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◇1901年--1910年◇
人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车,然后车身剧烈摇晃,最后登上一个月亮模型。
同一年,莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒,同时一位名为康斯坦丁•焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算,一枚导弹要克服地球引力就必须以1.8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。
◇1911年--1919年◇
1919年,美国马萨诸塞州性情孤僻的罗伯特•戈达德用复杂的计算说明,登月火箭是可以制造出来的。
“戈达德”这个名字在美洲大陆很快传为笑柄。戈达德在姨妈的农场里深居简出,并于1926年3月16日成功地点燃了历史上第一支液体驱动火箭。
◇1921年--1930年◇
1923年,研究凡尔纳的专家兼物理学家海尔曼•奥伯特发表了一本长达92页、公式连篇的小册子。他想使这本名为《奔向太空的火箭》的小册子成为宇航的初级课本。
奥伯特指出,火箭也可以在真空中飞行,而且速度比逸出的驱动气体要快,“在一定条件下会出现一种效率特别高的飞行器,它能轻而易举地飞抵另一个陌生的天体”。他画出一张包括太空导弹的宇航站的草图。似乎很自然,这个宇航幻想家也已考虑建造一个太空镜。奥伯特的文章激起了宇航的巨大兴趣。当时人类似乎只有一个愿望——离开地球。
◇1931年--1940年◇
1932年,年轻的苏联成立了第一个宇航组织。该组织不久后便成为红军的一个分支机构,因为在火星上建立共产主义之前,工程师要研制军用导弹,以维护地球上的秩序。
1929-1930年度在德国取得很大成功的一部影片叫《月亮夫人》。奥伯特曾作为科学顾问参加了该片的拍摄。观众中坐着一位名为布劳恩的高年级学生和内贝尔、维利•莱和克劳斯•里德尔先生。他们联合组成了“宇航协会”,过着僧侣般严格自律的生活。不久后,他们在柏林的赖尼肯多夫“火箭发射地”试验喷气式火箭,并计算出飞往火星的抛物线。陆军武器局的两位工程师瓦尔特•多恩贝格尔和卡尔•贝克尔装扮成老百姓参加了该协会。从1934年起,火箭研究工作在德国成为机密。
1937年,韦恩赫尔•冯•布劳恩成了新建的佩讷明德陆军研究所的技术主任。该研究所是坐落在波罗的海乌瑟多姆岛上的一座综合性大楼,它由装配车间、实验台和发射装置组成。其唯一目的就是尽快研制出可用于实战的导弹。恰好在1939年秋天,这些工程师成功地把配有控制仪器的“Aggregat5”(A5)号送上了8公里的高空。据说它装有一种控制装置,能射中地面目标。
◇1941年--1950年◇
1942年10月3日,“A4”号导弹成功地进行了第一次发射。此后的V2导弹弹身上画上了传说中的“月亮夫人”。它飞到了90公里的高度。“Aggregat 4”号导弹是个“原始细胞”,由此生长出了两个超级大国的导弹和宇宙空间计划。这些计划给本世纪剩余的日子打上了烙印,为人类的自我毁灭提供了可能。
佩讷明德基地表明,这样高度综合的导弹技术需要一定的管理和财政支持,这只能由国家来提供——也就是由军方来承担。布劳恩后来解释说,他参加纳粹党、并于1940年成为党卫军冲锋队小队长是为了能够继续发展导弹计划。
对能工巧匠来说,佩讷明德是个天堂。最优秀的工程师云集此地,能够立即把他们的图纸转化为成品。这里有风洞和实验室,并研制出第一枚巡航导弹、第一个电子模拟计算器,完善了陀螺仪控制技术、无线通讯和精密水泵。
1944年9月8日,当第一枚“报复性武器”V2导弹击中伦敦时,佩讷明德人捧着香槟碰杯。在战争末期,总共6000枚V2导弹中大约有一半被发射到安特卫普、伦敦、马斯特里赫特和其它城市。估计V2导弹使12685人丧命,其中三分之二为平民。在希特勒死后两天,这些工程师决定向美国人投诚。
◇1951年--1960年◇
50年代,有一个公认的基本思想是,哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站,它迟早就能控制整个地球。冯•布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说:“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行,那么人们就能认识到,这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。
加利福尼亚的兰德军事研究所专家认为,第一个发射人造卫星的国家将“在军事和科学方面都成为领袖国家”。这就是美国对塔斯社于1957年10月4日报道苏联成功发射人造卫星一号——第一颗进入环绕地球轨道运行的卫星——感到震惊的原因。美国当时还在忙于改建“红石地地短程战术导弹”,以便能从土耳其向苏联发射核弹头。美国的卫星计划也还在制定之中。现在,第一颗人造地球卫星是在为世界共产主义服务。氢弹之父爱德华•特勒说,美国输掉了这场“比珍珠港更重要的战役”。直到里根总统任命他为“星球大战计划”的顾问,他的心情才恢复了平静。
围绕争夺太空优势的竞争进入了重要关头。坐落于哈萨克斯坦草原上的拜科努尔航天中心的技术人员竭尽所能使美国同行心灰意冷。1957年,他们把一条名为“莱伊卡”的母狗送上了绕地球运行的轨道;而在美国卡纳维拉尔角“先锋”号从一米半的高度坠落到发射台爆炸。
◇1961年--1970年◇
1961年,加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明,在天上飞来飞去的并不是天使,也不是上帝。
美国约翰•肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说:“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说,苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局,并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰•格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。
1961年4月20日,入侵古巴失败的次日,肯尼迪总统下令起草一份报告。报告听上去显得相当绝望:“是否还存在着另外一种有希望出现的戏剧性转折——使我们取胜的太空计划?”
