简易了解了什么叫航天以后,大家就来回望一下,人们在航天这条城市道路上的探究全过程。
人类的 次
我国古代就拥有仙女奔月等美丽的神话小故事,在欧美也是有一系列的关于星星的神话传说,可以说,人们就对银河系拥有明显和好奇心和憧憬从沒有停下过。那怎么飞向宇宙空间呢?因此艰辛的探寻开始了。
万户飞天
现在看来,仅有火箭弹才可以把人送上外太空。假如依照这种规范,最开始试着火箭弹飛天的该是大约年前的万户飞天。古时候的火箭弹最开始出現在三国时期,是将火堆装在箭中,随后发射出来,之后古时候中国创造发明了炸药,后唐逐渐用以战事,到宋朝年里发生了人类发展史上最开始、最初的“炸药箭”,以后火箭弹逐渐用以战事,并伴随着丝绸之路传到欧洲地区。有的专家学者考资格证书,全世界 个想运用火箭弹航行老天爷的人便是万家,为所有人们向不明全球探寻的过程做出了至关重要的奉献。
万户飞天想像图据记述,万家是明代初期人。有些人说万家是官衔名(便是能够收有一万户别人的税),他名称很有可能称为陶成道。他为了更好地完成自身的理想,坐着绑了47支火箭弹的凳子上,手上拿着纸鸢,想飞向天上,可是万家刚滑出来没多远,火箭爆炸了,万家也因此献上了性命。实际上,有关万户飞天一事,现阶段并沒有找出能够确诊的中国古代参考文献,但现阶段考资格证书这个故事的最主要的真相是普遍存在的。
万家是全世界 个运用火箭弹向太空博击的英雄人物。他的拼搏尽管失败了,但他依靠火箭弹推动力起飞的创梦是全世界 个,因而他被当今世界认可为“真真正正的航天祖先”,为了更好地怀念这名全球航天祖先,全球生物学家将月球上的一座环状活火山取名为“万家山”。
德国V-2火箭弹
当代火箭弹,可以说最开始来自于国外的V-2火箭弹,这也是第二次世界大战时德国的弹道导弹,是 种超声速火箭弹,于年初次发射,那时候还并不是用以航天,只是用以放满了火药,变成一种可怕的武器装备。可是,V2火箭在工程设计上保持了航宇先行者的技术性构想,对当代大中型火箭弹的进步起了承前启后的功效,是当代航天火箭发动机和远程导弹的先行者,变成航天发展历程上一个关键的里程碑式。
德国V-2火箭弹架航天器和 次载客航天
大家都了解美国是世界 强国,也是当今航天技术性最牛的国家,可是, 颗航天器和 次人们老天爷,却都并不是美国人弄出的,只是原苏联。
年10月4日,原苏联在发射的斯普特尼克一号是人们 颗航天器,那时候恰好是美苏争霸阶段,这卫星的取得成功造成美国的巨大焦虑,也激发了两国之间以后不断20很多年的太空竞赛。年,苏联宇航员尤里·加加林,乘中国东方2号太空飞船取得成功完成了载客航天航行并安全性回到,尽管此次只是起飞到千米上下,历经不上2钟头,只绕地球一圈就回到,但这是 次载客进到外太空,具备划时代的实际意义。
尤里.加加林个进到空间的人:尤里.加加林.中国航天里程碑是中国航天鼻祖钱学森
中国尽管有航天开山鼻祖万家,但真正的的意义上的当代航天比美苏两国之间要晚,是以钱学森老先生逐渐的。就连“航天”这个词,也是他创造发明的,因此钱学森老先生是实至名归的“中国航天鼻祖”。
中国航天鼻祖:钱学森老先生(-)
钱学森于年出生于上海市,上海交大大学本科毕业,随后进到美国麻省理工大学(MIT)航空公司系学习培训,之后又转到美国加州理工大学,在世界 高手冯.伦尼的门内学习培训(便是明确提出了“卡门线”的这位)。博士毕业之后,钱学森依次在加州理工大学和麻省理工大学执教,科学研究流体力学和火箭弹巡航导弹,27岁就变成了全球 的流体力学家。但钱学森自始至终心系祖国,怀着奋发图强的远大目标,特别是在在新中国创立后,归国的情绪更为急迫。
