航天闵行科普知识竞赛参考资料

1、一起学习 一起分享“航天”闵行科普知识竞赛参考资料（一）1什么是天空、大空、字宙? 我们是地球人立足于地球。我们就从这个角度来谈论什么叫天空、太空（空间）、宇宙。在现代汉语词典上，对这些词作了如下解释： 天空：日月星辰罗列的广大空间。 太空：极高的天空。 空间：物质存在的一种客观形式，由长度、宽度和高度表现出来。 宇宙：1、包括地球及其他一切天体的无限空间。2、一切物质及其存在形式的总体（“宇”指无限空间，“宙”指无限时间)。现代自然科学的“宇宙”的概念，通常是无限的空间和无限的时间的统体、“宇宙”是空间和时间的总和。 随着现代科学技术的发展，对空间和时间的划分要求得愈来愈精细。同时也象征着人

2、类社会文明的不断进步。在生产力低下的古代，人们只要把时间区分为年、月、日就足够了，后来区分别到辰或小时才能满足要求。近代工业和现代化的交通工具汽车、火车、飞机等的兴起，进一步要求划分出分分秒秒来，现代科学技术的进一次发展则又要求以毫秒、微秒和纳秒来记时。 对空间的划分也是如此。古代只要有天空、空间和地面这样的概念就可以了、人们也不必冲出大气层。但这满足不了现代科学技术的要求，特别是航天技术诞生后，要求把“天”与“空”严格区分开来，很多关系不是区分“天”、“地”就能说清楚的。于是，“天”的慨念应是地球大气层以外的广大宇宙空间，这大致与“天空”、“太空”相当。这“大致”是因为若日月星辰不包括地球，

3、“天”则只有地球大气层以外才有。那“天空”就是“太空”，而“太空”又可笼统地说是“极高的天空”，这“极高的”大致是100千米以外的，没有精确的物里性质上区分。“空”是指地球表面以上的大气层空间，比较浓密，通常在100千下米以下。 从上述“天”和“空”的现代科学含义中。我们便知道，所谓“航宇”，也即宇宙航行的范围。2什么叫航空?什么叫航天?什么叫航字?航空和航天有何区别?航天与航宇有什么关系？ 航空：指飞机等飞行器在地球附近大气层中飞行活动。 航天：指人造地球卫星、宇宙飞船等飞行器在地球附近空间或太阳系以内空间的飞行活动。人类在地球大气层中(低于100千米高度)的活动，所使用的飞机、直升机、飞艇

4、和气球等飞行器统称为“航空器”。航空器靠空气的浮力，或空气运动运动作用在机翼上的升力支持自身的重力，靠空气发动机产生的拉力或推力，驱动前进。航空器是离不开空气的。所谓“航天”，就是人类冲出地球大气层(通常高于100千米高度)、到太空中、到宇宙空间去活动，即宇宙飞行，它所使用的是航天器及其运载火箭。也正因为如此，我国著名科学家钱学森1980年在宇宙学报创刊词中说，宁宙航行应划分为两个阶段，第一阶段先在太阳系内活动，叫“航天”；第二阶段才到银河系乃至河外星系去活功，叫“航宇”。他明确指出，要现实航宇的理想，科学技术还需要若干次的大飞跃。可以说，地球人类的航天活动还处于起始的阶段。出此，我们将有关的

5、事业、单位、人员和飞行器都冠之以“航天”的名号，称谓为航大事业、航灭局、航天员、航天器等等。人类自称为地球上的精灵，但对这个宇宙也知之不多。关于宇宙是怎样诞生的、说法很多。广阔的宇宙蕴藏着无穷无尽的奥秘、时而有新星和超新星的爆发、时而有神秘的黑洞出现。而类星体和暗物质的寸在，类星体为何有那么神奇的力量，暗物质到底是一种什么物质，则更是宇宙科学中的谜中之谜。未知数太多了！ 因此，我们无论如何也要冲出地球，冲出太阳系去看个究竟。 从某种角度而言、了解宇宙就是了解我们地球人自己，这其实也就彰显出我们为什么要搞载人航天的意义。3何谓地球人活动的四大领域?载人航天的目的是什么? 进人现代科技大发展的时代

6、后，人们常说“海、陆、空、天”是地球人活动的四大领域。这也说明地球人确实在不断探索。 地球上的生命起源于海洋，后来经过变迁而繁衍于陆地。地球人是在陆地上进化和发展起来的，陆地上是人类的第一活动场所，后来人类活动渐渐扩展到海洋（航海），海洋成为人类活动的第二领域。再后来扩展到地球大气层内空间（航空），使人类有了第三活动领域。地球人这个万物之灵长，天生有种探索求新、好奇、不甘寂寞的特性，在他们逐步熟悉了陆地之后，便走向了海洋，走向了天空（地球大气层），进而去追逐茫茫的宇宙，凭借着他们的智慧和现代科学技术的不断发展，向地球大气外层空间进军，去开拓人类活动的第四领域。人乘坐航天器进入太空，探索求解宇宙

7、的奥秘，并在太空中生活、工作，从而能更好地开发太空资源为地球人类造福，这就是载人航天的含义。4什么最大空环境?什么是太阳(恒星)环境？ 整个太空环境可分为太空自然环境（包括地球大气环境、地球行星空间和行星空间环境、太阳恒星环境、太阳系行星和卫星等天体环境）、诱导环境和空间飞行环境来叙述。太阳(恒星)环境： 太阳是个炙热的大火球，它的大气由里往外，分为光球层、色球层和日冕层。光球层上面有一种气体活动现象，称为“黑子活动”。黑子活动向外喷发高能粒子，剧烈之时，引起地球磁场爆发、电离层扰动和气候变化。在色球层会发生“耀班爆发”，这是 一种巨大的能量爆发，相当于100亿颗白万吨级的氢弹爆炸，从而产生大