1961年5月25日,肯尼迪说,“在60年代结束之前要把人送上月球,并让他安全返回地球”。把星条旗插到这块无生命的石头星球上的计划将花费250亿美元。国会批准了这项计划,同时批准部署1000枚“民兵地地洲际战略导弹”和656枚“北极星中远程战略潜艇核导弹”。登月竞争就此展开。在“阿波罗”计划达到高潮时,共有50万人参与了这个行动。为了节省时间,美国航天局把起飞试验的次数限制到了最低点。“双子星座”号载人飞船试验了对接技术和控制技术;“徘徊者”号和“月球轨道器”号在月球表面寻找适合着陆的地点。“阿波罗8”号成功地围绕月球飞行。宇航员在1968年圣诞节向人类奉送了《创世纪》中的诗句。
1969年7月20日,“阿波罗11”号幸运地在月球上降落,这成为本世纪第一次通过电视对全球转播的事件。
宇宙空间历史学家威廉•伯罗斯在撰写“阿波罗”计划时说:“这次迄今为止人类最伟大的发现的动机是完全错误的。但这仍然是人类最伟大的冒险,是这个千年的奥德赛传奇。”冯•布劳恩兴高采烈地说:“我们知道,取得太空的领导权就意味着在地球上取得领导权。”
6次成功的“阿波罗”登陆带回了400公斤月球岩石,但科学界仍然不知道月亮是如何形成的。人类乘坐登月飞船在月球上闲逛,并认识到月球上实在没有可供发现的东西和很少有梦寐以求的东西。为什么要把钱花在登月旅行上呢?越南战争和差点酿成一场灾难的“阿波罗13”号使美国国家航空航天局担心再次遭到失败。因此最后3次“阿波罗”任务被削减掉了,美国国家航空航天局的预算也逐渐削减到原来的三分之一。
许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑,他们更愿意用飞行器来探测太阳系。
苏共中央1963年12月3日的绝密文件制定了飞向月球的载人飞行计划。但是,飞船的研制进展异常缓慢。苏联迅速失去同美国在太空竞争中的领先地位。勃列日涅夫接替赫鲁晓夫担任国家***后,美国人实现了飞向月球的计划,而“联盟号”的起飞则一拖再拖。
1967年4月23日,弗拉基米尔•科马罗夫驾驶着未完全建造好的“联盟号”升上太空。24小时后,因为返回地球着陆时主降落伞没有弹出来,宇航员遇难身亡。1968年10月,发射了无人驾驶的“联盟-2号”,格奥尔基•别列戈沃伊应当乘次日发射的“联盟-3号”上天,与其对接,但别列戈沃伊没有能够通过手动完成对接……
而美国人当时实现了突破:三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下,计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。
沙塔罗夫乘坐的第一艘飞船“联盟-4号”的起飞时间定在一个不吉利的日子——1969年1月13日。快到起飞时,发送装置突然显示一个系统出现故障,飞行被迫取消。
1月14日,“联盟-4号”顺利起飞。15日,叶利谢耶夫、赫鲁诺夫和沃雷诺夫三人乘坐的“联盟-5号”又出现故障。这第二艘飞船的起飞同“联盟-4号”在拜科努尔上空飞行的时间密切相关,推迟发射就等于宣布整个计划失败。发射场几名军事专家提出更换损坏部件,并保证要在发射前完成。拜科努尔发射场正值严冬。在这种环境下,他们用创纪录的时间完成了更换工作……飞船相互靠近是通过自动装置实现的。而在100米处,宇航员需要手动靠拢和对接。一切都很顺利。宇航员赫鲁诺夫第一个小心地钻出狭窄的舱口,看了看周围,抓住飞船外面的把手,慢慢地移向对接起来的“联盟-4号”。他水平姿势飘浮起来,双脚碰不到飞船外面的物体。一根长绳把他系在“联盟-5号”上。
叶利谢耶夫随后也进入了“联盟-4号”。太空中的工作持续了37分钟。飞船在对接状态运行了四个半小时。1月17日,“联盟-4号”返回地面。
沃雷诺夫应当驾驶“联盟-5号”在第二天返回。然而,意想不到的事情发生了。在打开制动发动机前出现了第一个问题。他应当看到浮动的地球,应当弄清楚飞船是否转动,是否处于正确的位置。否则,发动机如果没有处于逆行方向,打开它不仅不会制动,而且还会加速,那样的话宇航员就要永远呆在太空中了。当时发现,由于弹道的错误,飞船比预定时间提前进入夜间。沃雷诺夫看不到地球,不能用肉眼确定飞船的位置和方向是否正确。他只好放弃了降落。
飞行指挥中心建议,在下一圈飞行时人工调整飞船方向。沃雷诺夫轻松地做到了这一点,发动机适时启动,“联盟-5号”终于飞向地球。六分钟后,降落设备就要脱离日常生活舱和仪器设备舱了。可宇航员突然听到头上一声巨响,舱口上面的横梁弯曲,舱口出现缝隙,这足以使舱内气压下降100毫米汞柱。但最可怕的事情还在后面:沃雷诺夫从观察孔里看到了耸立的天线。这意味着,没有脱离庞大的仪器设备舱。在这种情况下进入大气层必死无疑。
当进入大气层后,沃雷诺夫从观察孔里看见一道火光。舱内冒出黑烟,充满了焦味。飞船旋转着,他一会儿看到太阳,一会儿看到地球……突然又响起爆炸声。飞船旋转得更快,陷入火焰的包围之中。
爆炸终于使降落装置离开仪器设备舱。这时离地球还有90来公里。
降落是在严重超负荷和疯狂旋转中进行的。医生后来都感到惊奇:人的机体怎能承受这一切,为什么没有出现脑溢血。接着传出啪啪的响声,就是说,该打开降落伞了。但沃雷诺夫知道,在旋转时,伞绳会缠在一起,伞顶不会张开,飞船将像石头那样落在地上。这一次他太走运了:伞绳虽然打了拧,但飞船顿了一下,开始朝另一个方向转,降落伞终于打开了。沃雷诺夫回到了地面。
◇1971年--1980年◇
苏联工程师在登月竞赛失利之后,把精力集中于装配载人空间站。苏联的第一代空间站为“礼炮”号,是世界上最早建立的轨道空间站。 1971年第一个空间站“礼炮1”号被送入轨道,在返航途中压力阀提前打开,导致3名宇航员丧生。之后,苏联“礼炮-2”号、“礼炮-3”号、“礼炮-4”号和“礼炮-5”号5个空间站。它们每个的重量约19吨,长16米,只有一个对接口,可与“联盟”号载人飞船对接。在此类空间站上,宇航员连续停留最长的时间为63天。
◇1981年--1990年◇
第二代空间站为“礼炮-6”号及“礼炮-7”号。它们的对接口增加到两个,可同时把载人和载货用的飞船分开,载人用“联盟”号,载货用“进步”号货运飞船。
“礼炮-7”号轨道科学站于1982年4月19日发射,发射时不载人,宇航员和给养分别由载人飞机和货运飞船与其对接供给。人在“礼炮-7”号上连续逗留时间最长的为211天。“礼炮-7”号全长约15米,重约20吨,前后各有一个与飞船对接的舱口,可同时与两艘飞船对接。备有变轨发动机,能提高轨道高度,保证长期运行。拥有3个密封舱和2个非密封舱,密封舱的最大直径为4米多,舱内明亮、舒适、供水充足,保证宇航员长时间在空间站停留。“礼炮-7号”在总共4年多的飞行中,先后有10批国内外宇航员在站上工作,累计800余天,获得大量科学资料和,并生产出第一批太空制造的优质单晶,其中最长的一次是1984年由基齐姆、索洛维约夫和阿季科夫组成的三人乘员组连续飞行237天,创宇航史上载人飞行的最高纪录。1986年8月,“礼炮-7号”轨道站停止载人飞行,它与相接的“宇宙-1686号”卫星联合体转入更高的轨道上运行。