50年代的情况下,美国为了更好地阻拦钱学森回国,以无凭无据的罪行逮捕他长达五年之久,美国的南海舰队名将说:“钱学森不管走到哪里,都抵上上五个师,我宁愿把这混蛋给枪决了,也无法使他返回中国!”。但钱学森不折不挠,总算在毛泽东和周恩来等领导人员的勤奋和海外侨胞的幫助下,中国政府部门以释放出来在 中虏获的11名美国军队航空员为标准,才打破重重的摩擦阻力回到了中华民族。从年逐渐,钱学森为中国航天工作执著拼搏,领着一批航天工作人员发展趋势航天工作,才让大家拥有接下来的造就。如今来看,美国那一个大将计算错误了,钱学森可不仅顶五个师,他创立了全部中国航天工作,“两弹一星”元勋,是咱们全部中华文化读书人的标杆和楷模。
个航天组织
早在年,在我国 个航天组织——外交部第五研究所创立,由美国回归的火箭专家钱学森老先生出任 任医生。这一组织最开始是搞巡航导弹科学研究的,到年5月,毛泽东讲到“前苏联通讯卫星老天爷了,大家还要搞航天器”,那就是前苏联和美国陆续发射成功了自身的航天器,中国在当时也宣布项目立项,开始了火箭发动机和航天器的研发。年,中国发射了 枚自主研发的探空火箭,这颗火箭弹只有 飞往8千米,但它意味着中国航天工作早已启航,并迈出了 个阶梯。
个发射核心
发射场是飞向太空的启航点,在我国在年在甘肃酒泉周边明确基本建设 个航天发射场。那时候也有老外取笑说:凭你们中国人,三五年也搞不了。但通过我们的实干精神和勤奋努力,不上几年就完工了。酒泉通讯卫星发射核心坐落于甘肃酒泉和内蒙古自治区阿拉善盟2个地方的地区,也叫“车风航天城”,归中国人民解放军所管,如今酒泉通讯卫星发射核心早已取得成功实行了一百数次发射每日任务,包含载客航天每日任务。当今,发射核心早已对外开放度假旅游,是 批“全国各地研学旅行示范性产业基地”和 批“中国十大高新科技度假旅游产业基地”,是航天度假旅游的必去旅游景点,里边十分大,可是附近较为荒芜,全是一望无际的新疆戈壁滩。
酒泉通讯卫星发射核心 颗航天器
年4月24日, 枚火箭发动机“长征一号”和 颗航天器“东方红一号”在酒泉通讯卫星发射核心取得成功发射。
有关东方红一号,那时候给的技术标准关键有四项“上的去,抓得住,听见,都看着”。“上的去”便是火箭发动机能够把通讯卫星送至预定路轨。“抓得住”便是通讯卫星起飞后可以与路面保持联络,这就必须路面和通讯卫星都各有一套测控技术通信系统,能随时随地维持通讯,并把握通讯卫星的地理位置。“听见”便是让通讯卫星带上《东方红》曲子,并向全球播放视频,这儿使用的预案是接力赛跑传送,通讯卫星播放视频的音乐数据信号先发送给地面站,编解码后发送给中央广播电台,在根据广播电台向全球直播。“都看着”就较为艰难了,通讯卫星直径仅有一米多,在数千公里外太小了,不太可能用眼睛看到,那时候的科技工作者们从雨伞上寻找到设计灵感,让最终一级火箭弹上组装了一个能够伸缩和顶开的大球体,老天爷后开启并与通讯卫星同歩运作,并反射面自然光,让老百姓在路面人眼就可以见到。
你看看,东方红一号通讯卫星是球型的,全身全是太阳能发电太阳能电池板,并不像目前的通讯卫星全是2个羽翼做太阳能电池板,这具体是由于当初的三轴平稳技术性还不完善,通讯卫星在外太空中的姿态稳不了,只能依靠迅速的磁矩,相近陀螺图片一样才可以平稳,这种基本原理大家将在第五章详尽探讨。
在我国 颗航天器:东方红一号
“东方红一号”是中国真真正正的意义上的 次取得成功的航天工程项目,是中国航天工作的 个重特大里程碑式。
次的载客航行
年10月,历经反复的早期科学研究与实验,神舟五号宇宙飞船宣布 次载客发射,将航天英雄人物杨利伟和一面五星红旗送进外太空。神舟五号在绕地球上14圈,运作21个多儿时,其返回舱将航天员杨利伟送到路面,轨道舱再次留到路轨上半年度時间,开展科学实验。
神舟五号宇宙飞船的取得成功发射和回到,意味着中国变成继原苏联(乌克兰)和美国以后,第三个将人们送上外太空的国家,是中国航天工作的一座新的里程碑式。与此同时,神舟五号宇宙飞船是在我国 次载客航行,累积了大批量的载客航行工作经验和经验教训,为之后的数次载客航行每日任务刮平了路面。
次月球检测
