任务，再入大气层时象飞机一样滑翔着陆。1981年4月，美国“哥伦比亚”号航天飞机试飞成功。“挑战者”号和“发现者”号航天飞机也相继投入实用性飞行。

3.航天器的组成

航天器由不同功能的若干系统和分系统组成，一般由专用系统和保障系统组成。

（1）专用系统

这是用于直接执行特定任务的系统，随航天器所执行的任务不同而设置。

（2）通用系统（保障系统）

这是用于保障航天器正常飞行和专用系统正常工作的航天器必要设备。一般包括：温度控制分系统、电源分系统、姿态控制分系统、轨道控制分系统、无线电测控分系统、计算机分系统、返回分系统。

（三）航天测控技术

航天测控技术是为保证航天器在轨道上正常运行，地面与航天器进行遥测、遥控、跟踪和通信的技术。航天测控由航天器所载测控分系统和地面测控系统共同组成。

航天（Spaceflight），又称空间飞行、太空飞行、宇宙航行或航天飞行，是指进入、探索、开发和利用太空（即地球大气层以外的宇宙空间，又称外层空间）以及地球以外天体各种活动的总称。

航天活动包括航天技术（又称空间技术），空间应用和空间科学三大部分。航天技术是指为航天活动提供技术手段和保障条件的综合性工程技术。空间应用是指利用航天技术及其开发的空间资源在科学研究、国民经济、国防建设、文化教育等领域的各种应用技术的总称。空间资源系指地球大气层以外的可为人类开发和利用的各种环境、能源与物质资源，入空间高远位置、高真空、超低温、强辐射、微重力环境、太阳能以及地球以外天体的物质资源等。

中文名

航天

外文名

Spaceflight

别称

空间飞行、太空飞行、宇宙航行

意义

进入、探索、开发和利用太空

分类

按航天器探索、开发和利用的对象划分，航天包括环绕地球的运行、飞往月球的航行、飞往行星及其卫星的航行、星际航行（行星际航行、恒星际航行）。

按航天器与探索、开发和利用对象的关系或位置划分，航天飞行方式包括飞越（从天体近旁飞过）、绕飞（环绕天体飞行）、着陆（降落在天体上面）、返回（脱离天体、重返地球）。

执行军事任务（具有军事目的）的航天活动，称为军用航天；执行科学研究、经济开发、工业生产等民用任务（具有非军事目的）的航天活动，称为民用航天；执行商业合同任务（以营利为目的）的航天活动，成为商业航天。有人驾驶航天器的航天活动，称为载人航天；没有人驾驶航天器的航天活动，称为不载人航天。

如今，航天的作用已经远远超出科学技术领域，对国家和国际的政治、经济、军事与社会生活都产生广泛而深远的影响。

航天生活

宇宙环境是极为恶劣的，对人体有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙辐射、温度差异等，这些不利因素会对人体产生严重伤害。在这种环境中，航天员是无法生存和工作的。面对严峻的宇宙空间环境，怎样才能保证航天员的生命安全呢？我们的科技人员为其研制了一个基本与外界隔绝的密闭环境即密闭座舱，用来保护航天员。

一会儿是早晨，一会儿是黑夜

人们长期的生活习惯是“日出而作，日落而息”，睡眠一般都安排在夜晚。飞船在航天飞行中的昼夜周期和我们在地球上的昼夜周期是不同的。地球上的一天是一次日落日出，并定为24小时。空间飞行时的一次日落日出，周期长短不一，因为它和飞船绕地球飞行的轨道高低相关。轨道高，昼夜周期就长；轨道低，昼夜周期就短。飞船航天飞行期间的昼夜周期，白天和黑夜时间长短是不一致的，白天时间长，黑夜时间短，90分钟一个昼夜周期，最长的黑夜仅仅是37分钟。飞船由地球阳面进入阴面时，就如同由白天进入黄昏黑夜一样。航天飞机速度很快，太阳出来时好像“迅雷”似的一跃而出，太阳落山时也如“旋风”一样迅速地隐去。

一个航天员曾经这样描述宇宙间的一天：早晨，计算机控制的钟唤醒我们起床。醒来拉开窗帘看宇宙空间，阳光灿烂，天色真美。可是不大一会儿，太阳没有了，天暗下来了，黑夜来临了，我们想又该睡觉了吧。真是有趣极了，一会儿是早晨，一会儿是黑夜……