20世纪的80年代,苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰,都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”,1986年2月20日发射上天,是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然”舱等舱室形成一个重达140吨、工作容积400立方米的庞大空间轨道联合体。在这一“太空小工厂”相继考察的俄罗斯和外国宇航员有106名,进行的科考项目多达22万个,重点项目600个。
在“和平”号进行的最吸引人的实验是延长人在太空的逗留时间。延长人在空间的逗留时间是人类飞出自己的摇篮地球、迈向火星等天体最为关键的一步,要解决这一难题需克服失重、宇宙辐射及人在太空所产生的心理障碍等。俄宇航员在这方面取得重大进展,其中宇航员波利亚科夫在“和平”号上创造了单次连续飞行438天的纪录,这不能不被视为20世纪航天史上的一项重要成果。在轨道站上进行了诸如培养鹌鹑、蝾螈和种植小麦等大量的生命科学实验。
然而苏联解体后,从解体中独立的俄罗斯多年来政治上一直动荡、生产机制不畅、经济异常困难,以至于支撑不起尚处于“可靠状态”的“和平”号轨道站的运行。“和平”号轨道站是俄罗斯人的骄傲,为支持其运行,俄国内成立了保留“和平”号人民募捐基金会,并在上个月进行了以募捐为目的的从莫斯科到圣彼得堡的汽车拉力赛,然而所得款项寥寥无几。“和平”号最终的命运是被迫下岗。
1981年4月第一架航天飞机“哥伦比亚”号起飞,全美国都为之骄傲。美国航天局向国会兜售这项计划时称,它是可以重复使用的“太空航天飞机”,能节省费用,但该计划的实际花费达到了天文数字——100亿美元。此后,美国的航天飞机频繁起飞,完成了不少太空任务,比如卫星发射、太空实验等等。而苏联在1988年11月15日才在拜科努尔航天中心成功地发射了第一架航天飞机“暴风雪(buran)”号,而且这架航天飞机还是在无人驾驶状态下升空的。
不过,美国的航天飞机在1986年遭受了重大挫折。当年1月28日上午,美国航天飞机“挑战者”号从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心的发射架上升空,73秒种后突然爆炸,价值12亿美元的航天飞机被炸成碎片坠入大西洋,机长斯科比、美籍日本人鬼冢等7名机组人员全部遇难。37岁的中学女教师麦考利夫也在其中,她是从11416位申请者中选拔出来的美国第一位参加航天飞行的普通公民。这是“挑战者”号的第10次飞行,也是美国航天飞机的第25次飞行。1月31日,15万名航天工作者冒着寒风在休斯敦约翰逊航天中心为失事的7名机组人员举行了追悼仪式。里根总统出席追悼仪式并慰问了遇难者的家属。2月3日,里根总统下令成立一个由13人组成的总统调查委员会,调查航天飞机失事的原因。由前国务卿罗杰斯为首的调查委员会在4个月的调查中,访问了160人,举行了35次调查会议,搜集了6万3千份文件和数百幅照片。6月9日调查委员会正式向里根总统提出长达256页的调查报告。据调查,“挑战者”号爆炸原因是右侧助推火箭存在问题,发射时气温过低,寒冷的气温对火箭垫圈产生了影响,导致爆炸。
◇1991年--2000年◇
如果将和平号空间站看作人类的第三代空间站,国际空间站则属于第四代空间站了。国际空间站工程耗资600多亿美元,是人类迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想和最后开始实施既是当年美苏竞争的产物,又是当前美俄合作的结果,从侧面折射出历史的一段进程。
1993年克林顿政府提出,将“自由”号空间站计划由美国独自建造改为国际合作建设,把美国在航天领域内的对手俄罗斯拉进来,再联合日本、欧洲航天局及加拿大作为伙伴共同筹建。美国吸引俄罗斯参加国际空间站的建设可谓老谋深算,既可以利用俄罗斯现成的硬件及载人航天技术和经验,降低空间站的成本,又可以防止俄罗斯航天技术的扩散,可谓“一箭双雕”。
而继承了苏联航天科技成果的俄罗斯则由于国内政局动荡,经济困难,已无力独自开展大规模的航天活动,所以也乐意与美国联手建造空间站。这样,两个冷战时期的宿敌决定携手起来共建国际空间站。经过5年准备,空间站于1998年底正式“开工”兴建。
国际空间站计划的实施分3个阶段进行。第一阶段是从1994年开始的准备阶段,现已完成。这期间,美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站8次对接与共同飞行,训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力;第二阶段从1998年11月开始:俄罗斯使用“质子-K”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。它还担负着一些军事实验任务,因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成,将标志着第二阶段的结束,那时空间站已初具规模,可供3名宇航员长期居住;第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后,则标志着国际空间站装配最终完成,这时站上的宇航员可增至7人。
国际空间站预计将在2004年建成,完工后由6个实验舱(美国一个、欧洲航天局一个、俄罗斯三个)、一个居住舱、两个连接舱、服务系统及运输系统等组成,是一个长88米,重约430吨的庞然大物,站上居住舱容积为1200平方米。
美、俄等15国联手建造国际空间站,预示着一个各国共同探索和和平开发宇宙空间的时代即将到来。不过,几十年来载人航天活动的成果还远未满足他们对太空的渴求。“路漫漫其休远兮,吾将上下而求索”,人类一直都心怀征服太空的欲望和和平利用太空资源的决心。1998年11月,人类第一个进入地球轨道的美国宇航员、77岁的老格伦带着他未泯的雄心再次踏上了太空征程,这似乎在告诉人类:照此下去,征服太空不是梦
二十世纪最重大的发明之一,是飞机的诞生。人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。而2000多年前中国人发明的风筝,虽然不能把人带上太空,但它确实可以称为飞机的鼻祖。
