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第12章 航天圆梦,接触现代的航空航天(1)

你知道什么是航天遥感技术吗

有的同学认为我们从商场里买的遥控飞机应用的便是航天遥感技术,其实不然。航空遥感是指利用各种飞机、飞艇、气球等作为传感器运载工具在空中进行的遥感技术,是由航空摄影侦察发展而来的一种多功能综合性探测技术,具有机动、灵活的特点。

飞机是航空遥感的主要平台,它具有分辨率高、调查周期短、不受地面条件限制、资料回收方便等特点。高空气球或飞艇遥感具有飞行高度高、覆盖面大、空中停留时间长、成本低和飞行管制简单等特点,同时还可对飞机和卫星均不易到达的平流层进行遥感活动。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点,是一种不可取代的探测和研究地球资源与环境的手段。

极地卫星是南北极的卫星吗

极地卫星是地球同步卫星的一种,而不是南北极的卫星。为什么叫做同步卫星呢?那是因为极地卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为圆形、运行周期与地球自转一周的时间相等,即24小时。

同步轨道静止卫星、倾斜轨道同步卫星和极地轨道同步卫星均为地球的同步卫星。由于其运行方向与地球自转方向相同,运行周期又与地球同步,因此,人们从地球上仰望卫星,仿佛悬挂在太空静止不动。当卫星运行时,卫星上装备的仪器对地面所取的方向,称为卫星的姿态。随着科学技术的发展,姿态控制精度不断提高,有效地观测精度,也增加了有效观测时间。

人造卫星有什么作用

你知道地球上发射最多的航天器是什么吗?答案是人造卫星。人造卫星是环绕地球在空间轨道上运行(至少一圈)的无人航天器,同时是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星发射数量约占航天器发射总数的90以上。

月亮环绕着地球旋转,它就是地球的卫星,“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。科学家用火箭把它发射到预定的轨道,使它环绕着地球或其他行星运转,以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转的人造卫星,我们就叫它哪一颗行星的人造卫星,比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。1957年10月4日,苏联宣布成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。

航天飞机是怎样诞生的

航天飞机是人类的好朋友,人类从事天文研究,少不了航天飞机的帮助。早在美国在顺利执行“阿波罗”载人登月计划的时候,人类便满腔热情地投入可重复使用的航天运输系统的研制,作为航天站的往返运输系统,并以此取名为“太空穿梭机”。

我国著名科学家钱学森根据“航天”的定义,并联系到航空,将其转译为“航天飞机”,非常贴切。航天飞机的设想是美好的,但实施起来却是非常困难。美国人设想了许多方案,都难以达到预想的完美程度,希望在不久的将来,我们可以研制出我国的航天飞机,并且提升它的运载能力,为我国的航天事业增光添彩。

你了解返回式卫星是什么原理吗

卫星发射到太空中还可以返回地球上来吗?人们不禁会产生这样的疑问。返回式卫星便是指在轨道上完成任务后,有部分结构会返回地面的人造卫星。

返回式卫星最基本的用途是照相侦察。比起航空照片,卫星照片的视野更广阔、效率更高。早期由于技术所限,必须利用底片才能拍摄高清晰度的照片,因此必须让卫星带着底片或用回收筒将底片送回地面进行分析。各个航天大国都曾利用返回式卫星作军事侦察及国土普查用途。现在由于可从卫星上直接传送影像数据到地面,返回式卫星的功能又演变为进行需要回收实验品的空间实验室。

什么是太阳帆

在向太空深处进发的构想中,人们想到了制造一个借太阳风来产生前进动力的方案,自然的就命名为“太阳帆”。其实,人类很早就学会了制造帆,利用自然界的风这种免费而无限的动力来弥补划桨力量的不足。对于正在探索宇宙的人类来说,现代飞船有限的化学燃料能提供的动力同样不是很有效。

太空中虽然有太阳风(从太阳外层大气不断发射出的稳定的离子流)这种可以同地球上的风相比拟的动力,但令科学家们感兴趣的是推动力比太阳风大1000多倍的太阳光。这些动能都将更多的应用于太空探索中。

软着陆是什么道理

软着陆是什么?好奇的同学不禁会问,“是不是飞机在软绵绵的棉花地中着陆呢?”可见,大家对于“软着陆”这一新颖有趣的词语十分感兴趣,它指的是航天器经专门减速装置减速后,以一定的速度安全着陆的着陆方式。

人造卫星、宇宙飞船等在降落过程中,逐渐减低降落速度,使得航天器在接触地球或其他星球表面瞬时的垂直速度降到很小,最后不受损坏地降落到地面或其他星体表面上,从而实现安全着陆的技术。

