航天科技知識

　　航天又稱空間飛行或宇宙航行，泛指航天器在地球大氣層以外的航行活動，分為載人航天和不載人航天兩大類下面是小編為你整理的，供大家閱覽!

　　資料

　　1、什麼是空間站?

　　空間站，也稱為軌道站或太空站，是一種能長期在地球低軌道上執行的大型載人航天器，航天員可以長期在上面生活和工作，這種大型航天器能在軌道上與飛船或太空梭對接，由飛船或太空梭為它運送人員和物資;空間站與飛船或太空梭的主要區別是它沒有主推進系統和著陸裝置，因此它不能在軌道上作機動飛行和返回著陸。

　　根據不同國家和不同的歷史階段，發展空間站有不同的動機和目的。一般講一個國家發展空間站主要有四個目的：第一是政治目的，即為了顯示國家的綜合實力，或者是為了在政治上“壓倒”對方，在載人航天領域取得領導地位，上世紀冷戰時期，這是美蘇發展空間站的主要目的;第二是科技目的，即將空間站作為建在太空的科學實驗室，在上面進行各種科學研究和實驗;第三是經濟目的，利用空間站進行太空生產，或者發展太空旅遊;第四是軍事目的，將空間站作為建在太空的“軍事堡壘”。

　　2、空間站的型別?

　　按用途分，空間站可分為民用和軍用兩種型別：民用空間站如前蘇聯的和平號空間站和美國的國際空間站;軍用空間站如前蘇聯的禮炮2，禮炮3和禮炮5號空間站以及美國空軍曾經計劃研製的“載人軌道實驗室”。另外按發射方式劃分，還可分為整體式和模組式兩種。早期的空間站都是整體式，如美國的“天空實驗室”和前蘇聯的禮炮號，它們都是在地上組裝好，並裝上各種生活用品和實驗儀器，然後整體發射上去，航天員則乘坐載人飛船上去訪問;後來由於技術的改進，採用模組式建造，即先發射一個核心艙，然後將不同用途的艙室一個接一個發射上去，在軌道上組裝起來，形成一個整體，如前蘇聯的和平號空間站和現在的國際空間站。

　　3、迄今為止在太空一共發射或建造過多少空間站?

　　到目前為止美國和蘇聯/俄羅斯一共發射或建造過4種類型的空間站，共10艘，其中包括前蘇聯在1971-1986年間發射的7艘禮炮號空間站，它們是禮炮1號至7號，不過禮炮1號對接失敗，禮炮2號發射失敗，禮炮3號對接失敗，除了禮炮4號，其餘的禮炮5、6、7號都曾發生過一次對接失敗。此外美國於1973 – 1974年間發射的“天空實驗室”;前蘇聯和俄羅斯於1986 – 1999年間建造的和平號空間站，以及至今還在軌道上執行的國際空間站。

　　4、誰最早提出建造空間站的設想?

　　有關空間站的設想最早是由俄國的康斯坦²齊奧爾科夫斯基和德國的赫爾曼²奧伯特分別提出來的。1895年，齊奧爾科夫斯基在一本科幻小說中首次提出建造空間站的設想，1903年他提出在空間站上要安裝人工重力裝置，並提出建造太空溫室，以便人類能長期在空間站上生活和工作。1923年奧伯特首次使用“空間站”這個詞，並認為這是人類飛往月球和火星的起始站。1929年渃爾丹在一本名為《太空旅行問題》的書中提出建造大車輪形空間站的設想，這種空間站直徑為30米，在地球同步軌道上執行。1950年，馮²布勞恩進一步發展了車輪形空間站的設想，車輪的直接擴大到76米，由可重複使用並帶有機翼的航天器為其運輸人員和物資。這種空間站可作為地球觀察站、太空科學實驗室和飛往月球和火星的“跳板”。1959年，美國宇航局計劃在月球旅行前建造一個空間站，同年美國眾議院太空委員會決定在水星計劃完成後即開始建造第一個空間站。1969年阿波羅11號的兩名航天員成功登月，宇航局立即決定要在1975年建造一個能承載100人的大型永久性空間站。不過宇航局的這些空間站計劃都是紙上談兵，而前蘇聯在與美國的登月競賽中失敗後，專心致志發展空間站，在上世紀70年代先後發射了7個禮炮號空間站，80年代又建造了大型空間站 – “和平”號。直到1997年國際空間站開始在太空組裝，美國發展空間站的夢想才變成現實。