本世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献,他们就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能,而莱特兄弟确不相信这种结论,从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞,
终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。
1903年12月17日莱特兄弟驾 驶他们制造的飞行器员进行首次持续的、
有动力的、可操纵的飞行
1910年12月10日,在法国巴黎展览会上,有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但是,这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人,他是罗马尼亚人,名叫亨利•科安达,毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气,同时增设一个加力燃烧室,使燃气在尾喷管中充分膨胀,以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。
本世纪30年代后期,活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里,俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师,奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He-178喷气式飞机。
喷气发动机研制出之后,科学家们就进一步让飞机进行突破音障的飞行,经过10多年之后这项工作终于被美国人完成了。
1947年10月14日在美国加利福尼亚州的桑格菲尔地区,贝尔公司试飞能冲破音障的飞机。上午10时一架巨大的B-29轰炸机,在机舱下悬挂着一驾造型奇特的小飞机起飞了。这架小飞机命名为X-1火箭飞机。X-1飞机装有4台火箭发动机,总推力2700公斤,使用的燃料是危险的液氢和酒精。当B-29轰炸机把它从空中放下的时候,它的4台火箭发动机相继点火,声如雷鸣。当飞机发动机启动1分28秒后,马赫数达到1�0,飞机达到了音速。这时X-1飞机的燃料几乎用尽,速度变得更快,达到马赫数1�06,这时的高度是13000米。尽管试飞成功,但由于X-1飞机不是靠自身的动力起飞升空,这个纪录没有被承认。
飞机的发明,使人们在普遍受益的情况下又产生了新的不满足。飞机起飞需要滑跑,需要修建相应的跑道和机场。这就带来了诸多不便,于是有人开始探索可以进行垂直起落的飞行器,通称直升机。
1939年9月14日世界上第一架实用型直升机诞生,它是美国工程师西科斯基研制成功的VS-300直升机。西科斯基原籍俄国,1930年移居美国,他制造的VS-300直升机,有1副主旋翼和3副尾桨,后来经过多次试飞,将3副尾桨变成1副,这架实用型直升机从而成为现代直升机的鼻祖。
世界上第一架使用型直升机
VS-300直升机诞生之后,影响巨大,尤其是从本世纪50年代开始,直升机的制造技术发展迅猛。50年代中期以前,直升机的动力装置处在活塞式发动机时期,此后就进入了喷气涡轮轴时期。旋翼材料结构技术也经历了几个阶段;40年代至50年代为金属木翼混合结构,50年代中期至60年代中期为金属结构,60年代中期至70年代中期为玻璃纤维结构,70年代中期以后发展成为新型复合材料结构。
本世纪20年代飞机开始载运乘客,第二次世界大战结束初期美国开始把大量的运输机改装成为客机。60年代以来,世界上出现了一些大型运输机和超音速运输机,逐渐推广使用涡轮风扇发动机。著名的有前苏联生产的安-22、伊尔-76;美国生产的C-141、C-5A、波音-747;法国的空中客车等。超音速运输机有英法联合研制的“协和”式和原苏联的图-144。然而,超音速客机的发展并不乐观。“协和”式飞机售价过高,影响效益,因而已于80年代停止生产。前苏联的图-144也因为同样的原因也在80年代停航。
第一架民航机
自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的运载工具。它深刻的改变和影响着人们的生活。 由于发明了飞机,人类环球旅行的时间大大缩短了。世界上第一次环球旅行是16世纪完成的。当时,葡萄牙人麦哲伦率领一支船队从西班牙出发,足足用了 3年时间,才穿越大西洋、太平洋,环绕地球一周,回到西班牙。19世纪末,一个法国人乘火车环球旅行一周,也花费了43天的时间。飞机发明以后,人们在1949年又进行了一次环球旅行。一架B—50型轰炸机,经过4次漂亮的空中加油,仅仅用了94个小时,便绕地球一周,飞行 37700公里。强中更有强中手。超音速飞机问世以后,人们飞得更高更快。1979年,英国人普斯贝特只用14个小时零6分钟,就飞行36900公里,环绕地球一周。在不到一天的时间里,就可以飞到地球的各个角落,这对于生活在20世纪以前的人类来说,难道不是一个人间奇迹吗
A330-200空中客车
错综复杂的空中航线把世界各国连接起来,为人们提供了既方便又迅速的客运。早在本世纪20年代,航空运输就开设了定期航班,运送旅客和邮件。如今,空中航线更是四通八达,人们随时都会看见银色的飞机,如同一只大鸟,在蔚蓝的天空中一掠而过。对于现代人来说,早晨还在北京,下午已毫无倦意地出现在千里之外的另一座城市,这已经是十分平常的事了。而在20世纪以前则是不可思议的。从此,险峻的高山、一望无际的大洋再不会让人望而生畏。一只只银燕把不同地区的不同种族,不同肤色的人们紧密地联系起来。通过不断地交流,人们播种友谊,传达信息,达到相互沟通,相互理解和相互促进,共同推进人类的文明。
飞机的发明也使航空运输业得到了空前发展,许多为工业发展所需的种种原料拥有了新的来源和渠道,大大减轻了人们对当地自然资源的依赖程度。特别是超音速飞机诞生以后,空中运输更加兴旺。那些不宜长时间运输的牲畜和难以长期保存的美味食品,也可以乘坐飞机而跨越五湖四海,给世界各地的人们
第一次液体燃料火箭发射,1926年3月16日
历史上的今天:1926年3月16日
历史上的今天,1926年罗伯特·戈达德在奥本进行了液体燃料火箭的首次飞行试验,马萨诸塞州。这枚以汽油和液氧为燃料的火箭在升空前燃烧了大约20秒,随后上升到41英尺的高度,最高时速达到每小时60英里。不幸的是,在火箭成功离开地面之前,埃丝特·戈达德用来拍摄第一次飞行的胶片用完了,因此,没有任何视频事件会有。