你吃过太空食品吗

随着载人航天经验的逐渐增加,太空食品经过不断的改进,质量有很大的提高,复水食品出现,告别了牙膏式食品时代。太空中所有的物品都失去了重量,变得可以随处飞扬,好像空气一样。这样,宇航员就不能像地球上那样可以随时取食,轻松地嚼咽,不然就会因食物不能下咽而卡在食道中间,危及生命。

因此,科学家在研制宇宙飞船的同时,也研究制造太空食品。经过许多次的太空实践,科学家发现,太空食品要求营养丰富、卫生、进食方便。因为太空食品具有进食量少、发热量高、营养极其丰富的特点,所以日本首先研制了这种常用太空食品,供地球上使用。其他各国也有类似产品,相信你也有机会品尝的。

在太空中为什么会失重

失重是一件可怕的事情,人们会因此而失去重心,像“不倒翁”一样无法正常行走,太空中的天体也一样。所谓失重,就是重力为零,即零重力。而所谓重力,是物体所受天体的引力。

绕地球飞行的载人飞船,离地面一般只有几百千米,那里的太空当然不会是零重力环境,即使在36000千米高空绕地球飞行的航天器,其周围太空也不会是零重力,而只能是轻重力,即重力比地球表面上轻(小)一些。只有在高速飞行的飞船、卫星中,才会有失重的环境。这时重力与高速飞行物体的离心力相平衡,出现失重。

人造日全食可信吗

壮观的日全食是进行太阳物理研究的重要观测手段,但这对想要解开太阳之谜的学者们来说远远不够,他们经过长期探索,发展出了多种观测太阳大气层的手段,“人造日全食”就是其中一种。

1931年里奥发明了日冕仪,开启了人造日食观测与日全食观测并行的时代。这种日冕仪的原理是:(1)在望远镜镜筒里的物镜焦点处放置一块圆版,只把太阳光球射来的光遮挡住,并且把挡住的光从镜筒上的开口反射出去;(2)用光栏和遮板等将望远镜镜片和光栏等产生的衍射光与杂散光截挡住。为了减少地球大气的散射光,这种日冕仪需要安装在海拔2千米以上的高山上。因其遮挡光的遮板是置于望远镜的筒内,故称内遮挡式日冕仪。20世纪,里奥式日冕仪在法国、日本、苏联及美国的夏威夷和新墨西哥州等地的高山上投入观测。每个晴天,使用这种仪器可以长时间观测日冕。为了不同的研究目的,在望远镜的终端或光路中可装上不同的附加设备。实际应用表明,里奥日冕仪还不能完全避免散射光的影响,应用这种日冕仪最多只能观测到距日心1.3倍太阳半径处的日冕。近来,各国的高山日冕仪已投入使用多年,进行科学研究性和常规数据性工作,观测的设备和数据资料向世界开放。

宇航员在太空中是怎样睡觉的

由于失重,宇航员躺着睡或是站着睡没有任何区别。也是因为失重,宇航员的身体可能会在睡觉时不由自主地“乱动”,要是不巧碰到仪器设备,可能造成严重后果。因此,宇航员的睡姿通常为站立,还要在睡觉前把自己固定在休息舱的墙壁上。

太空工厂是做什么用的

我们生活的地球上有各式各样的工厂,巧克力工厂、衣服工厂、机械工厂等,那么太空工厂是用来干什么的呢?太空工厂指利用外层空间特殊的环境和条件,如高真空、强辐射和航天器产生的零重力,加工生产某些性能优异的新材料、新产品的大型航天器。太空中无重力、无空气对流的环境为制造新药提供良好条件。

我们以干扰素举例,20世纪末干扰素在美国通过,利用遗传工程技术由生物细胞制取,纯度很低,因为要把它从100多种其他生物细胞产生物的混合体中分离出来,操作要非常小心,速度很慢。否则溶液中的混合物容易上升或下沉。太空中由于没有重力,不会出现这种问题。科学家相信,在太空中制造的干扰素纯度是地球上制造的100—400倍。

太空垃圾有什么样的危害

人类会不会因为太空中坠落的航天器而灭亡呢?随着人们发射航天器数量的增多,一些具有忧患意识的人们不禁开始担心。1965年,美国第一位太空行走者怀特在他第一次进入太空行走时掉了一副备用手套。从那时开始,宇航员已经由于不小心而在环绕地球的太空轨道中丢下了近10万件不同寻常的太空垃圾。

一名宇航员在报告说,他在太空中丢失了一把刮胡刀,该件太空垃圾将以一团火球的方式返回地球。工程人员说,这种太空垃圾绝非无关痛痒的东西,其中有许多甚至可以使宇航员丧命或将人造卫星击穿,至少也会将昂贵的航天飞机窗户划出刻痕。如:NASA曾经在俄国空间站米尔向太空施放了来自太空舱的生活垃圾——干尿液块、牙膏、剃须刀乳液等,结果使一个印度尼西亚的人造卫星被尿块和粪块击中。现在NASA已经不再将人的排泄物遗弃在太空了。