8、量的紫外线、X射线和高能带电粒了。它们扰乱地球磁场，引起磁暴；破坏电离层、造成短波通信中断；强辐射和高能粒子流会对航天器和航天员造成伤害。在日冕层，由于气体对流摩擦，使温度升高到250万度，各种物质都成为电离度极高的离子。这些流动的离子体常常形成冕洞。它像喷气发动机的喷管一样，不断向外喷射高温磁化的离子，这些带电粒子形成强劲的气流，以百倍于音速的速度吹遍整个太阳系，形成“太阳风”。太阳黑子活动和耀斑爆发时太阳风则最强劲，太阳风的破坏力极大。5什么是地球大气环境？通常认为，地球大气层没有明显的上限，可延伸到2000千米以上，但习惯上将100千米以外就叫宇宙空间或外层空间（即所谓“太空”）。因此，

9、地球大气层不仅是地球人航天活动必经之地，也是航天活动的部分活动范围。根据太空中温度随高度的分布和其他物理特性，大气层可分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。6什么是太空空间自然环境?它有什么特点？自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，湿度不断降低，虽然也有恒星向外辐射热能，但因其恒星数量有限，寿命也有限。所以，宇宙总的温度处于下降状态。因此历经100多亿年的变化，太空是一个温度大约270的高寒环境。太空空间是一个强辐射的环境。在太空中不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。太空空间又是一个高真空环境。太空空间环境除有超低温、强辐射和高真

10、空特点外，还有高速运动的尘埃、微流星体和流星体。它们具有极大的动能，1毫克的微流星体可以穿透3毫米厚的铝板。随着航天事业的发展，在太空中废弃的人造地球卫星等航天器也逐渐增多，还有进入轨道的上面级火箭。它们有的被人为遥控炸毁，有的自行分裂成碎片，这些碎片将在一定时期内继续绕地球飞行，形成“太空垃圾”，其运行速度也较高，会给使用中的航天器形成撞击威胁，这是太空环境的又一个特点。8、何谓太空诱导环境？它主要有几种？在太空飞行的航天器，除了遇上自然的太空环境外，还有独特的诱导环境，即在太空环境作用下，航天器某些系统工作时所产生的环境。它主要有以下几种：极端温度环境。航天器在太空中飞行，由于没有空气传热

11、，受阳光直接辐射的一面可产生高达100以上的温度，而背阴处温度又可低至-100-200。高温、强振动和超重环境。航天器在起飞和返回时，运载火箭和反推火箭等点火和熄灭时，会产生剧烈的振动。航天器加速上升或减速返回时，正负加速度会使航天器上的一切物体产生巨大的超重，卫星返回时超重则更大些。失重和微重力环境：航天器在太空轨道上做惯性运动时，地球或其他天体对它的离心力所抵消。在它的质心处重力为零，即零重力，那里即为失重环境。而质心以外的航天器上的环境，则是微重力环境，那里的重力非常微小。9什么是空间飞行环境？诱导环境就是航天器某些系统工作时造成的环境和在空间自然环境作用下产生的环境（如火箭发动机工作时

12、产生的高温、强振动、一些仪器设备工作时产生的电磁场等，特别是航天器作轨道运行时产生的失重或微重力环境）。10航天器怎样克服地球的引力，飞出地球大气层?人要离开地面，就要克服地球引力。要使一个物体离开地球，必须沿着地球引力相反的方向（即向上）对它加力，使之做加速运动，当它达到一定速度时停止加力，它就能以惯性一直向前而脱离地球。这个速度是可通过地球的质量和物体与地心的距离计算出来的。物体在地球表面上（即距离为地球的半径）飞行时，这个速度为11.2千米/秒，叫做脱离速度，或逃逸速度。这就是说速度战胜了引力。11、何谓第一、第二、第三宇宙速度？物体达到11.2千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力的束缚。

13、在摆脱地球引力的束缚过程中，在太阳引力的作用下，它不是直线飞离地球而是按抛物线飞行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体运动的速度必须达到16.7千米/秒，那时则将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它也将沿抛物线飞离太阳系。人类的航天活动，并非是一味要飞离地球。特别是当前的应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器做圆周运动。我们知道，物体做曲线运动时会产生离心力。因此，要让物体做圆周运动，必须始终有一个与离心力大小相同方向相反的力作用在航天器上。在这里，我们正好可以利用地球的引力。因为地球对物体的引力，正好与物体作曲线运动时离心力方向相反。通过计算，在地表上物体的运动速度达到7.9千米/秒时

14、，它所产生的离心力正好与地球对它的引力相等，于是这个速度就称为环绕速度。上述使物体绕地球做圆周运动的速度被称为第一宇宙速度；摆脱地球引力束缚，飞离地球的速度被称为第二宇宙速度；而摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系的速度则叫做第三宇宙速度。根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离的平方成反比。因此，物体离地球中心的距离不同，其环绕速度（第一宇宙速度）和脱离速度（第二宇宙速度）就有不同的数值。12为什么航天器不在地球200千米以内大气层绕地球飞行？航天器一般不在离地表200千米以下的轨道上绕地球飞行，因为那里还有较浓密的大气，大气阻力会降低航空器的运行速度，速度的降低意味着离心力减小，航天器

15、就会在地球引力作用下沿螺旋线轨迹落向地球。若要维持宇宙速度，则需要携带大量燃料，产生动力，以连续的动力来克服空气的阻力。而且如果航天器高速在稠密大气层中飞行，气动加热带来的一系列问题非常难以解决。为解决这些问题，势必大大增加航天器的质量，这就要求运载火箭有更高的运载能力，从而导致成本极大地增加，这便舍易求难了，是得不偿失的。因此，一般不在低于200千米的轨道上环绕地球飞行。13、大空中有哪些资源?太空资源极为丰富，可分为物质材料和环境条件两大类。目前人们所认识的太空资源，即有太阳能资源、小行星上的资源、彗星资源、其他恒星上的资源、月球上的资源、火星上的资源、高低温和大温差资源、辐射资源、失重和