嫦娥一号是在我国 架探月航天器。取名源自中国古时候神话传说——仙女奔月。嫦娥一号在年10月底发射取得成功,11月初抵达月球路轨,逐渐绕月航行,间距月面km,大概每两个小时转一圈。嫦娥一号的取得成功是是在我国变成全世界极少数能抵达月亮的国家,是继东方红一号、神舟五号以后的中国航天第三个里程碑式。
大家迈入了中国航天的好几个里程碑式,北斗导航系统系统软件刚组网方案进行,初次检测火花刚发射取得成功,在一段时间的未来,嫦娥五号将初次从月球上带到化学物质,初次完工自身的空间站等。中国的航天工作已经迅速朝气蓬勃的进步历程中,由航天强国向航天大国而勤奋。
全球载客航天
把人送去外太空,一直是所有人类文明的理想,古时候就只有发生在神话传说中,而当代航天技术性把它变成了实际。
美苏前期的载客航天
刚刚说到过, 个把人送上外太空的是前苏联。实际上早在年,前苏联和美国就都进行了载客航天的方案并逐渐实行。也是在这个时候逐渐,美国和前苏联都完成了数次载人航天飞船的没有人航行实验,慢慢了解了载客航行的工作能力。总算在年4月前苏联取得成功建立了 次载客航行,只是不上1个月后,美国航天员就安全驾驶“水星”MR3宇宙飞船进入了亚路轨,变成第二个有着载客航天工作能力的国家。年,前苏联发射了两船载人航天飞船:“中国东方”3号和“中国东方”4号,初次在外太空中完成了交易会航行,并 次从外太空中传到电视机。第二年,或是前苏联,全世界 位进到外太空的女宇航员捷列什科娃中尉安全驾驶“中国东方”6号老天爷。到年,前苏联又完成了频繁的载客航天主题活动,包含3人与此同时航行、人们 次出舱太空行走等。从年逐渐,美国也碰到了载客航天的脚步,在两年内发射成功了多架“双子星号”宇宙飞船,依次完成了多的人航天航行、出舱太空行走、交易会航行,及其两船宇宙飞船的外太空交会对接。年逐渐,美国发射了“阿波罗”系列产品宇宙飞船,载客完成了绕月、登月等主题活动,有关登月的事儿大家事后再详解。
航天飞机场
航天飞机场是一种现代化的载客航天器,它既能像火箭发动机那般竖直起降,又能像直升机那般在回到地球大气层后在飞机场降落,较大的特征是能够多次重复使用。年,美国发射了全世界 架航天飞机场“澳大利亚”号。自此又相继建设了“征服者”号、“亚特兰提斯”号、“发觉”号和“拼搏”号航天飞机场。除开美国以外,仅有前苏联曾修建过“奋进号”航天飞机场,其他国家现阶段也没有。
航天飞机场的起降是竖直起降,除开自己的汽车发动机外,还需要外挂软件燃料箱和火箭助推器,起飞后,火箭助推器和外挂软件燃料箱耗光之后掉下来损坏,航天飞机场自身发送机再次工作中,进到预订路轨。在航天飞机场回到时,起先尾舵往前汽车发动机反方向喷涌降速,随后调整整体机身发动机往前,随后关掉汽车发动机运用滑翔衣拖动,最终像飞机场一样着陆在塑胶跑道上。年,美国放弃了航天飞机场方案,主要是因为发射成本费太高、脆化速率太快,及其安全系数较弱。原本可多次重复使用的航天飞机场是要想控制成本,但最终发觉成本费反倒高些,并且也用不上几回,还发生了2次爆炸事故,因此美国决策停止了航天飞机场新项目。
空间站
空间站是一种在外太空中长期运作,可供多位航天员巡访、长期性工作中与生活的载客航天器,等同于人到外太空中的平稳产业基地。早在年,那时候的前苏联就发射了 个实验性空间站——“电子礼炮”2号,之后又陆续发射了电子礼炮2号到花了7天时间空间站,能够实现与宇宙飞船的连接,还可以开展大批量的太空实验。年,前苏联发射了全世界 个长期性载客空间站——“友谊”号空间站的关键舱。自此历经十年,直至年,完工详细的和平号空间站,此刻前苏联这一国家都没有了。年,和平号空间站在绕地球上近十五年、航行八万多圈后,失事在中国太平洋。这种年里共招待了来源于10好几个国家和国际性的航天员多人次,开展了不计其数项科学试验,获得了重大成果。