　　5、一個大型空間站由哪些系統組成?

　　一個大型空間站至少由十大系統組成：1結構系統;2電力系統;3熱控系統;4姿態測定與控制系統;5軌道導航和推進系統;6自動化和機器人系統;7計算與通訊系統;8環境控制與生命保障系統;9航天員居住系統;10人員和物資運輸系統。

　　6.我國是否也要發展空間站?2010年10月27日，中國載人航天工程新聞發言人表示，我國載人空間站工程已正式啟動實施，2020年前後將建成規模較大、長期有人蔘與的國家級空間實驗室。我國載人空間站工程分為空間實驗室和空間站兩個階段實施。2016年前，研製併發射空間實驗室，突破和掌握航天員中期駐留等空間站關鍵技術，開展一定規模的空間應用;2020年前後，研製併發射核心艙和實驗艙，在軌組裝成載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術、近地空間長期載人飛行技術，並開展較大規模的空間應用。我國載人空間站工程建設，將充分繼承載人航天工程前期成果，繼續使用已有的神舟飛船、長征二號F運載火箭、發射場和著陸場。載人空間站建成後，將全面實現我國載人航天“三步走”發展戰略，進一步推動我國載人航天技術向更高水平發展，為推動國家科技進步和創新發展、提升綜合國力、提高民族威望做出重要貢獻。

　　7、我國空間實驗室的主要任務是什麼?

　　空間實驗室系統的主要任務有：1進一步掌握飛行器空間交會對接技術;2突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運飛船補加等關鍵技術;3驗證天地往返運輸飛船的效能和功能;4進行一定規模的空間應用。中國空間技術研究院研製的“天宮”二號空間實驗室將主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗。“天宮”三號空間實驗室將主要完成驗證再生生保關鍵技術試驗、航天員中期在軌駐留、貨運飛船在軌試驗等，還將開展部分空間科學和航天醫學試驗。

　　目前我國正在研製的空間實驗室採用兩艙構型，分別為實驗艙和資源艙，實驗艙由密封的前錐段、柱段和後錐段組成，密封艙可保證艙壓、溫溼度、氣體成分等航天員生存條件，可用於航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的後錐段安裝再生生保等裝置。實驗艙前端安裝一個對接機構，以及交會對接測量和通訊裝置，用於支援與飛船實現交會對接。資源艙為軌道機動提供動力，為飛行提供能源。

　　8、空間實驗室有什麼關鍵技術?

　　空間實驗室階段關鍵要突破飛船空間交會對接技術。空間交會對接技術難度很大，在對接過程中，如果計算不準，就可能發生飛船相撞事故。因此，需要進行大量試驗才能掌握這一技術。

　　兩個或兩個以上的航天器通過軌道引數的協調，在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上，通過專門的對接機構將兩個航天器連線成一個整體。實現兩個航天器在太空交會對接的系統稱為交會對接系統。

　　交會對接系統通常包括跟蹤測量系統、姿態與軌道控制系統、對接機構系統等。兩個航天器在太空進行對接，其初始條件是兩者保持對接機構的同軸接近方式和確定的縱向速度，以及在其他線座標和角座標上的速度為零。但兩個航天器之間的實際相對運動引數總是有偏差的。一般情況下，兩個航天器之間的相對位置及其平動速度通常是靠主動航天器軌道控制系統和兩個航天器的姿態控制系統來維持的，前者適用於控制質心的平動運動，後者適用於控制繞質心的轉動運動。航天器的空間交會對接控制方法有兩種，一種是人工控制、另一種是自動控制。用人工控制來完成太空交會對接可以提高交會對接的成功率。自動控制交會對接可靠性高，不需考慮人員的安全和救生問題。在航天器的交會對接技術方面，未來的發展趨勢是人工控制和自動控制相結合，以提高交會對接的靈活性、可靠性和成功率。

　　9、中國載人航天工程“分三步走”是什麼意思?