16、微重力资源、高真空资源、轨道资源等。而冲出太阳系，在广阔的宇宙中，更有用之不尽的资源。 如黑洞、暗物质、散布在宇宙空间的氢，还有反物质的利用，或许都将创造出奇迹来。此外，还有太空旅游观光资源，美国、日本已在筹划建设太空饭店。另外，宇宙本身蕴含着无穷的能量，如引力能、电磁能、基本粒子能、新星、超新星爆发的能量、各星体喷射的能量等等。总之，太空是一个取之个尽，用之不竭的资源宝库。14什么是大空轨道资源？航天然问世以后，科学家们首先想到的就是利用太空的轨道资源，即利用高远位置这一得天独厚的有利条件。俗话说，站得高、看得远、地球的空间轨道，远离地表，高于大气层，在那里能以不同高度、不同角度俯视地球，特

17、则是与地球同步、与太阳同步的轨道具有特殊意义。而在太空“制高点”上不仅可以观地，还可以望天。在那里进行天文观测不受大气层的影响，使全波段天文观测变很轻而易举。天文 卫星、空间站就是理想的天文台。15如何利用大空的失重和微量力资源?太空的失重和微重力(重力加速度小于10-4g)是一种宝贵资源。利用它可以进行地球上难以进行的科学实验、新材料的加工和药物制取等。 在微重力条件下，由于无浮力，液滴较之地球更容易悬浮，冶炼金属时可以不使用容器，即用悬浮冶炼，使冶炼温度不受容器耐温能力的限制。而冶炼极高熔点的金属，还避免了容器壁的污染和不均匀成核结晶，从而改变了晶相组织，提高了金属的强度。在微重力条件下，

18、气体和熔体的热对流消失，不同比重物质的分层和沉积消失。对生产极纯的化学物质、生物试剂、特效药品，以及均匀的金属基质复合材料、玻璃和陶资等也很有用。16.月球和小行星、彗星有哪些资源？月球资源。月球上有丰富的氧、硅、钛和铝、铁等元素，而月球上最吸引人的资源是地球上稀缺的“清洁”的核发电材料氦-3。据估计，每处理10万吨月面砂石可得到1千克氦-3。用它进行核聚变发电，可在一年内提供1万千瓦功率的电力。月球上无大气影响，以及长长的黑夜和低温等许多有利的环境条件，是理想的科学研究和天文观测基地。月球两极和永久背阳的陨石坑中可能有水资源，这也是月球开发的一个重要资源。小行星和彗星的资源。在金属型小行星上

19、有丰富的铁、镍、铜等金属，有的还有金、铂等贵金属和珍贵的稀少元素，一颗小行星就像一座矿山，如1986年发现的“1986A”近地小行星被确认为是一颗含有极其丰富的铁、镍以及微量贵金属的金属型小行星。其他行星、卫星和彗星上，也有丰富的物质资源和供科学研究的资源。瞬息即逝的流星，也都是可以利用的资源。彗星上则有丰富的水源。这些资源和月球上的资源可用于建设航天港和太空城，也可供地球上使用。17什么是航天器的发射轨道?航天器是由运载火箭发射的。从航天器的发射点到入轨点的飞行轨迹就叫做发射轨道。发射轨道包括垂直起飞段、程序转弯段和入轨段。垂直起飞段和程序转弯段都大同小异，但入轨段则根据轨道高度的不同有直接

20、入轨、滑行入轨和过渡转移入轨等之分。低轨道一般直接入轨，即运载火箭连续工作，当最后一级火箭发动机关机时，航天器就可进入预定轨道。中、高轨道常常滑行入轨。其发射轨道由火箭发动机工作时的主动段、发动机关机后靠惯性飞行的滑行段和发动机再次工作时的加速度段所组成。地球静止轨道卫星常常采用过度转移轨道入轨。它因运载火箭的级数不同而有差异。在实际应用中，为了克服火箭发射场的地理位置局限，飞向月球和行星的探测器一般先进入绕地球飞行的过渡轨道，然后在合适的方位上才加速进入预定轨道。18什么是航天器的返回轨道?有些航天器、如返回式卫星、载人飞船和航天飞机等，在完成任务后要返回地球。从脱离运行轨道到降落地面，这段

21、的飞行轨迹叫航天器的返回执道。根据航天器在返回轨道上所受阻力和升力的情况，其返回轨道可 分为弹道式、非弹道式和滑翔式（升力式）。弹道式返回轨道。航天器脱离运行轨道进入返回轨道后，在进入大气层时只受阻力作用而不产生升力，因而速度快，飞行过载大，落点无法调整和控制，可能产生较大的落点偏差。美苏早期的飞船和我国的返回式卫星采用这种返回轨道。 非弹道式返回轨道。航天器在进人大气层后，除了阻力外，还会产生部分升力。只要适当控制它们的姿态角，就可控制升力方向，小范围地改变飞行路径，适当调整落点距离使落点比较准确，飞行过载也比较小，一般为45g苏联的联盟号飞船和美国的双子星座飞船都是采用这种返回轨道。滑翔式

22、返回轨道。航天飞机等有很大机翼的飞行器，它们在进入大气层后，会产生很大的升力，因而可以调节纵向和横向距离，准确降落在跑道上，飞行过载很小，只有2g左右。19什么是航天器的运行轨道?航大器的运行轨道,是指入轨后的轨道,例如人造地球卫星绕地球运行的轨道，这是条封闭的曲线。 人造地球卫星运行轨道，按离地面的高度，可分为低轨道、中轨道和高轨道；按形状分可分为圆轨道和椭圆轨道；按飞行方向分可分为顺行轨道、逆行轨道、赤道轨道和极轨道。人造地球卫星还有一些特殊轨道，如地球同步轨道。21我国历史上“万户飞天”是怎么回事?你想去“万户环形山”去旅游吗?14世纪末，中国明代一位心灵手巧的工匠万户，进行了人类历史上