美国在年发射了“天上试验室号”空间站,这也是用阿波罗登月方案完毕后多余的软件机器设备及其技术性来研发的,它带上了一系列的望眼镜,生物学家在上面干了很多有关药业、地质环境和天文学等领域的科学试验,天上试验室空间站在年失事之后,美国沒有再单独基本建设空间站,只是核心了国际性空间站的基本建设。国际性空间站从年逐渐,年基本完工,直至年才 完工。它由16个国家一同修建、运作和应用,包含了美国、乌克兰、欧洲地区、日本国、澳大利亚等,可是沒有中国。国际性空间站包含服务舱、连接舱、实验舱、居住舱等好几个舱,有好几个插口,能够连接载人航天飞船、货运物流宇宙飞船等。如今国际性空间站早已运作了20很多年,预估年上下,国际性空间站将退伍。
在我国载客空间站工程项目以室内空间试验室为发展和对接,按室内空间试验室和空间站两个阶段执行。在年发射了天宫一号室内空间试验室,并各自与接着发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号宇宙飞船交会对接,把握了交会对接技术性,为进行中国的空间站基本建设打下了基本。年,中国又发射成功了天宫二号室内空间试验室,并与天舟一号货运物流宇宙飞船连接,开展了大批量的科学试验。历经这两个空间实验室,中国已经基本掌握了空间站的技术,已经公布了自己的空间站研制计划,估计在年前后建成,寿命预计在10年以上。在国际空间站退役后,中国的空间站将是世界上 在轨运行的空间站。
中国载人航天
早在70年代,东方红一号上天之后当时的国防部五院院长钱学森就提出,中国要搞载人航天,但当时的中国研制能力、综合国力、工业基础方面都存在一定的困难,载人航天项目就搁到了一边。我国的载人航天工程早在年9月21日就获得批复立项,简称工程。当时就制定了“三步走”战略: 步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程并开展空间应用实验;第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题;第三步,建造空间站,解决有较大规模的长期有人照料的空间应用问题。
年,神舟一号无人试验飞船发射成功并成功回收,奠定了基础,然后相继发射了神舟二号、三号、四号飞船。年神舟五号飞船带着航天英雄杨利伟圆满完成任务,实现了 次载人飞行。5年神舟六号带着两名航天员发射成功并返回,到此完成了 步的战略。年神舟七号载有三明航天员升空,并完成太空行走,年以后,神舟八号、九号、十号三艘飞船分别于天宫一号完成交会对接,完成了第二步走的战略。
航天英雄杨利伟
年,我国成功发射了带有三名航天员的神舟十一号飞船,与天宫二号空间实验室交会对接,开展了一系列实验,标志着从第二步像第三步的过渡。当前正在研制空间站、长期载人飞行技术并开展较大规模的空间应用。
截止到目前,世界上只有俄罗斯(前苏联)、美国、中国三个国家发射成功过载人航天飞船。
载人航天的灾难
但是,世界载人航天的历程也不是一帆风顺。这是一项极其危险的活动,目前共出现了4次重大航天飞行事故,共有18名宇航员为之付出了生命的代价。
年,苏联联盟1号飞船返回时开伞失败,飞船以每秒多米的速度冲向地面,1名宇航员当场遇难。第二次是年,苏联的联盟11号飞船返回时座舱失压,由于座舱设计拥挤,宇航员不能穿航天服返回,而座舱失压致使3名宇航员因急性缺氧、体液沸腾而死亡,飞船安然返回了,但人们看到的却是3名已经遇难的宇航员。年“挑战者”号航天飞机在发射升空仅73秒后即爆炸,机上6名宇航员和一名女教师全部遇难。年,“哥伦比亚”号航天飞机在返航过程中先是与地面失去联系,然后人们看到,哥伦比亚号在空中解体,机上7名宇航员再次遇难。
航天是高风险的事业,每一次的事故,都是人类航天史上的一次大灾难,也都会导致该国的航天事业遭受沉重的打击,但人类仍然奋勇向前,探索太空的进程从未止步。
人类月球探测