戈达德记录了以下关于这次发射在他的日记:
3月16日。上午和萨克斯去了奥本。埃丝特和鲁佩下午1点出来,2点30分试射火箭。它上升了41英尺,上升了184英尺,在25秒内,喷嘴的下半部分烧掉了。把材料带到实验室
虽然被拉起释放,但火箭一开始并没有升起,但火焰扑面而出,并发出了持续的轰鸣声。几秒钟后,它慢慢地上升,直到它离开了框架,然后以特快列车的速度,向左弯曲,撞上了冰雪,速度仍然很快。
戈达德从1921年就开始在液体燃料火箭上进行试验。在此之前,他尝试使用一股快速燃烧的固体电荷流,但这被证明是不切实际的,所以他转而使用液体燃料;这是他在1909年2月2日写的一篇论文中首先想到的,但当时他并没有追求,他终于在1923年成功地为液体燃料火箭制造了一台发动机,并在设计上稳步改进,在实验室的静态机架上对其进行了测试。
他最初的液体燃料火箭设计是在火箭顶部有燃烧室,燃料箱在后面,高度隔热(如图所示)。他这样做是因为他认为这样可以提高火箭尾部推力的稳定性。在这次试飞之后,他意识到这种设计实际上并没有使火箭更加稳定,所以对其进行了修改,将燃烧室放在火箭尾部,更方便的是,五年后,他的火箭现在看起来和现在的火箭很像,他开始专注于用陀螺制导系统使火箭更稳定。他很快就成功地制造了这样一个制导系统,并于1935年3月28日将他的a-5火箭发射到4800英尺的高度。,在那次飞行中,当达到超音速时,
戈达德梦想有一天能制造出一个能将人发射到月球上的装置,这一梦想始于1899年,当时他正在修剪一棵樱桃树。这是他对这一事件的描述:
1899年10月19日下午,我爬上了一棵高大的樱桃树,我手里拿着一把锯子和一把斧头,开始修剪樱桃树上的枯枝。这是我们10月份在新英格兰度过的一个宁静而美丽的下午,当我向东方的田野望去时,我想象着制作一个甚至有可能登上火星的装置是多么的美妙,想象着如果从我脚下的草地上发射出来,它将是多么的小规模……我是一个不同的男孩,当我从树上下来时,从我最后为生存而上升时,似乎是非常有目的的。
他后来每年10月19日庆祝一个个人节日,他的“周年纪念日”。他使用火箭到达月球和更远的梦想实际上让他在媒体上受到嘲笑。这主要源于1920年发表的一份报告,他概述了一项将火箭发射到月球的实验,然后将火箭装上闪光粉末,当火箭击中月球时点燃。这将让地球上拥有足够强大望远镜的人们看到闪光,从而能够确认火箭成功登上月球。1920年1月13日,在他的报告发表的第二天,《 》在一篇社论中对此发表了如下评论:
在火箭退出我们的轨道后空气,真正开始它的长途旅行,它既不会被加速,也不会被它当时可能已经离开的炸药的爆炸所维持。声称这将是否定一个基本的动力学定律,只有爱因斯坦博士和他挑选的十几个,如此少和合适的,才有资格这样做。
戈达德教授和他的“椅子”在克拉克学院和史密森学会,不知道行动和反应的关系,以及需要有比真空更好的东西来回应说那是荒谬的。当然,他似乎只是缺乏高中时每天所学到的知识。
当然,是《泰晤士报》的记者对物理学的理解有缺陷,而不是戈达德,他是一位物理学教授。事实上,戈达德读了牛顿的《数学原理》,看到牛顿的第三定律会允许空间真空中的物体可以航行时,他意识到这是可能的。编辑在上面的陈述有些引用了这一定律,但他没有意识到火箭高速喷射燃料提供在真空中提供推力所需的“动作和反应”。对于这种批评,戈达德最初的反应根本不科学,简单地说,“在第一个人完成之前,每一个愿景都是一个笑话;一旦实现,它就变得司空见惯。”
在1924年,他有一个更科学的回答。他在《大众科学月刊》上发表了一篇论文,概述了他刚刚做的一个实验,对于那些仍然怀疑火箭在真空中工作的人来说,这个实验是确凿无疑的。在这个实验中,他展示了火箭在真空中的工作实际上会更好。特别是,他在一个正常大气压为1/1500的试验室里对一枚火箭进行了50次试验,不仅火箭在这种环境下仍能提供推力,而且实际上它提供的推力比在正常大气压下进行的相同设置和试验多出20%,
尽管有确凿的证据,在这一点上,他仍然经常受到媒体的批评,直到阿波罗11号在登月途中发射的第二天,《 》才在1920年发表了一篇收回声明的文章:
进一步的调查和实验证实了17世纪牛顿的发现现在已经确定,火箭可以在真空和大气中工作。时代对这个错误感到遗憾。
戈达德引用了
的话,正如我们在科学中所了解到的那样,我们太无知,无法安全地说出任何不可能的事情,所以对于个人来说,既然我们无法知道他的局限性是什么,我们就很难肯定地说,任何事情都必然在他的掌握之内或之外。每个人都必须记住,只有真诚地努力,才能预测自己的财富、名望或功用会达到什么样的高度,他应该从这样一个事实中获得勇气,即所有的科学在某个时候都与他处于同样的状况,而且昨天的梦想常常被证明是真实的,即今天的希望和现实(摘自他高中毕业典礼上的演讲《想当然的事情》;在21岁时发表,由于生病而迟到)
区分不成功和成功的实验不是一件简单的事情。[大多数]最终成功的工作是一系列不成功的测试的结果,在这些测试中,困难被逐渐消除。
的额外事实:
在1951年,美国航天局和美国陆军不得不向戈达德的遗孀支付100万美元,因为他们在自己的火箭设计中侵犯了戈达德的专利权。这是当时 不得不支付的最大的专利和解。此外,这远远超过戈达德本人用于火箭研究的资金。戈达德不仅是液体燃料火箭的先驱,而且在1916年和1917年他也是第一个用离子推进器进行试验的人我想用这些推进器来推动火箭进入太空,但如果火箭已经进入太空,就用它们来推动它。尽管他直到1916年才做过这个实验,但实际上他在高中毕业两年后就想到了,1906年9月6日的一篇日记中提到了这一点。从那时起,这种助推器在实际空间应用中已经被多次使用,甚至被国际空间站考虑使用。空间站目前使用化学火箭将自己推回正确的轨道,由于大气阻力减缓了速度并导致它下降,每年花费21亿美元。据认为,使用离子推进器,每年的花费可以减少到1100万美元左右。戈达德的第一个火箭设计只实现了大约2%的效率,这对于热机来说是难以置信的低。然而,他很快就尝试在他的火箭上应用一种特殊的喷嘴,由古斯塔夫德拉瓦尔为蒸汽机开发的。这种喷嘴将戈达德的火箭效率提高到了63%。戈达德设计的在用作火箭供氧之前使用已经必要的液氧冷却燃烧室的方法至今仍在使用,这对于在火箭发射时防止燃烧室的固体材料燃烧是至关重要的。在戈达德1920年发表于史密森学会的论文中,他还清楚地描述了用于高速重返地球大气层的隔热板的设计。在他的设计中,当返回飞船下降时,一些能够承受高温的材料层将被烧掉,在每一层之间有一个不良的热导体来隔离其他层,这样,有足够的层,就可以防止飞行器在再入大气层时燃烧起来。