23、第一次借助火箭的力量飞行的试验，即著名的“万户飞天”试验。他设计了会飞的“飞龙火箭”，这种木质雕刻的火箭筒可以飞到1000米。一天，他让助手把他捆在坐椅上，在椅子后背上捆绑47只当时最大的火箭，然后双手各持一个大风筝。万户设想，火箭同时点燃后，火箭产生的推力和风筝提供的升力将会使他飞上天空。当工匠们点燃构架四周的火箭后，“飞龙”拔地而起，但不幸最终箭毁人亡。为了纪念这位伟大的航天先驱者，“第一个试图利用火箭作飞行的人”，国际天文学联合会将月球背面“东方海”附近的一座环形山命名为“万户环形山”。美国的火箭专家赫伯特基姆在火箭与喷气发动机一文中专门记载了万户的事迹。在美国的航空和航天博物馆中都标明

24、着：“最早的飞行器是中国的风筝和火箭”。万户的这个大胆而天才的技术构想，比起齐奥尔科夫斯基1903年提出利用火箭进行星际交通的设想要早几百年。22、什么人被称为现代宇宙航行之父？牛顿力学的创立、开普勒行星运动定律的发现是发展现代航天事业的基础。尽管欧洲人在中国发明了火箭后几百年才学会了使用火箭，然而，现代火箭技术却是首先在欧洲得到迅速发展。特别是19世纪末和20世纪初，由于齐奥尔科夫斯基等一大批科学家的顽强探索和执著追求，使火箭技术生机勃勃。齐奥尔科夫斯基这位俄国和前苏联著名的空气动力学、火箭动力学家被人们誉为现代宇宙航行之父。齐奥尔科夫斯基所建立的液体火箭运动理论和太空飞行基本理论，给人类留

25、下勒一笔巨大的宝贵财富。应该说，他掀起了火箭技术上的一场真正的革命，使人类在他去世30年后就飞向了太空。23齐奥尔科夫所基对人类飞向宇宙有哪些贡献?1883年，齐奥尔科夫斯外层空间书中首先从理论上证明，行星际空间为绝对真空状态，火箭可以在空间真空环境中工作，因为它自带氧化剂，燃料燃烧不需要外界供给氧。同时，它的反作用推进原理，在真空中仍然有效。因此，火箭可以作为宇宙航行的动力。1885年，他在一本科幻小说在月球上中提出发射人造地球卫星的设想，1898年8月，齐奥尔科夫所基对火箭发动机作了精确计算，他极正确地提出了气体喷出的最大速度可以用液体化学燃料获得的科学论断，从而解决了火箭发动机动力燃料的

26、难题，把火箭发动机的研究水平向前推进了一大步。1903年，他在莫斯科的科学评论杂志上发表了具有开拓性意义的航天学经典论文利用彭气装置探测宇宙空间。文中提出了著名的火箭运动方程式，从理论上证明了火箭的速度与火箭发动机的喷气速度成正比，火箭自身的结构质量越小，火箭所获得的速度越高。这个公式的诞生使火箭理论更加完善，因此被命名为“齐奥尔科夫所基公式”，也被誉为宇宙航行第一公式，为宇宙航行奠定了理论基础。在火箭运动理论形成一个完整的框架后，1911和1914年，他又以相同的标题发表了三步曲的后两部分，从而构成了一个相当完整的航天学理论体系，在后两个部分中齐奥尔科夫斯基以其广博的知识论述了星际航行的问题

27、，提出了有关载人宇宙飞船的一系列设想。1919年，齐奥尔科夫斯基论证了单级火箭很难达到第一宇宙速度，为了解决这一问题，他天才地提出了多级火箭原理多级火箭理论也就是现代运载火箭的飞行原理。1924年，他在宇宙飞船一文中还具体地设想了一种纺锤形飞船，除动力装置和密闭生态系统外，还提出了现金太空机动器的设想。1929年，这位科学巨匠在晚年还马不停蹄地工作着，他对人类航天的未来做出阶段性预测：他预见了火箭技术从实验火箭到使用远程火箭及载人航天飞船火箭的发展过程，人造卫星、载人飞船、空间基地的出现，还展望了行星基地、太空旅游、恒星际飞行等现在仍未实现的梦想，他还预言太阳的光能可以作为宇宙飞船的动力，因而

28、提出太阳帆的设想。24地球人是何时进入大空的?千万年来，宇宙之门始终紧紧闭着，人类没有能力推开这扇大门，只能站在地球表面仰望，猜测它的奥秘，只好把对宇宙的向往化作思想的精灵，去神游遥远的灵霄宝殿。 随着人类社会的发展，科学技术的进步，才使那些美丽的幻想一点一点地变作了现实。特别是现代火箭的诞生，真正预示了载人航天时代的到来。为给载人航天作准备，早在1946年底和1947年初，布劳恩在美国就用V2火箭将狍子和果蝇等生物送入高空做实验，948年6月和1951年4月，又将猴子送入高空。1951年6月，前苏联科罗廖夫也用地球物理火箭将两只小狗送入110千米高空，并安全回收。同年8月，前苏联再次将两只小

29、狗送人高空。这年9月美国又用探索火箭将1只猴子和11只老鼠等送入高空，并且安全回收。因此可见，美苏早就在为谋取载人航天的“第一把交椅”而明争暗斗。前苏联在1957年10月发射成功世界上第一颗人造地球卫星以后，就着手载人航天具体准备工作。种种于终于在1961年4月12日用东方1号飞船首先将尤里。加加林送入太空轨道，并绕地球飞行一圈后胜利返回地球。尤里加加林成为人类第一个进入太空的人。26、“阿波罗”登月计划是怎么回事？与前苏联竞争连连败北的美国决心迎头赶上，于是搞了个“阿波罗”计划，要首先送人上月球。1961年5月25日经美国总统肯尼迪批准，随即动员全国，要于60年代内将人送上月球，决心“把苏联