月球是地球的 天然卫星,也是距离我们最近的外部天体,对地球有着非凡的意义。自古人们就一直在幻想着能飞到月亮上去,现代航天科技使这个幻想变成了现实。我们还是从最早的探月说起。
地球的天然卫星:月球苏联的探月活动
没错又是苏联!最早进行月球探测的还是苏联,50年代当时美苏争霸关系极为紧张,在年,也就是苏联刚刚发射人造卫星的不到一年内,就开始难度更高的月球探测活动,初期作了三次并不成功的尝试,其发射的探测器也没有命名。到了年,苏联使用“月球号”运载火箭,将“月球一号”探测器发射到月球附近,最近只有6千米,但是它没能成功在月球停留,掠过之后最终永远的围绕太阳公转,成为 个摆脱了地球引力的航天器。仅仅半年多以后,苏联就发射的“月球二号”探测器,这次成功的撞击了月球,人类 次抵达的月球表面,有趣的是,月球二号中装了大量的苏联国徽,只为了在月亮上爆炸之后散落到附近作为标志。仅仅不到一个月后,又发射了“月球三号”,发回了 张近距离月球照片。此后的不到二十年里,苏联不断的发射月球探测器,一直到“月球24”号,期间还送上去过无人月球车,还挖了一些月球的岩石待会地球。在这个期间,苏联还研制发射的8个“探测器号”,有些型号苏联至今也没有公布具体信息,但它们确实对月球进行了比较全面的探测,带回了大量数据。其实,苏联也曾经有过载人登月的计划,但由于种种原因,计划失败或放弃了,最终苏联人也没有实现载人登月。
美国的登月行动
我们大家都知道 的阿波罗11号的故事。但在这之前,美国就进行了大量的探月前期工作。在航天竞赛中,苏联开始处处 ,美国不甘落后,于是把目标对准了月亮。年,苏联发射月球一号仅两个月后,美国就把自己的 个月球探测器“先驱者4号”送上了月球。
年苏联的 位宇航员刚刚上天,美国就高调的宣布,阿波罗登月计划上线了,在这个计划中,美国准备进行载人登月,大名鼎鼎的阿波罗11号大家都听说过,但其实阿波罗一共有十几个,我们从阿波罗1号开始说起。阿波罗1号是一颗没有发射就失败的飞船,原计划送三名宇航员绕地球飞行,但是还没等到发射,在年1月模拟发射的时候,突然着起了大火,这次事故导致了那三名宇航员当场牺牲。这次事件之后,美国没有继续直接载人,而是发射了阿波罗4号、5号、6号无人测试飞船,期间验证了土星五号重型火箭、落月、从月球返回等关键技术,顺便提一下,没有阿波罗2号和3号。年,阿波罗7号开始载人飞行,绕地球进行了试验,紧接着阿波罗8号就带着三名宇航员飞到了绕月轨道然后安全返回。紧接着年,阿波罗9号和10号带着登月舱进行了成功发射并返回,验证了其性能但没有登月。年7月,巨大的土星五号火箭带着 的阿波罗11号携带3名宇航员成功登陆月球,阿姆斯特朗和奥尔德林先后踏上了月亮的土地,而另一名宇航员科林斯留在了绕月轨道上,阿波罗11号是人类 次踏上月球,也是 次踏上地球外的另一个星球。接下来的三年内,美国又发射了阿波罗12号到17号共6艘登月飞船,除了阿波罗13号由于氧气罐爆炸没有登月外(三名宇航员安全返回地球),另外5艘飞船共12名宇航员成功登上月球,并带回了大量信息和月球物质。
阿波罗计划结束后,美国人几十年都没有再去月球。有传言说,阿波罗登月就是好莱坞拍出来的,是骗局,甚至举了好多证据,有兴趣可以搜一搜,但其实那些所谓证据都不太立得住脚,目前看来,阿波罗登月是真的。
到了年,美国航空航天局为了唤起国内民众对重返月球的热情,并对世界显示力量,决定花少量的钱再去一次月球,这次是无人探测,在两年以后发射了“月球探测者”号。再后来到了5年,美国又推出了“星座计划”,打算载人重返月球并去往火星,不过年,由于预算问题,这个计划被砍掉,美国人至今没有新的登月行动。
中国的探月计划
中国探月计划从4年开始,命名为“嫦娥工程”,计划分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。在 阶段的无人月球探测,我们分三步走,分别是:绕月、落月、返回。