戈达德从小就有很多健康问题,小时候,他经常要处理胃部的问题,结果他一直很瘦很虚弱,还经常得支气管炎和各种感冒,所有这些都导致他比其他学生晚了两年在学校的年龄。然而,由于这段时间卧病在床,他很快就成了一个自学成才的人,经常从图书馆里查阅各种各样的物理科学书籍,并贪婪地学习它们。作为一个成年人,他继续容易生病,最严重的是在获得博士学位并在普林斯顿就职后,他染上了肺结核被迫离开普林斯顿,回到家中康复。戈达德于1945年8月10日死于癌症,享年62岁。就在12年后的1957年10月4日,苏联成功地使用液体燃料火箭将人造物体送入轨道,即人造卫星1号(Sputnik 1)。1961年4月12日,尤里·加加林成为第一个被送入太空的人类。不到8年后,尼尔·阿姆斯特朗和小埃德温·奥尔德林在月球上行走。如果他还活着,戈达德的梦想最终实现时,他已经78岁了。火箭最初是中国人在发现火药后的某个时候发明的。当炼金术士试图创造生命的长生不老药而不是制造火药时,“黑火药”的发明完全是偶然的。人类,这很快导致了各种燃烧装置的发展,包括火箭推进的火箭炮。成吉思汗后来从中国窃取了这项技术,并用火箭征服了东欧和中欧的部分地区。英国直到19世纪初才开始使用火箭,当他们在18世纪末与印度士兵作战时曾使用过火箭弹。在巴尔的摩附近的麦克亨利堡战役中使用的激发美国国歌的火箭是康格里夫火箭。康格里夫火箭是威廉·康格里夫爵士于1804年发明的。这些火箭有一个铁壳,用黑色粉末作为燃料,顶部装有爆炸弹头,通常装有弹片。它们附着在木头上用金属甲架发射的杆子。这些火箭不是很有效
目前,我国的天问一号正在火星轨道上绕火运动,对火星表面进行成像,并择机登陆火星。在此期间,我们不要忘了我国还有其他探测器正在另外的星球上运行,这就是位于月球背面的嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车。
当玉兔二号在月球背面上巡视时,发现远处有一块奇特的石头,从月球地下冒出来,就像一块“石碑”,它被称为“里程碑”石块,科学家表示很不寻常。于是,在第27个月昼期间,玉兔二号前往该石块,进行近距离探测。
看不见的月球背面
虽然天问一号离地球很远,但它在绕着火星运动时,可以直接与地球取得通信。而在月球背面的玉兔二号,并不能直接与地球进行通信,因为月球背面一直背对着地球,无线电波会被月球本身所阻挡。
月球本身是有自转的,但其自转周期刚好与它绕地球运动的公转周期相一致。月表每转过1°,月球就会在公转轨道上转过1°,导致月球只会以相同的一面朝向地球。这并非是什么巧合,而是地球对月球长期施加潮汐力的必然结果,这就是潮汐锁定现象。
于是,在嫦娥四号登上月球背面之前,我国发射了鹊桥号中继卫星。这颗卫星运行在地月第二拉格朗日点的晕轨道上,那里离月球65万公里,位于地月连线沿着月球的延长线上。
运行在这个相对地月静止的地方,鹊桥号距离月球又足够远,信号不会被月球阻挡,它可以为月球背面和地球建立通信桥梁。有了鹊桥号之后,嫦娥四号成功踏上了人类和探测器从未到过的月球背面,与之同行的玉兔二号也得以在月球背面上漫游,并且源源不断向地球发回一手的探测数据。
不寻常的“石碑”
此前,玉兔二号发现了一块与众不同的石头,酷似“石碑”。但当时由于距离遥远,看不清那块石头的形貌。大家脑洞大开,纷纷猜测那块石头是什么,还有猜测那块“石碑”上是不是刻着什么东西。
就目前已知的情况来看,那块石头应该是自然形成的,不是人为或者外星人所为的。没有证据表明,月球上有外星文明活动过的痕迹。不过,美国宇航局(NASA)戈达德太空飞行中心的科学家Dan Moriarty博士指出,这块石头绝不正常。
Moriarty博士人为,这块石头并不是月表暴露在外的原生基岩,它的地质年代看起来要年轻许多。科学家推测,当时一颗小行星撞上了附近的月表,猛烈爆炸之后抛射出了岩石碎片,其中一块比较大的岩石掉在那里,从而形成了奇特的“里程碑”石块。
为了弄清这块石头的来历,我国的科学家在地球上操控玉兔二号前去探究。当玉兔二号以56厘米/秒“火速”奔到这块石头跟前时,太阳光照射到玉兔二号上,在月面投射出了巨大的影子,让石头隐藏在阴影之中。
过了月昼的中午之后,玉兔二号的影子不再挡住“石碑”。但问题又来了,由于角度问题,“石碑”的大部分都处在自身的影子中,玉兔二号只能看到少数被太阳照亮的部分。
鉴于月表上的地理复杂程度,我国科研人员只能小心翼翼地控制玉兔二号,经过多次的姿态调整,才找到合适的视角来观测这块石头。在此期间,玉兔二号用可见光和近红外成像光谱仪(VNIS)分析了它的成分,具体结果还有待公布。
玉兔二号不是不想绕到其他方位对该石头进行探测,而是她在月球上行驶充满了风险,每走一步都要十分小心。当年,玉兔号月球车在月球正面行驶之时,月尘入侵电机,导致月球车出故障,最终停止了运转。
不过,无论是此前的玉兔号,还是现在的玉兔二号,它们都大幅超过了原先的设计寿命。正所谓“小心驶得万年船”,希望玉兔二号能够在月球上平稳运行,为我们带来更多的惊喜。
航天飞机
航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。它的结构主要由三大部分组成。①轨道飞行器,包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱。②用作提供推进的外贮箱。③火箭助推器,共有两枚,使用固体燃料。航天飞机的主要用处是空间运输、卫星服务,它可以靠近其他航天器,为其输送物品及修理等服务项目。还可以进行星际观测,军事、地理观察及拍照。由于其本身体积较大(高20多米,长50多米),也可以做为大型空间建筑。航天飞机起飞时可以像火箭那样垂直发射,在运行过程中,为了减轻负担,可以把工作完毕后的固体燃料火箭助推器和推进外贮箱抛掉。航天飞机的主要机械在返回地面后经过整修还可以继续使用。
美国于1972年开始研制与实施航天飞机的计划。第一架航天飞机“企业号”1977年开始在各种复杂的地面上和大气层中试验。1981年首次用“哥伦比亚号”航天飞机在太空试验飞行,飞行三天后成功地返回地面。从此以后,载人的航天飞机开始进入太空。
航天飞机把人载入太空,在上面可以进行科学实验,比如太空育种,药物合成,晶体提纯,金属冶炼,宇宙观测等等,因为航天飞机上的物体处于失重状态,这是在地球上得不到的。所以可以做很多地球上因为重力影响没法做的实验。航天飞机的好处就是可以重复使用,节约经费。并且在返回地球的时候不用燃料,像鹰一样是靠滑翔降落到地面的。航天飞机的外形就像普通飞机一样。但它的表面必须有隔热层,否则飞回地球的时候会被和空气剧烈摩擦产生的热量烧毁!一个国家的航天技术标志着它的综合国力,你看看美国,俄罗斯都有航天飞机,咱们就没有。但是我们的神州系列飞船发展的也很快,要有信心!