30、人摔倒在月球上”。遂将水星计划转为“阿波罗”计划。为了多积累一些长期载人航天的经验，美国接着又实施了另一个载人航天飞行的“双子星座”计划。为了摸清月面情况，从1961年8月至1968年1月，美国实施了“徘徊者”、“勘测者”和“月球轨道环行器”等3个无人探月计划，查明月面有许多平滑的地方可供飞船降落，证实了飞船在月面降落不会深陷下去，在月面行走不需要穿雪靴，并为载人飞船选定了5个着陆点。当然，此间前苏联作为竞争对手并没有闲着，也在暗中执行他们自己的载人登月计划。1962年8月11日和12日，前苏联分别发射的两艘东方号飞船在轨道上合作编队飞行。1963年6月14日，第一名女航天员瓦捷列什科娃乘坐的

31、飞船进入太空轨道后，也与另一艘飞船编队飞行。她成为第一个进入太空的女航天员。1964年10月12日，上升1号携带3人飞行成功。1965年3月18日，前苏联航天员阿列昂诺夫走出上升2号密封座舱，进行了世界上的第一次太空行走。所有这些显然都是真人登月所必需的。前苏联还研制了世界上推力最大的N-1火箭，甚至已确定了首次登月的两名航天员。此间，美国的“阿波罗”号飞船和土星V号运载火箭的研制试验还比较顺利。但也发生过1967年1月27日阿波罗4A号飞船地面演练时纯氧舱起火，烧死3名航天员的事故。他们不得不又用10个多月检查和改进设计。1967年10月，前苏联两艘带人飞船在轨道上对接，1968年9月将海龟

32、和植物种子等第一批生命送上月球，1969年1月两艘联盟号飞船对接，并从舱外交换航天员。这些巨大的进展都激励着美国加速前进。美国于1967年11月开始火箭和飞船的飞行试验，到1969年5月进行了三次无人飞行，两次载人绕地球飞行，两次载人绕月球飞行。人类登月的时刻终于一步步地到来了。1969年7月16日，阿波罗11号飞船出发，7月20日登月舱降落在月面上。经过7个小时的等待，尼阿姆斯特朗于美国东部时间20日22时56分20秒踏上月面，成为人类第一个登上月球的人，并说出了那句永载史册的名言：“对一个人来说，这是一小步，但对人类来说这是一大步。”随后，艾奥德林也踏上月面。到1972年12月，又有5艘阿

33、波罗飞船将10人送上月面。他们在月面上进行了许多科学考察和实验活动，共带回月球物质三百多千克，而此间苏联的N-1火箭则屡试屡败，在美国首次载人登月快成事实的1969年7月上旬，苏联不得不宣布“无意与美国争夺首先载人上月球。”27、发展载人航天的目的和意义何在？发展载人航天技术将给人类带来深远的影响，其重大意义，至少从以下几个方面表现出来：（1）发展载人航天技术能促进和推动整个科学技术的发展。（2）发展载人航天能体现一个国家的综合国力。（3）载人航天的发展，能更好的开发太空资源，为地球人类造福。（4）载人航天是人类生活的一个新阶段的开始。28具体来讲，发展栽人航天必须具备什么基础条件?简而言之，

34、就是要建造国家载人航天大系统（即载人航天体系），直接由国家支持和规划。这个体系是在航天技术日趋成熟的条件下建立的。在地面发射基地的建设、指挥管理系统的组建、跟踪、检测和通信网络的组建，火箭与推进系统的建设，航天器建造过程中的新材料的研制、发射、回收等技术均已成熟和具备的情况下，重点是完善航天员系统。这涉及选拔、训练航天员，建立训练基地，建立航天医学体系，结合航天器研制建立航天员的环境控制与生命保障系统，组织好航天员进入太空前、中、后的医学监督与保障工作，确保航天员的安全，结合载人航天器研制救生系统等等。30、什么是载人航天器？在回答什么是载人航天器之前，我们首先应该弄清楚什么是航天器，所谓航天

35、器在太空从事飞行活动的飞行器，比如人造地球卫星、深空探测器、载人飞船、航天飞机、空间站等，就如同我们经常看到和接触到的诸如飞机、飞艇、热气球等飞行器统称作航空器一样。从1957年10月4日前苏联成功发射第一个航天器人造地球卫星开始，截止到2001年年底，40多年来全世界各国一共发射了5459个航天器。在发射的航天器当中，概括分为两大类，即无人航天器和载人航天器。无人航天器中又包括人造地球卫星和空间探测器，而载人航天器中，至今已发射成功的有载人飞船、航天飞机和空间站三大类。从航天器的分类中我们可以看出，在航天器上无人乘坐的称为无人航天器，那么有人乘坐的航天器自然就称为载人航天器了。它是人类在太空

36、生活、工作和进行试验研究的场所。31、载人航天器和无人航天器有什么区别？由于载人航天器上有人乘坐，因而和无人乘坐的无人航天器，必然会有较大的差别。首先，无人航天器是指各种类型的人造卫星和空间探测器，除有特殊用途需要返回地球外，大多是不回收的。它们在完成特定的航天任务后，一是落入地球大气层烧毁，一是在太空中漫游成为太空垃圾。而载人航天器上有人乘坐，当然不能像无人航天器那样坠毁和永久漫游在太空，在完成既定的飞行任务之后，连人带航天器（可能是航天器的一部分）必须要完整、安全、可靠地返回地面。因此载人航天器，必须设计有回收着陆系统，以便它按预定程序离开原运行轨道，进入返回轨道，调整姿态，降低返回速度，

