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古代与航天有关的人

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古代与航天有关的人中国作为世界文明古国,古籍中记载了许多与飞行有关的神话、传说和绘画嫦娥奔月”是人类最古老的登月幻想鲁班制作木鸟、西汉时期的滑翔尝试和列子御风的想象,说明古代中国人民已想到利用空气浮力和空气动力升空飞行现在仍在使用的帆、舵、风车等是古人在长期生产活动中利用风力和水力制造的生产工具中国的风筝和火箭是世界公认的最古老的飞行器,走马灯的原理和现代燃气涡轮的工作原理基本相同,竹蜻蜓则是螺旋桨和直升机的雏形这些发明和创造显示了古代中国人民出众的智慧和才能灿烂的中国古代文化和其他国家的古代文明,共同孕育了现代航空航天技术的萌芽其中著名的事例就是第一个想到利用火箭飞天的人一一明朝的万户14世纪末期,明朝的士大夫万户把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆不幸火箭爆炸,万户也为此献出了生命目前,只有火箭才能把人送上太空以此为标准,最早的载人航天应是约600年前的万户飞天西方学者考证,万户是“世界上第一个想利用火箭飞行的人万户考虑到上升的工具也考虑到安全下落的降落伞――风筝,这都是前所未有的第一位航天器制造工程师:鲁班有人说中国航天事业起步时间远远落后于西方国家,从目前的成绩来看,此说似乎有道理。

但是,大家可能不知道,人类第一个航天器制造“工程师”,就诞生在中国的土地上他就是木匠的祖师爷――中国古代最出色的发明家之一――鲁班先生鲁班,其实不姓鲁,他姓公输,名般,生于春秋末期,其故里在今山东滕州(与姓倪的祖宗系一地),因生于鲁国而有了“鲁班”这个“笔名”鲁班出身于工匠世家,从小就学得一手好手艺,除了智慧异于常人,还有极为丰富的实践经验今天普遍使用的锯子,就是他发明的但从航天技术来看,鲁班所有发明中最有亮点的,是他制造出了人类最早的航天“飞行器”――木鹊这种“航天器”时人称之为木鸟做成以后,鲁班稍动机关,木鸟便能展动翅羽,呼啦一下飞上了云霄据说飞行了三天,还没落下来,比现代的航天器还神奇试飞成功后,鲁班十分得意,自认为是当时最为先进的技术此事记载于《墨子•鲁问》中,但保守的墨子对此不以为然,甚至讽刺鲁班,称“子之为鹊也,不知匠之为车辖”,墨子这话在今天来说就是,你花了这么多心思做出这个玩意,还不如一般木匠做的一根车轴实用保守、且实用主义至上的墨子说得也没有错,但是,如果没有鲁班这类带着飞天痴梦的匠人的实践和创造,人类的飞天之梦能变成现实?后来东汉的张衡、唐代的韩志和,也都曾发明出了类似的简单航天器,在世界人类的航天史写下了重要的一笔。

用于支承和固定航天器上的各种仪器设备,使它们构成一个整体,以承受地面运输、航天运载器发射和空间运行时的各种力学和空间环境结构形式主要有整体结构、密封舱结构、公用舱结构、载荷舱结构和展开结构等航天器的结构大多采用铝、镁、钛等轻合金和增强纤维复合材料热控制系统又称温度控制系统,用来保障各种仪器设备在复杂的环境中处于允许的温度范围内航天器热控制的措施主要有表面处理(抛光、镀金或喷刷涂料),包覆多层隔热材料,使用热控百叶窗、热管和电加热器等电源系统用来为航天器所有仪器设备提供所需的电能人造地球卫星大多采用蓄电池电源和太阳电池阵电源系统,空间探测器采用太阳电池阵电源系统或空间核电源,载人航天器大多采用氢氧燃料电池或太阳电池阵电源系统姿态控制系统用来保持或改变航天器的运行姿态航天器一般都需要姿态控制,例如使侦察卫星的可见光照相机镜头对准地面,使通信卫星的天线指向地球上某一区域等常用的姿态控制方式有三轴姿态控制、自旋稳定、重力梯度稳定和磁力矩控制等轨道控制系统用来保持或改变航天器的运行轨道航天器轨道控制以轨道机动发动机提供动力,由程序控制装置控制或地面航天测控站遥控轨道控制往往与姿态控制配合,它们构成航天器控制系统无线电测控系统包括无线电跟踪、遥测和遥控3个部分。

跟踪部分主要有信标机和应答机它们不断发出信号,以便地面测控站跟踪航天器并测量其轨道遥测部分主要由传感器调制器和发射机组成,用于测量并向地面发送航天器的各种仪器设备的工程参数(工作电压、温度等)和其他参数(探测仪器测量到的环境数据、敏感器测量到的航天器姿态数据等)遥控部分一般由接收机和译码器组成,用于接收地面测控站发来的遥控指令,传送给有关系统执行返回着陆系统用于保障返回型航天器安全、准确地返回地面它一般由制动火箭、降落伞、着陆装置、标位装置和控制装置等组成在月球或其他行星上着陆的航天器配有着陆系统,其功用和组成与返回型航天器着陆系统类似生命保障系统:载人航天器生命保障系统用于维持航天员正常生活所必需的设备和条件,一般包括温度湿度调节、供水供氧、空气净化和成分检测、废物排除和封存、食品保管和制作、水的再生等设备应急救生系统当航天员在任一飞行阶段发生意外时,用以保证航天员安全返回地面它一般包括救生塔、弹射座椅、分离座舱等救生设备它们都有独立的控制、生命保障、防热和返回着陆等系统计算机系统用于存储各种程序、进行信息处理和协调管理航天器各系统工作例如,对地面遥控指令进行存储、译码和分配,对遥测数据作预处理和数据压缩,对航天器姿态和轨道测量参数进行坐标转换、轨道参数计算和数字滤波等。

航天器计算机有单机、双机和多机系统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天与生隔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飞船上航天员大小便的处理也有其相当的科学性尿盆是特制的,抽水马桶同一个塑料套相连接,大便后快速关闭橡皮阀,大便通过气流落入透气的大便收集袋里,航天炉的核心部件是气化炉燃烧喷嘴,该喷嘴必须具有超强的耐高温特性,这个特性要实现起来难度较大而与此类似,火箭上天时喷嘴所经受的温度也很高,而且比气化炉燃烧喷嘴要经受的温度高得多如果把航天技术“嫁接”到煤化工产业,那就有点像杀鸡用上宰牛刀,技术难度上是没有问题的。

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