　　中國載人航天工程共分“三步走”：第一步載人飛船階段，通過神舟五號和六號已圓滿完成，把中國航天員送上天，完成了多人多天飛行，而且能準確回到預定地點;第二步是空間實驗室階段，這一階段要攻破四項技術關鍵，為第三步的空間站建設做技術準備。我國將在2011年發射目標飛行器“天宮一號”，並在2年時間內逐步實現與神舟八號、神舟九號、神舟十號的三次交會對接試驗。此後“天宮一號”將被改造為一個短期有人照料的空間實驗室。空間實驗室階段是目前正在進行的階段。它的第一項技術關鍵是出艙活動，神舟七號完成了這個任務;第二個技術關鍵是交會對接，通過“天宮一號”在太空飛行2年左右的時間裡，先後完成與神舟八號、神舟九號、神舟十號的太空對接，突破並基本掌握航天器交會對接技術。第三個技術關鍵是補加，為飛行器補給推進劑、空氣、水、食品等;第四個關鍵則是再生式生命保障系統。

　　10、什麼是“天空實驗室”?

　　“天空實驗室”是美國第一個試驗性空間站。1973年5月14日發射，進入離地面 435公里的近圓軌道。同年還先後發射了 3艘“阿波羅”號飛船與“天空實驗室”對接。這 3艘飛船分別稱為“天空實驗室”2、3、4號。1979年 7月 11日“天空實驗室”進入大氣層燒燬。“天空實驗室”用“土星”5號運載火箭發射。在上升飛行過程中，高速氣流沖掉了軌道艙的防護罩和一個太陽電池翼，另一個太陽電池翼被防護罩碎片纏住而沒有開啟，以致“天空實驗室”入軌後嚴重缺電，艙內溫度上升到50左右。1973年 5月25日，三名航天員乘“阿波羅”號飛船與“天空實驗室”對接。航天員用一頂遮陽傘伸出艙外，擋住陽光，使工作艙溫度下降。他們切去纏繞的防護罩碎片，使剩下的一個太陽電池翼展開發電，終於使“天空實驗室”開始工作，接納航天員。“天空實驗室”共接待三批航天員，這三批航天員在空間站內分別工作和生活了 28天、59天和84天。用58種儀器進行了 270多項天文、地理、遙感、宇宙生物學和航天醫學試驗研究。重要的專案有：用太陽望遠鏡觀測太陽並拍攝了18萬張太陽活動的照片;用6種遙感儀器對地球進行了觀測，共拍攝4萬多張地面照片;用7種儀器研究太陽系和銀河系的情況;用自行車功量計和下身負壓裝置等醫療器械研究長期失重對人體生理的影響;還進行了失重下的材料加工試驗。

　　“天空實驗室”由軌道艙、過渡艙、多用途對接艙、太陽望遠鏡和“阿波羅”號飛船 5個部分組成。全長36米，直徑6.7米，重82噸。軌道艙是“天空實驗室”的主體，用“土星”5號運載火箭第三級箭體改裝而成，分上下兩層，上層為工作區，下層為生活區。生活區又由隔板分成臥室、餐室、觀測室和盥洗室。軌道艙內充純氧，保持33千帕大氣壓和20°C左右的溫度。

　　“天空實驗室”計劃持續6年，耗資26億美元。美國宇航界、政界和科學界都給予極高的評價。