天地往返穿梭器—航天飞机
1969年4月,美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月,美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划,确定了航天飞机的设计方案,即由可回收重复使用的固体火箭助推器,不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间,1977年2月研制出一架创业号航天飞机轨道器,由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日,首次载人用飞机背上天空试飞,参加试飞的是宇航员海斯(C•F•Haise)和富勒顿(G•Fullerton)两人。8月12日,载人在飞机上飞行试验圆满完成。又经过4年,第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台,这是航天技术发展史上的又一个里程碑。
1981年4月12日,在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心聚集着上百万人,参观第一架航天飞机哥伦比亚号发射。宇航员翰•杨(John W•Young)和克里平(Robert L•Crippen)揭开了航天史上新的一页。这架航天飞机总长约56米,翼展约24米,起飞重量约2040吨,起飞总推力达2800吨,最大有效载荷295吨。它的核心部分轨道器长372米,大体上与一架DC—9客机的大小相仿。每次飞行最多可载8名宇航员,飞行时间7至30天,轨道器可重复使用100次。航天飞机集火箭,卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空轨道飞行,还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。
从1981年至1993年底,美国一共有5架航天飞机进行了59次飞行,其中哥伦比亚号15次,挑战者号10次,发现号17次,亚特兰蒂斯号12次,奋进号5次。每次载宇航员2至8名,飞行时间从2天到14天。在12年中,已有301人次参加航天飞机飞行,其中包括18名女宇航员。航天飞机的59次飞行中,在太空施放卫星50多颗,载2座空间站到太空轨道,发射了3个宇宙探测器,1个空间望远镜和1个γ射线探测器,进行了卫星空间回收和空间修理,开展了一系列科学实验活动,取得了丰硕的探测实验成果。
美国航天飞机创造了许多航天新纪录。航天飞机首航指令长约翰•杨6次飞上太空,是世界上参加航天次数最多的宇航员。1983年6月18日女宇航员莎丽•赖德(Sally K•Ride)乘挑战者号上天飞行,名列美国妇女航天的榜首。1983年8月30日,挑战者号把美国第一个黑人宇航员布鲁福德(Guion S•Bluford)送上太空飞行。1984年2月3日乘挑战者号上天的麦坎德利斯(B•McCandless),成为世界上第一位不系安全带到太空行走的宇航员。1984年4月6日挑战者号上天后,宇航员首次抓获和修理轨道上的卫星成功。1984年10月5日参加挑战者号飞行的莎丽文(Kathryn D•Sullivan)成为美国第一位到太空行走的女宇航员。1985年1月24日发现号升空,首次执行秘密的军事任务。1985年4月29日,第一位华裔宇航员王赣骏(Tayler Wang)乘挑战者号上天参加科学实验活动。1985年11月26日,亚特兰蒂斯载宇航员上天第一次进行搭载空间站试验。1992年5月7日奋进号首次飞行,宇航员在太空第一次用手工操作抢救回收卫星成功。7月31日亚特兰蒂斯号上天,首次进行绳系卫得发电试验。9月12日奋进号将第一位黑人女宇航员,第一位日本记者和第一对宇航员夫妇载入太空飞行。
暴风雪号航天飞机首航成功
1988年11月15日莫斯科时间清晨6时,前苏联的暴风雪号航天飞机从拜科努尔航天中心首次发射升空,47分钟后进入距地面250千米的圆形轨道。它绕地球飞行两圈,在太空遨游3小时后,按预定计划于9时25分安全返航,准确降落在离发射地点12千米外的混凝土跑道上,完成了一次无人驾驶的试验飞行。
暴风雪号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,外形同美国航天飞机极其相仿,机翼呈三角形。机长36米,高16米,翼展24米,机身直径56米,起飞重量105吨,返回后着陆重量为82吨。它有一个长183米,直径47米的大型货舱,能将30吨货物送上近地轨道,将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱,可乘10人。科学家们认为,这次完全靠地面控制中心遥控机上的电脑系统,在无人驾驶的条件下自动返航并准确降落在狭长跑道上,其难度林比1981年美国航天飞机有人驾驶试飞大得多。首先,暴风雪号的主发动机不是装在航天飞机尾部,而是安装在能源号火箭上,这样就大大减轻了航天飞机的入轨重量,同时腾出位置安装小型机动飞行发动机和减速制动伞。其次,暴风雪号着陆时,可用尾部的小型发动机做有动力的机动飞行,安全准确地降落在狭长跑道上,万一着陆失败,还可以将航天飞机升起来进行第二次着陆,从而提高了可靠性。而美国航天飞机靠无动力滑翔着陆只能一次成功。第三,暴风雪号能象普通飞机那样借助副翼,操纵舵和空气制动器来控制在大气层内滑行,还准备有减速制动伞,在降落滑跑过程中当速度减慢到50千米/小时自动弹出,使航天飞机在较短距离内停下来。暴风雪号首航成功,标志着前苏联航天活动跨入一个新的阶段,为建立更加完善的天地往返运输系统辅平了道路。原计划一年后进行载人飞行,但由于机上系统的安全可靠尚未得到充分保证,加之其后政治和经济等方面的原因,载入飞行的时间便推迟了。
附:“挑战者”号航天飞机爆炸
1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后,因助推火箭发生事故凌空爆炸,舱内7名宇航员(包括一名女教师)全部遇难。造成直接经济损失12亿美元,航天飞机停飞近3年,成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故,使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。
遇难宇航员为斯科比、史密斯、麦克奈尔、杰维斯、鬼冢(夏威夷出生,日裔)、朱迪恩•雷斯尼克(女)、麦考利芙(女教师)。
美国东部时间当日上午11时39分12秒,美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航空中心10英里上空,在“轰”的一声巨响之后,“挑战者”号航天飞机凌空爆炸。美国全部航天飞机飞行因而暂停了3年,“星球大战”计划也遭受严重挫折。
美国哥伦比亚号航天飞机失事 7宇航员罹难
美国当地时间2月1日,载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期16天的太空任务之后,返回地球,但在着陆前发生意外,航天飞机解体坠毁。
美东时间上午九9点(北京时间22:00),也就是在哥伦比亚号着陆前16分钟,该机突然从雷达中消失。
电视图像显示,解体的哥伦比亚号在德州的上空划出了数条白色的轨迹。
美国航空航天局并没有立即宣布包括一名以色列宇航员在内的全体船员已经遇难,但是肯尼迪机场现在已经降下半旗。目前在德州地区寻找哥伦比亚号残骸的工作仍在继续,航空航天局已经向民众发出警告,不要接触任何碎片,因为在航天飞机引擎上覆有毒性极强的化学涂料。
哥伦比亚号进行紧急着陆的航空可能性是不存在的,航天局的发言人凯勒-赫尔林向CNN表示:“在当时的情况下,恐怕哥伦比亚号根本没有选择的机会。”
事发之后,布什总统立即结束了戴维营的短暂休假,返回了白宫,密切关注事态的进一步发展。
哥伦比亚号是美国现有的四架航天飞机中服役时间最长的,此次的意外事件使人们回想起了1986年1月28日挑战者号的失事,当时机上七名宇航员全部罹难。
联邦调查局发言人安吉拉-贝尔表示,目前没有直接证据显示此次事件与恐怖分子有关。
哥伦比亚号发生意外时的飞行高度为203,000英尺,时速为12,500英里。
航空航天局的发言人凯瑟琳-沃森向全国公共广播网表示:“目前所有的飞行控制器都在努力寻找能够说明到底发生了什么问题的数据。”但在被问及是否能够有宇航员幸存时沃森流下了眼泪。
此次在哥伦比亚号上遇难的七名宇航员分别是:里克-赫兹本德、威廉-麦克库尔、麦克尔-安德森、大卫-布朗、凯尔帕娜-乔拉、劳里尔-克拉克以及以色列人伊兰-拉蒙。