37、并最终安全着陆。第二、载人航天器上有人，而且，人还要在里面生活、工作和进行各类科学研究和科学试验。因此航天器必须具有足够的活动空间。因而，它的结构和无人航天器大不相同，一般都比较大且结构复杂。第三、太空的环境和地球表面截然不同，地球表面有大气压力，大气中有人类生活需要的各种成分。但是，太空环境除有超低温、高真空和强辐射之外，还有高速运动的尘埃、微流星和流星体等，以及在发射和返回过程中的超重和轨道运行过程中的微重力环境，这些都使人无法正常生活。因此载人航天器必须具有一套人所需要的环境控制系统和生命保障系统。要在航天器中营造和地球表面极为相似的生活环境，除要保证人在航天器中正常工作之外，还要保障人

38、在航天器中正常的吃、喝、拉、撒、睡、清洁卫生、强体健身以及医疗保障等。第四、随着载人航天事业的发展，载人航天器的任务越加繁重，除了完成环境探测，太空环境下的各种科学试验外，还担负起天地往返运输、太空检修等任务。因此，载人航天器还需要具备太空对接（即在太空中实施的航天器与航天器之间的对接）功能。第五，如果说人的生命是最宝贵的，那么，航天员的生命就更为宝贵。因为培养一个航天员是极为困难的，需要付出的代价也是很高的；更何况一个优秀的航天员，对航天事业作出的贡献是无与伦比的。因此，在载人航天器的设计当中，如何考虑航天员的生命安全是至关重要的。载人航天器和无人航天器相比，前者要比后者具有更高的可靠性和安

39、全性要求，而且要具有可靠的逃逸救生系统或逃逸救生备用方案。32、什么是载人飞船？载人飞船是一种用运载火箭发射到近地轨道上作短期飞行、在完成特定的任务之后再返回地面的载人航天器，过去也曾称作宇宙飞船。如果按其发射和回收方式分类，它是属于垂直起飞、垂直降落的载人航天器。是三类载人航天器中最先成功进入太空使用的一个。33载人飞船在载人航天事业当中有什么用途?载人飞船是人类认识太空并征服太空的先锋和强有力的工具，它的主要用途有：（1）通过载人飞船在近地轨道上的飞行，试验和掌握人类空间活动的有关技术。（2）测量和试验太空环境，诸如空间辐射、超重、失重等环境因素对人体的影响，为航天医学的发展提供实际依据，

40、研究将来人类较长时间在地球以外的空间环境下生活的可能性及需要解决的问题。（3）通过工作在载人飞船上的航天员，进行地球资源勘测、天文观测以及军事观察等空间活动，开展生命科学、材料科学、航天医学等学科的科学实验，为将来在空间进行大型军事活动（如天军）、科学研究、工业生产活动等提供依据和经验。（4）载人飞船作为天地往返运输系统的一个重要成员，往返于地面和太空之间，将空间站上所需要的人员、设备、实验用的原材料以及航天员所需要的生活用品、燃料等送到空间站，同时，将在空间站完成的科研、生产成果和生活废气物运回地面。载人飞船还可以作为空间站的救生飞船，如果空间站的成员遇到灾难性事故或危重疾病时，值班的载人飞

41、船可及时将他们运回地面。因此，只要有空间站，就必须有载人飞船。（5）载人飞船除了在近地轨道运行外，还可以进行登月飞行，人类目前的登月活动，完全是依靠载人飞船。34、飞船有哪几大类？飞船，就其外形来看并不像船，那为什么叫它飞船呢？这是因为它作为一个运输工具（就像船航行在大海之间一样）往返于陆地与茫茫太空之间，所以，科学家们给它起了一个“飞船”的名字。飞船按其用途分成三大类，即：不载人试验飞船（如我国的“神舟”1号-“神舟”4号）、载人飞船（如苏联的“东方”号、“联盟”号）和货运飞船（如俄罗斯的“进步”号）。如果按其飞行轨道分，又可分为卫星式飞船、登月飞船和行星际飞船。不载人试验飞船是为确保载人上

42、天的安全而研制的一个过度型飞船，它的技术状态也就是说它的结构形式、设备状况等与载人飞船基本上一致，其目的是探测太空环境，考核船内环境能否适应航天员的需要且是否安全可靠，考验飞船从发射、轨道运行和返回着陆整个过程中飞船的防护能力以及进行一系列有关技术试验等。载人飞船是在不载人试验飞船多次实际发射的基础上，经过改进完善的最终产物。是真正的用于天地往返的载人运输工具。货运飞船比较简单，主要是给空间站上的航天员运送补给物资，由于这种飞船上没有人，所以就没有返回着陆系统和生命保障系统，是一次性使用的飞船。像俄罗斯的“进步”号就是货运飞船。卫星式飞船，它的运行轨道像人造地球卫星一样，是绕地球飞行的飞船。目

43、前，除了“阿波罗”登月飞船外，大部分的载人飞船都是属于卫星式飞船，像中国的“神舟”号、苏联的“联盟”号、美国的“水星”号等都属于卫星式飞船。登月飞船，顾名思义，就是专门为登月而设计的载人飞船，如美国的“阿波罗”11号载人飞船。35、发射载人飞船会遇到哪些技术难题？发射载人飞船与发射卫星或其他无人航天器相比，其技术难度要大得多。摆在载人飞船面前有三大难题：一是上得去，二是待得住，三是回得来。上得去，就是说，要保证把载人飞船连人带飞船一并安全可靠地并准确地送入预定轨道。为了达到这一要求，除了要有足够大运载能力的火箭外，更重要的是运载火箭包括飞船本身都要有极高的可靠性和安全性。待得住，就是说飞船在预

44、定轨道上运行时，保证飞船及飞船上的所有设备都能在太空环境下正常工作，飞船上的航天员能够正常地工作和生活。这种话说起来容易，但是实施起来技术难度是相当大的。因为太空中高度真空，没有空气，温差极大，白天航天器朝太阳一面温度达128，而背阴一面温度则为零下148，由于飞船大约90分钟绕地球一圈，所以每隔45分钟太阳就要升起落下一次，温度急剧变化，人体本身是难以承受的。在太空中还充满了宇宙辐射，这对人体是极其有害的。另外飞船在上升和返回过程中要承受很大的加速度、减速度、震动、冲击、噪音以及飞船上的失重环境，这些也会对人体造成极大的影响。在如此恶劣的环境下，要保证航天员正常的工作和生活，飞船必须具备相应