真的有外星人搜索计划吗

你知道美国的天文学家开始的一项搜索计划吗?这次的搜索不再是火星上的水资源,而是存在与其他星球上的外星人。美国的天文学家们将使用各种工具,开始有组织有规模的在地球以外的86颗行星上,寻找外星人。这86颗星球,是从1235颗星球中探测出来的最有可能的86个。该计划名为搜寻外星智能,是在19世纪80年代提出的。科学家们将监视这86颗星球24小时,并收集相关数据。

天文学家计划明年对地球附近的1000颗星体进行搜查,寻找外星人的电视信号和其他信号,以确定太空是否存在外星人,他们是否也和人类一样观看电视。也许我们可能会接收到一些来自人类的虚假信号,这些信号根本不能说明我们已经接听到了外星人的声音和预示着我们正在接近某物。但是至少为我们研究外星生物提供了一些依据。

太空人类化是什么意思

我们一年当中会经历很多个节日,比如春节、端午节、劳动节,还有很多具有纪念意义的纪念日。每年的4月12日,是人类首次进行太空飞行的周年纪念日。1961年的4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成功完成首次人类太空飞行的壮举,开启了人类探索太空的新纪元。

1961年,加加林完成了人类第一次进入太空飞行的壮举,加加林也由此成为世界上进入太空第一人,他也是第一位有幸从太空俯瞰地球全貌的人。到了1969年7月21日,格林尼治时间2时56分,美国宇航员阿姆斯特朗将左脚踏到月球上,成为第一个踏上月球的人。1981年4月12日,加加林首次太空飞行20周年当天,世界上第一架航天飞机——美国的“哥伦比亚”号成功发射升空,将航天飞机的设想首次变成了现实。人类探索太空的步伐不断加快,所以有人说,我们已经进入了“太空人类化”的时代。

宇航员会在太空走失吗

有时,我们会在道路两旁的公告栏上看到寻人启事,即使是在地球上生活的人们,有时都会迷路,那么在太空中的宇航员是不是也会走失呢?在太空行走的航天员由于没有参照物,无法分清物体的远近大小,并判断其速度快慢,如无保险措施,很容易丢失在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空行走需要采取保险措施——用安全带将航天员与航天器连接起来,防止航天员在太空中走失。

由于太空处于真空状态,没有大气层的保护,温度变化很大,太阳照射时温度可高于100℃,无阳光时温度可低于-200℃,同时存在各种能伤害人体的辐射。为保障航天员在出舱活动中安全、健康和有效地完成任务,需要有出舱航天服、航天员在舱外乘坐的机动装置、完成任务所需的工具、固定航天员身体的设备及安全带等装备。

太空移民可行吗

入住太空并不像搬家那样简单,我们要选择可能的宜居星球。美国宇航局曾称,未来人类太空殖民地可设定在月球。他们已经开始尝试在月球上设立核电站、太阳能电池板阵列,并希望采用多种方法,从月球表面提取碳、硅、铝和其它有用物质。

但美国国家太空学会在2008年一份《太空殖民路标》的研究报告中指出,月球也只是“初级停车站”。木星、土星的卫星,天王星和海王星均被认为含有大量的水、碳和氮,而在太阳系中最接近地球的星体是火星。美国火星学会负责人罗伯特·祖布林说:“火星与月球不一样,它拥有一定的大气层,可避免宇宙放射线的直接辐射伤害,并且具有40的地球引力作用。”因此也有科学家认为,有朝一日,人类可以利用火星上的地下冰来“开垦”火星,先制造一层薄薄的海洋,之后还可以制造大气,让人类呼吸,也可以阻挡宇宙射线的伤害。

什么是超级天文望远镜

科学技术飞速发展着,之前的人们不可想象的天文仪器已经被发明制造并应用于科学研究之中。国际天文学家已经制造出一台横跨地球的巨大虚拟望远镜,其尺寸和分辨能力都是目前世界上最大的。

这台超级天文望远镜由世界各地的多台射电望远镜和一台超级电脑组成。目前,研究人员已经借助这台虚拟望远镜捕捉到30亿光年远的星系发出的射电信号。研究人员比喻说,利用这台望远镜,人们能够从美国纽约仔细分辨远在洛杉矶的高尔夫球上的浅窝。

我们也可以拥有自己的飞机吗

现在,拥有自己的私人飞机已经不再是天方夜谭。当许多人还在争先恐后报考汽车驾照的时候,已有一部分前卫者学起了飞机驾驶技术。在中国,考取私人飞行驾照,需要经过6—8个月的初级培训,大约15万—20万元的考牌费用就可拿到驾照。

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