以色列总理沙龙表示:“此次事件对于两国政府、两国人民以及遇难宇航员的家庭来说都是一个巨大的悲剧。”
航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器,用于进入地球轨道,在地球与轨道航天器之间运送人员和物资,并滑翔降落回地面。第一架航天飞机于1981年4月12日发射升空。航天飞机主要由3部分组成:带机翼的轨道器,用于运载航天员和物资;外部推进剂箱,用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧;一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭。整个系统的起飞重量达2000吨,高56米。发射时,助推器和轨道器主发动机同时点火,推力达3100万牛顿。起飞后约两分钟,助推火箭被抛弃并用降落伞降落,回收后再次使用。轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时,已获得99%的轨道高度,于是抛弃。此推进剂箱在坠入大气层时解体。虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射,但不同的是,它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上。轨道器在设计上可重复使用00次,降低了航天飞行的成本。航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放,也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星。航天心机还可用作太空实验室,携带专门的研究设备进行各种科学实验。航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时,它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦,其外部可产生1500摄氏度的高温,如果没有防护装置,飞机将会熔化。所以,在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片,这些瓷片的隔热性能非常好,可以保证热量不被传导到飞行器上。航天飞机是迄今为止人类所制造的最复杂、最尖端的运载工具。它庞大而精密的系统由数百万个零部件组成,其中任何一个出现问题,都可能导致整个航天飞机毁灭。两架失事的航天飞机,一个是因为小小的密封圈发生泄漏,在起飞后不久发生了爆炸;一个是因为瓷片脱落击坏身,在重返大气层时发生机身解体。两次事故使十几名宇航员壮烈牺牲。人们在感激这些勇士,震惊这种灾难的同时,仍然会对科学事业充满不懈的激情。
目前只有美国拥有航天飞机,但由这些航天飞机所进行伟大事业,使人类对科学的认识产生了突飞猛进的作用。
航天飞机是世界上唯一的可重复使用的航天运载器。70-80年代,美国、苏联、法国和日本等国相继开始研制航天飞机,但由于技术和资金等原因,到目前只有美国研制的航天飞机投入使用。航天飞机用途广泛,可进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星。它曾在空间捕获一颗未能进入同步贵道的国际通信卫星6号,进行修理后,又把它送入同步轨道。它还发射过并三次整修哈勃空间望远镜。航天飞机通常可乘7人,飞行时间一般在2周以下,最长可达28天。
目前航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养。美国原设想使用可多次重复使用的航天飞机可以节约花费。但结果全然不同,每架航天飞机的研制费非常高,最新的奋进号研制费达20亿美元,而且每次发射费用1亿多美元。因此至今只做了6架航天飞机,其中一架企业号为样机,另外有五架工作机,分别是哥伦比亚号、挑战者号、发现号、阿特兰蒂斯号和奋进号。航天飞机的可靠性还是非常高,自1986年1月挑战者号发射失败后一直到2002年4月为止已成功飞行过110次。
上文说到了罗伯特·戈达德写了一篇关于月球 探索 的文章给史密森学会,媒体对此是冷嘲热讽,因为他们认为火箭在真空里是不可能产生推力的。当然,戈达德是不服气的,他在 1924 年写了一篇详细的文章,告诉大家为什么他设计的火箭在真空里还能产生推力。他 1909 年已经在真空的玻璃管里面试验过了,这是板上钉钉的事实。
很多人对推力的感受来自于生活常识。你想跑得快,总要脚蹬地吧。在空气里,你可以用螺旋桨吹风。空气本身也还算是个依托。但是,你在太空里能推什么呢?你完全没有能踩能蹬的地方。普通人从直觉判断, 在太空里,恐怕什么发动机都是不起作用的 ,没得推啊!
但是,戈达德告诉大家, 根据牛顿定律,只要你往后扔东西,必定会获得向前的推力 。作用力与反作用力大家总知道吧。理论上更上一个层次的话,这叫做动量守恒。普通人的思维误区就是没把气体的质量当回事,完全忽略了气体本身的质量,往往想不到往后喷出的气体也是有重量的,只要喷的够多,够快,那么反作用力就会很大。
就在这几年里,美国全力发展航空业,因为第一次世界大战打起来,美国人才发现欧洲的飞机工业已经走到了美国的前面,尽管飞机是美国的莱特兄弟发明的。但是莱特兄弟专利申请的的过于宽泛了,他们生怕别人偷了自己的技术秘密。美国陆军想买,总要先看看货再说吧,人家也不知道你的飞机性能如何。人家莱特兄弟不给钱不让看,这不要命嘛。
一直到一战之前,美国的航空业都受制于莱特兄弟的专利。每架飞机他们要收 20% 的专利费。后来花了好大力气,才让他们把专利费降到 2%,但是美国的航空业起了个大早赶了个晚集。他们到欧洲去打仗,还得买法国飞机。所以,一战以后, 美国开始鼓励航空业发展 。对于火箭,他们根本没功夫管。所以长期以来都是戈达德带着一小撮人在火箭领域奋战。
在大学里做实验显然是不合适的,因为火箭是带有一定危险性的。他找来找去,找到了姨妈家里的菜园子。这个地方比较开阔。她姨妈孤身一个人,养了一屋子猫,猫再可爱也毕竟不是人啊,平时也怪冷清的,没个人说话。现在有个人在她的菜地里做实验,也算热闹一点,有点人气吧。于是戈达德就把火箭设备全都放在了鸡窝里,凑合着吧。老太太看着一帮年轻人进进出出,别提多开心了。但是,当地的消防员气儿不打一处来,隔三差五的就爆炸,这事儿谁受得了啊?
1923 年, 戈达德搞出了世界上第一个液体火箭发动机,烧的是液氧和汽油 。1925 年,他在克拉克大学开始做静态测试,也就是把发动机固定在架子上,然后点火实验。1926 年,戈达德在马萨诸塞州的奥本开始第一次液体火箭测试。这个火箭只烧了 25 秒,掉在旁边的菜地里。飞行高度是 41 英尺,也就是只有十几米高;距离是 184 英尺,也就是 56 米左右,比大号的礼花弹飞的还近。如今有些地方生产的烟花爆竹大号的都跟小暖瓶似的,但是礼花弹还是属于固体火药发射。人家戈达德的火箭虽然飞的很近,但却是里程碑性质的。它发射火箭的这个地方后来成为 美国国家 历史 地标 。
后来戈达德又不断地测试他的液体火箭。当地的报纸也不断的作报道。1929 年,他又做了一个更大号的火箭,上边装了气压计、温度计和照相机。 这是世界上第一种携带仪器的火箭 。
随着火箭的飞得越来越高,越来越远。姨妈家的菜园子也快容不下他了。周围的邻居不想每天遭到导弹袭击,所以戈达德必须换个地方,这都是需要钱的,做实验是需要真金白银的。他本来想到处去拉投资。但是没想到 1929 年大萧条,华尔街崩盘,更是拉不到投资了。戈达德的火箭事业眼看就要玩儿完了。
但是关键时刻,戈达德遇到了贵人相助。他和查尔斯·林德伯格关系不错。过去翻译成查尔斯·林白,他是第一个驾驶“路易斯精神号”飞机飞越大西洋的冒险家。这个飞行员和戈达德这个研究火箭的人倒是兴趣相投,林德伯格对于火箭很有兴趣。林德伯格认识了一个非常非常有钱的人,也就是古根海姆家族。他们是犹太人,早年在美国经营矿山发了大财,后来资助航空业和现代艺术,人家算是出手大方的。古根海姆美术馆非常有名,还是贝聿铭作的设计。林德伯格在其中牵线搭桥,给戈达德拉来了 5 万美元的赞助。后来人家古根海姆家族陆陆续续投了 10 万美元,相当于现在的 170 万美元左右。
有了这笔钱,戈达德搬家了,搬到了新墨西哥州的一个小镇。这个地方比较宽敞,别说你玩儿火箭,就是玩儿外星飞船都没问题。戈达德鬼使神差的把地方选在了罗斯维尔,17 年后这里将因为不明飞行物事件而名扬世界。1930 年,
谁知道这款街机飞机游戏哪里有,圆我一个心愿。。。
本文2023-10-17 23:52:10发表“资讯”栏目。
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