45、防护措施，比如飞船上要有一整套环境控制和生命保障系统，提供与地面相同的气压、氧气、氮气等，提供航天员一切生活必需品。回得来，是指载人飞船在轨道上运行完成任务后，航天员乘坐的返回舱安全、准确返回地面。在某种程度上说返回的技术难度更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关：过载关、烧蚀关、撞击关和落点关。36、载人飞船的结构形式有哪几种？载人飞船是根据飞船要执行或完成什么任务而定，当然，随着发射飞船技术水平的不同以及国家技术水平的不同而有所不同。载人飞船都采用积木构件的形式，一般分为两舱结构形式和三舱结构形式。早期的飞船都采用两舱结构。比如前苏联的“东方”号载人飞船。现在的飞船多采用三舱结构。比如前苏

46、联的“联盟”号载人飞船。两舱结构的飞船一般由坐舱和服务舱两部分组成，坐舱是飞船的返回部分，所以有时也叫返回舱。航天员从发射、轨道运行和返回地面整个飞行过程中，都在这个坐舱里，坐舱外形常采用最简单的无翼大钝头体形状。服务舱也叫做设备舱或仪器舱，它是用于容纳变轨发动机及发动机工作时需要的推进剂贮罐、气瓶，以及飞船在轨道运行过程中所需要的仪器设备、电源和天线等。该舱段在座舱返回时被抛掉或继续留在太空成为太空垃圾或坠入大气层被烧毁。三舱结构的飞船一般由轨道舱、返回舱和服务舱组成。而美国的“阿波罗”登月飞船是由指令舱、服务舱和登月舱组成。轨道舱是飞船在轨道运行过程中航天员工作和生活的场所。它又分为工作区

47、和生活区两部分。飞船上的仪器设备大部分安装在这个舱里。该舱设计有四个舷窗，用于航天员对外观测。轨道舱和返回舱之间有通道相连，航天员可以往返两舱之间进行活动，该舱还设计有与空间站对接的舱口和对接机构。当它与空间站对接后，航天员可以通过对接舱口进出空间站。轨道舱完成任务后仍留在太空不返回地面。返回舱是飞船在上升和返回过程中航天员坐的地方，因此也叫座舱。返回舱是飞船完成任务后返回地面的部分，因此，表面有抗烧蚀防热材料和隔热材料。服务舱，是安装飞船轨道飞行中所需要的仪器、设备、能源等的舱段。该舱一般分为两段，靠近返回舱的一段是密封舱，里面装有测量、通信、电源系统及各种定向、调节设备。另一端为不密封舱，

48、装有机动飞行和制动发动机系统、推进剂贮箱、气瓶及辅助电源等。服务舱在返回轨道的过渡段被返回舱甩掉，之后在进入大气层后烧毁。37、载人飞船由哪些系统组成？载人飞船除了舱段结构之外，为了保证航天员能安全可靠地进入太空，在预定的运行轨道上待得住，顺利完成多项既定任务，安全地返回地面，载人飞船还必须具备姿态控制、轨道控制、温度控制、推进、跟踪测量、遥控、通信、电源、返回着陆、环境控制与生命保障系统以及应急救生等分系统。另外，利用每次飞行的有利条件，安装一些科学实验、技术试验或其他科学研究的仪器设备。38、什么是载人飞船的姿态及轨道控制系统？它有什么用途？载人飞船控制系统的任务就是控制飞船的飞行姿态，保

49、证飞船在轨道上稳定地飞行，并控制飞船的变轨、交会、对接、返回时的制导控制等。具体的任务有：在轨道运行时始终保持飞船稳定的姿态；在飞船离轨道前实现返回前的姿态调整，以使飞船正确地进入返回轨道；定向控制太阳能电池帆板，使其受光面始终对准太阳；计算确定并显示飞船的位置、速度和轨道参数；根据飞行要求，计算出飞船的将来轨道，并实现变轨控制和返回控制；实现交会、对接的测量、计算及控制；完成飞船各阶段的应急救生控制。39、什么是载人飞船上的推进系统？它有什么用途？飞船上的推进系统，也叫飞船动力系统或发动机系统。它的用途是1、提供飞船变轨机动飞行和交会对接的动力；2、提供在轨道飞行时姿态稳定、姿态调整的动力；

50、3、提供飞船离轨返回时的制动动力；4、提供再入姿态控制的动力；5、发射段逃逸救生塔抛掉后，提供飞船应急救生返回动力。40、载人飞船上的环境控制与生命保障系统有什么用途？载人飞船上的环境控制与生命保障系统是维持飞船密封舱内的大气环境，以保障航天员在舱内正常工作、生活和生命安全的重要系统。要是有人在飞船里，这一系统是绝对不可少的，这也是区别载人飞船和无人飞船的主要标志之一。环境控制和生命保障系统又包括：环境控制、气体贮存、供水及水处理、航天食品、烟火探测和灭火、废物处理、航天服等子系统。41、载人飞船上的测控通信系统有什么用途？飞船上的测控通信系统是与设置在地面上的测控通信系统配合一起使用。二者共

51、同完成飞船发身的上升段，轨道运行段、返回再入段及着陆后的测控通信任务，并且还能完成飞船在轨道机动和教会对接过程中的测控通信任务。测控通信是沟通飞船与地面测控人员的联系，使地面测控人员实时了解和掌握飞船的飞行情况，并且根据从飞船上传输下来的数据信息，适时对飞船实施控制。因此对飞船的测控通信系统的工作可靠性要求很高，并且应具有双向通信能力。42、飞船上的测控通信系统又包括哪些分系统？它们各有什么用途？飞船上的测控通信系统又可分为遥测、遥控、跟踪、通信等分系统。遥测分系统是通过安装在飞船上的测量传感器，把飞船飞行各阶段的参数实时测量下来，通过信号变换、编码并按一定传输方式和传输体制，使信号经过发射机