站着睡躺着睡都一样

在宇宙空间最特殊的就是睡觉姿势，失重时，身体完全放松会自然形成一种弓状姿势。航天专家认为，在太空中睡眠，身体稍微弯曲成弓状，比完全伸直平躺着要舒服得多。

航天员在太空飞行中，睡袋一般固定在飞船内的舱壁上，如果不这样，飞船内的姿态在发动机开动时，就可能跟舱壁碰撞。所以，航天员一般还是喜欢将睡袋紧贴着舱壁睡觉，这样就像睡在床上一样舒服。在失重时，反正分不清上和下，站着躺着睡都一样，所以，航天员既可以靠着天花板睡，又可以笔直地站着靠墙壁睡，想怎么睡都是可以的。

由于人在失重时飘浮，航天员行动起来会感到困难和不方便，动作都不像在地面上那样协调。坐立不稳摇摇晃晃，稍一抬头仰身就有可能来个大翻身，弯腰时又可能翻筋斗，所以一切动作都得小心从事。

航天员在宇宙飞行中可以遥望地球景色，这也是他们太空生活的一大乐趣。自古以来，飞向太空就是人类最美好的遐想。航天员在飞船上看到的地球漂亮极了，它是一个绿色的球体。白天你仔细看去时，地球大部分是浅蓝色，密密的森林带看起来更是蓝色的，惟一真正的绿色地带是中国的西藏高原地区。一些高山湖泊看起来是明亮的并且呈鲜绿色，好像硫酸铜矿地区颜色。温度很低又没有云彩的地区，如我国喜马拉雅山那样的高山区域，就能很清楚地看到那儿的地貌。航天员能看到的最令人目眩神迷的奇景，要算是伊朗的卡维尔盐渍大沙漠，这片大沙漠看上去像木星，中间有一个红色、褐色和白色的大旋涡，这是因为盐湖经过一代又一代的蒸发之后而留下的光辉耀眼的痕迹，它像绿宝石一般闪闪发光。

离不开体育锻炼

航天员生活在太空当中，同样离不开体育锻炼。它除了增强体质外，还有其特 殊意义：增强对失重及其他航天环境的适应能力，减少航天飞行中不良环境对航天员的有害影响。在长期航天的空间站内，都设有专为航天员体育锻炼的“小型体育场”，设置一些特殊的航天体育器具供航天员使用。这些器具有自行车功量计、微型跑道、弹簧拉力器及负压筒等。

在宇宙中航行的航天员和地球上的人一样，都需要有个人清洁卫生的处理，如刷牙、洗脸、洗澡、大小便等等。失重条件下处理清洁卫生及废物非常复杂，需要有特殊的设施和技巧。

失重时刷牙，牙膏泡沫很容易飘浮起来，水珠在舱内飞飘，会影响人的健康和仪器正常运转。飞船中的航天员不能采取地面上的刷牙工具和方法。那样做，说不定在哪一环节把水泄漏出去，水就会飘浮起来，所以，航天员只能采用比较简单的方式来刷牙。美国采用的是一种特制的橡皮糖，让航天员充分咀嚼以代替刷牙，达到清洁牙齿的目的。航天员洗脸，其实是取一块浸泡有清洁护理液的湿毛巾擦洗面部。随后，把毛巾铺在按摩刷上用来梳理头发。

航天员若在空间站上长期生活，还需要洗澡。长期的载人空间站上，就配备有航天工程技术人员设计制作的航天浴室设施。这种浴室，只不过是一个强力尼龙布浴罩，浴罩上下有固定的框架，上连天棚下连地板，成为通天式密闭浴罩，平常折叠着固定在生活舱的顶棚上。顶棚上还设有圆形水箱、喷头、电加热器，洗澡用的水箱，有管道跟大水箱相通。

洗澡前，先把废水回收净化装置中的净化吸附剂配好，准备用来回收和净化洗浴时的污水，然后清理给水管道、抽水装置和过滤净化装置（除去杂质和不良气味），并将卷在顶棚上的尼龙罩放下，直到底框并固定好，形成一个连接天棚地板的圆桶，就好像一个完全透明的大玻璃缸。启动电加热器，把水箱中的水加热到合适温度，这时人可脱去衣服进入浴室。圆筒底下有一双固定的拖鞋，人穿上它后就不会飘浮起来。在打开水龙头之前，应先将呼吸器戴好，呼吸器同一条通到外面的软管相连接，航天员可呼吸舱内空气，避免洗浴时的空气、水汽混合物吸入呼吸道发生危险。航天员洗澡时，还要将耳朵塞起，带上护目镜，就像潜水员一样。一切准备好之后，就可打开水龙头，一阵阵细细的水流喷在身上，形成一层夹着无数气泡的水膜，必须用毛巾或吸水刷将水吸走。失重时水不会自动流出，水箱中有气加压，水就会源源不断地流出来

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