步为“绕”,即发射月球探测器,实现绕月飞行,获取月球表面三维影像,观察物质特性和月面环境。 颗月球探测器“嫦娥一号”在年10月成功发射并出色完成了任务,年,嫦娥一号在完成全部任务后,在我国的精确控制下撞向月球。年,嫦娥二号成功发射,依旧是绕月飞行,获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据,并精细探测后续即将着陆的区域。到这里, 步的“绕”圆满完成。
第二步为“落”,即在月球表面软着陆。年,嫦娥三号探测器带着“玉兔号”月球车成功落月,携带了大量科学设备,对月球进行了月面探测,首次证明了月面没有水。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星改造成的,主要目标是探测月球背面。我们知道月球自转公转周期是相同的,所以总是“脸朝着地球”,我们在地面上永远也但不到月亮背面什么样子,嫦娥四号就是要落到月球的背面。年首先发射了中继星“鹊桥”,保证月球背面的通信,12月嫦娥四号携带月球车“玉兔二号”发射,在年1月成功在月球背面着陆,玉兔二号开始月面探测,这是人类 次登陆月球背面。年2月嫦娥四号再次被唤醒,至今仍在工作中。
嫦娥四号探测器
第三步为“回”,即登陆月球,并从月面采样一些物质再返回地球。主要嫦娥五号探测器来承担。嫦娥五号由于还要返回,所以比之前那几个都要复杂,它分为轨道器、返回器、着陆器和上升器四个部分,到达月球轨道后,轨道器和返回器留在轨道上,着陆器带着上升器月球,完成探测和采样后,把着陆器留在月球上,上升器升空与轨道器汇合,把月球物质交给返回器,只留下返回器自己返回地球。嫦娥五号原计划在年发射,但由于发射它的长征五号火箭前期发射出了一点问题,嫦娥五号被推迟,计划在年底前发射。它按计划将采集月球样品并带回地球。
其它国家探月活动
除了美国、苏联(俄罗斯)和中国这三个航天大国外,其它国家也不甘落后,日本、欧洲、印度也在进行月球探测活动。
欧洲航天局在年就发射了SMART-1月球探测器进行绕月飞行,于6年撞击月球,并计划在年前后实现月面软着陆,年前后实现载人登月,但至今还没有听闻新的进展。
日本在年9月,发射了“月亮女神”月球探测器,仅仅比中国嫦娥一号早一个月,日本方面宣称他们的探月计划是继美国阿波罗计划之后人类规模 的探月计划。
印度也早就计划着能进行载人登月,8年发射了“月船1号”,但10个月后进入了绕月轨道就与地球失去联系。年,印度成功发射了月船2号,原计划进行月面软着陆,但不好意思,距离月面2公里时又失联,任务宣告失败。但印度仍没有放弃登月,已经公布了月船3号计划,目标是在年登上月球。
探索深空
不管是人造卫星、载人航天还是月球探测,都还是围绕在地球周围这一大片范围内的。但太空极其广阔,对于太阳以及太阳系的其它天体,甚至是太阳系外面的世界,人类也已经开始了探索。深空探测是指脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间的探测活动。其实月球探测也算是深空探测,我们前面已经介绍过,这里讨论一下地球月亮这个范围以外的更远深空。
太阳系
到这里,有必要再插播一段天文学内容了:
先来看一下我们所在的太阳系的构造吧。简单来说,太阳系就是以太阳为中心,围绕着太阳转的这一堆天体以及这一片空间,就组成了太阳系。太阳当然是大家长,它自己的质量就占整个太阳系质量的99%以上,它对整个太阳系提供光和热,它的引力使所有天体都围绕在周围。太阳之外八大行星围着太阳转,这其中包括了我们的地球,从内圈到外圈依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们的轨道类似于一圈一圈的同心圆,从里到外一圈圈排开。而且这八大行星的轨道几乎处于同一个平面上,我们叫做“黄道面”。地球以外的行星,都有更小的天体围着它们旋转,称为“卫星”,比如月球就是地球的卫星,而我们人造的航天器,围绕地球旋转的,称为“人造地球卫星”。