52、发送到地面接受站，再经过解调、计算机处理等程序，地面人员就可以获得飞船的各种工作信息了。遥控分系统是地面人员对飞船的运行或返回实施控制的船上系统。地面测控中心通过地面遥控站的指令发生器，将指令信号编成密码，由发射天线发给飞船，飞船的天线接到信号后通过解调和译码，得到控制指令，因此实现对飞船的控制。跟踪测量分系统，它是由飞船上安装的各种无线电应答机和设置在地面上的跟踪雷达共同对飞船的轨道参数实施精确跟踪测量的系统。由此确定出飞船在任意时间所处的空间位置。另外，也可以根据飞船上的多卜勒跟踪仪，实时解算出飞船在空间的位置。通信分系统，是完成飞船和地面测控中心之间的语音、电视图象和电报传输任务，以及时

53、沟通飞船和地面的联系。43、载人飞船救生系统有什么用途?虽然飞船设计的可靠性很高，但还做不到万无一失。航天员从进入飞船待发开始，到返回着陆出舱为止，各个阶段都有可能发生危及航天员生命安全的事故，所以飞船上还需要设有救生系统。根据目前的技术水平，飞船在轨道飞行段和返回段，还不能仅依靠飞船自身实施救生，这里所讲的救生，只是在待发和上升段的应急救生，对于这一阶段的救生，多采用一种称为逃逸救生塔的救生装置。在发射前或在发射升空几分钟内，若运载火箭出现故障或发生爆炸时，逃逸系统的发动机点火，将飞船返回舱牵引离开火箭爆炸危险区，缓缓落到地面，以保障航天员的生命安全。44、载人飞船回收着陆系统有什么用途？载

54、人飞船返回过程中，当飞到离地面约15千米高度时，启动该系统，使返回舱的飞行速度进一步降低，以保证航天员安全着陆。回收着陆系统由降落伞、着陆缓冲火箭、着陆信标机、着陆示位装置等组成。降落伞，是为进一步降低返回舱的飞行速度而设置的。着陆缓冲火箭，当返回舱降落到离地面1-1.5米高度时，降落速度还有5米/秒左右。这样落地时，撞击力还是很大，航天员还是难以承受的。为此，这时缓冲火箭启动，给返回舱一个反向推力，使之以小于6米/秒的速度缓慢着陆，确保航天员的生命安全。着陆示位装置，是当返回舱着陆以后，发出各种类型的信号，指示地面搜索人员自己所处的位置，以便搜救人员及时找到营救。45、载人飞船上的电源系统有

55、什么用途？电源系统是为飞船上各系统提供所需要的电能的。为了保证供电的可靠性，一般备有主要电源和备份电源两套。有的飞船采用太阳能电池组蓄电池组为主要电源，有的使用氢氧电池为主要电池，另有化学电池作为应急备份电源。46、40年来前苏联（俄罗斯）发射了哪些载人飞船？自1961年4月12日，前苏联成功地用“东方”1号载人飞船把尤里加加林送入绕地球运行的轨道上以后，40年来，前苏联又相继发射了90多艘载人飞船，将200多人次的航天员送入太空。这90多艘载人飞船包括“东方”号、“上升”号和“联盟”号三大系列。47、你知道“东方”号载人飞船的一些情况吗？“东方”号飞船是前苏联发射的第一代载人飞船，也是世界上

56、第一个将人类送上太空的载人飞船。它是两舱结构的，由座舱和服务舱组成，总长4.41米，最大直径2.43米，重4725千克，仅能乘坐1名航天员。在轨道上飞行时间最长为5天。“东方”号飞船是用东方号运载火箭发射的，其运行轨道为椭圆形轨道，近地点175-183千米，远地点为233-302千米，绕地球一周需要88.5分钟。飞船返回时，在正常情况下有两种着陆方式：第一种是航天员坐在座椅上和返回舱一起整体着陆；第二种是在接近地面时，航天员被弹出返回舱外单独着陆。东方号飞船共进行了6次飞行。详见下表：飞船名称发射时间飞行时间（天时分）航天员备注“东方”1号1961.4.1200、01、48加加林第一次载人飞行

57、“东方”2号1961.8.1201、01、18季托夫首次太空飞行一昼夜“东方”3号1962.8.1103、22、27尼古拉耶夫和“东方”4号交会飞行“东方”4号1962.8.1202、22、29波波维奇和“东方”3号交会飞行“东方”5号1963.6.1404、23、06贝科夫斯基和“东方”6号交会飞行“东方”6号1963.6.1602、22、50捷列什科娃（女）世界上第一个进入太空的女航天员48、你了解“上升”号载人飞船的一些情况吗？“上升”号飞船属于前苏联的第二代载人飞船。它的外形与东方号相似，也是两舱结构形式。飞船总长5.0米，最大直径2.43米，约重5.5吨。可以乘坐3名航天员。“上升”号载人飞船是在“东方”号飞船的基础上改进而成的，其主要改进有：（1）由乘坐1名航天员改为可乘坐3名。（2）着陆方式改为返回舱整体着陆，因而取消了弹射座椅，但增加了着陆缓冲发动机。（3）可实现航天员出舱活动，为此增加一个气闸舱。（4）将生命保障系统的10天储备减为3天等。由于“上升”号飞船改进过程时间仓促，许多设计方案不甚合理，为此，此型号仅做了两次飞行。一次是在1964年10月发射的，另一次是在1965年3月发射的，乘员是列昂诺夫和别列亚耶夫。而且在飞行当中列昂诺夫出舱活动了12分钟，成为世界上第一个