太阳系以及它的行星(示意图,不代表实际大小和实际距离)
在火星轨道和木星轨道中间,还有一圈小行星带,其中有很多的小型天体,很多也就只有小石子这么大,也有直径几千米甚至几十千米的大家伙。在海王星轨道以外,还有一颗冥王星,原来它也算是行星,我们小时候就是叫“太阳系九大行星”,不过冥王星在6年被降级,变成了矮行星。
这些行星别看同在一片太阳系里,但这些兄弟姐妹们离我们地球是非常远的,比如邻居火星,最近的时候距离地球也有5千多万公里,比地球到月球还远了多倍!即使是“坐火箭去”,也要连续飞好几个月的时间,这还只是地球的邻居。地球到太阳的距离大约有1.5亿公里,是火星的3倍远。天王星海王星这些外行星就更远了。那是不是过了海王星,就出太阳系了呢?还远没有。在海王星轨道之外有一圈布满小行星和彗星的盘状带,叫做“柯伊伯带”,以前它被认为是太阳系的边缘。还有一种说法是以太阳风的影响范围最为太阳系的边界,叫做“日球层顶”,大约半径是亿千米,约个AU(日地距离)。 的一种说法,是以太阳系外围的理论上存在的奥尔特星云作为边界,这样算的话,太阳系的大球半径就会达到1光年以上,以现在早已飞出海王星轨道的旅行者1号的速度,再飞一万年,也出不去奥尔特星云。
简单了解一下太阳系之后,我们来看看人类航天史上,对太阳系的探测。
火星探测
火星是与地球环境最接近的一颗行星,也是地球的近邻,是人们探索地外行星的 个目标。 个将火箭瞄向月球更远的世界的,又是苏联。年苏联为了抢夺“率先探测火星”的纪录,试图向火星发射一颗探测器战神1号,但是发射失败,随后的战神2号又失败。接下来,准备飞往火星的“火星1号”、“探测器2号”、“探测器3号”均失败……。到了70年代,苏联接连发射了火星2号和火星3号成功登上了火星,但仅仅20秒后就失去了联系,火星5号成功沿着火星轨道飞行了数天,火星6号和火星7号在火星着陆,但探测结果没有公布。年苏联又发了两颗以火卫一命名的探测器,但都失败了。再后来苏联就解体了,继承它的俄罗斯在年和年发射了两次火星探测器,但都失败了,第二次发射还带着中国的“萤火一号”一起失败。回顾看来,从苏联到俄罗斯,对火星的探测是“败多胜少”。
真正取得火星探测成功的是美国。年,美国向火星发射了两颗探测器:水手3号偏离轨道,但水手4号成为 个到达火星的并且发回照片的探测器。紧接着,水手6号、水手7号都成功掠过火星并发回了照片,而水手9号 次进入了火星环绕轨道,开始围绕火星旋转。年,美国的海盗1号和海盗2号先后成功在火星着陆,并且拍摄了火星表面和天空的照片。九十年代的火星全球勘测者探测器到达火星轨道,持续运行了十年,获得了大量数据,同年火星探路者号带着人类的 辆火星车也成功在火星着陆。在这期间,美国也发射过几次失败的火星探测器,要么坠毁,要么失联。进入21世纪,美国成功发射火星奥德赛号进入火星轨道,之后一直作为通信中继星,现在还在运行,后来,美国的勇气号、机遇号、凤凰号和好奇号火星车先后在火星成功着陆,发现了火星上存在水的证据,并深入研究了火星气候。
其它国家中,日本曾经发射过希望号火星探测器,但是轨道偏离而失败。欧洲在年成功发射了火星快车号,但一起上去的猎兔犬号着陆器失去联络。中国也曾研制过萤火一号探测器,由俄罗斯的火箭负责发射,但由于火箭发射失败导致萤火一号没有成功。
火星探测非常困难,据统计,世界上共发射过四十多颗火星探测器,但成功率还不到一半。年7月,中国刚刚成功发射了自己的火星探测器:天问一号,目前正在飞往火星的漫漫长路上。
金星和水星
金星和水星都是内行星,也就是在地球轨道的里圈,离太阳更近。金星也是地球的邻居,与地球几乎差不多大小。最早在金星表面硬着陆的(硬着陆就是摔上去),是年前苏联的金星3号,但是在进入金星大气层后失联了;随后发射的金星4号、5号和6号,也没有传回金星地面的信息。首次在金星表面软着陆的,是年苏联的金星7号,并传回了金星表面的参数,温度高达摄氏度,大气压是地球的倍。首次拍摄金星表面彩色照片的,是苏联的金星13号。苏联一共发射了十多颗金星探测器,有些失败了,有些在金星表面登陆没多久就报废。不过现在人类已经知道,金星表面温度极高,全是 化碳,根本不适合生命的生存。
年,作为水手1号的备份,美国人的水手2号 次成功掠过金星。同样的,水手5号(本来要去火星的水手4号的备份)也到达了金星附近。后来美国先驱者-金星1号和2号分别进入了金星的环绕轨道,并且释放探测器降落在金星表面,对金星大气金星了探测,发现主要是 化碳和 ,环境非常恶劣。年,最成功的金星探测器——美国的麦哲伦号到达金星,并获得了完整了金星地图和地址全貌。目前,美国和俄罗斯正在合作计划再次探访金星。此外,欧洲和日本也发射成功了金星探测器,分别是欧洲航天局的金星快车和日本的拂晓号,其它国家还没有过金星的探测。
水星在金星的更内圈,距太阳更近,体积也更小。人类对水星的探测很少,截止到今天也只有3次。 次是年美国发射的水手10号,首次采用引力弹弓原理飞行(后面我们再解释),两次飞掠水星,获得了水星的照片。直到4年,才有了第二个水星探测器,信使号,它升空后先是掠过了两次金星,然后又掠过两次水星,用了快7年的时间,才到了水星的环绕轨道。第三次是欧洲和日本共同研制的贝皮科伦坡号,于年发射,现在还没有到达水星。
太阳探测
太阳对于我们既熟悉又陌生,每天太阳都在天上挂着,给我们提供光照和能量,但对太阳的探测非常凶险,因为它附近温度极高、辐射极强,人造的探测器很难生存。
太阳
人类对太阳的探测主要有90年代美国和欧洲联合研制的尤里西斯号,以及年美国发射的帕克太阳探测器,他们对的日球、日冕和太阳风进行近距离观测,获得了大量有价值的数据。
外部气态行星探测
火星轨道之外,有四颗巨大的行星,依次是木星、土星、天王星和海王星,他们都是巨大的气态行星,离地球非常远,人类对他们的探测相对较少。这些行星的探测大部分都是美国人在做。
早在年美国就成功发射了先驱者10号,第二年飞掠木星,工作了30年,紧接着又发射了先驱者11号,对木星和土星进行了探测。苏联也发射了一颗探测器到了土星附近,对土星光环进行了探测。年美国发射的旅行者1号和旅行者2号非常有名,他们俩先后飞越并探测了木星、土星、天王星和海王星,过程中还探测了他们的一些卫星,现在早已飞过冥王星轨道,向着太阳系外广漠的宇宙行进,有趣的是,他们还携带了多种语言的问候语和音乐,为了向外星人表达人类的问候。后来,美国先后发射了伽利略号和朱诺号木星探测器,专门探测木星及其卫星。美国和欧洲合作研制了卡西尼号土星探测器,用来专门探测土星,并且在土卫六(泰坦星)上着陆。
6年,美国发射了新视野号探测器,向更远处的冥王星行进,年飞过了冥王星,并对它和它的伴星卡戎进行探测,并拍摄了近距离珍贵照片,现在,新视野号已经进入太阳系外围的柯伊伯带,正在向冲出太阳系前进。
小行星与彗星
我们知道,太阳系中除了各大行星之外还有一些小型的天体,比如小行星和彗星。年美国发射了星尘号探测器,主要任务是对彗星成分,它拍摄并收集了彗星的样品,6年将它们带回了地球。4年,欧洲发射成功了罗塞塔号彗星探测器。5年美国又发射了深度撞击号,研究坦普尔1号彗星核心,并成功装上这颗彗星的彗核。
年,日本发射了曲折的隼鸟号小行星探测器,显示它的两个小卫星失败,接着主体又失联,幸运的是,后来奇迹般的复活,并且取到了小行星的样品,还带回了地球。年美国的黎明号(也称曙光号)发射,目的是探索小行星带 的两颗原行星:灶神星与谷神星,后来环绕小行星飞行。
宇宙深邃而广漠,总有一天,我们要走出太阳系,看看外面的世界。