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第3章 太空城演习

梦想成真

科学家在1920年就得出结论:宇宙有1000多亿个类似银河系的星系;银河系有1000多亿颗类似太阳的恒星。太阳仅是其中一颗中等大小的恒星。地球仅是太阳系8大行星之一。太阳系在宇宙中只不过是沧海一粟,非常渺小。地球在宇宙中更是渺小。

人类生存发展的摇篮——地球,已面临着人口、粮食、环境、能源等问题的困扰走出地球摇篮,建设太空城市是人类的梦想和理想。

50多年来,科学家一直在努力试验和建设空间站。从1961年4月12日苏联宇航员加加林乘坐“东方-1”号宇宙飞船进入太空到2011年上半年,全世界已进行了291次载人宇宙飞行,累计有38个国家的523名宇航员、1163人次乘坐宇宙飞船、航天飞机进入了太空,其中女宇航员55名,年龄最大的77岁。俄罗斯宇航员波利亚科夫在“和平”号空间站上连续停留438天。俄罗斯宇航员谢尔盖·克里卡廖夫,创造了太空飞行累计时间803天9小时39分的世界纪录。美国女宇航员嘉甲·惠特森创造了377天的女子太空纪录。2001年3月11日,美国“发现”号航天飞机宇航员苏珊·海尔姆斯和杰姆斯·沃斯从国际空间站气闸舱出舱,第一次太空行走,创下8小时56分的单次太空行走世界纪录。

由于宇宙飞船、航天飞机体积较小,宇航员在飞船上的行动不便,在太空停留的时间又不长,不能携带很多的科学仪器设备进行科研活动,而且一次又一次地发射也耗费了巨额资金和大量的人力、物力,这就迫使人们考虑建造体积更大、活动更自由的飞船,以便装载更多的生活用品和仪器设备,送上轨道长期运行,就像一个搬到空间的实验室。所以,人类建设空间站是宇宙飞船发展的必然结果。

人类已经建设了10座空间站。最庞大的国际空间站,由欧洲12个国家和美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西联合建设。国际空间站由生活舱、服务舱、实验舱等多个舱室组成。2010年全部建成,寿命10年。国际空间站将为人类研究生命、生物、材料、燃料科学和航天医药提供地球无法提供的优越条件。人类向建立太空工厂、太空电站、太空城市迈进了一步。

太空城演习

科学家在距离地球表面100千米的高空设定了分界线——卡门线,作为天空和太空的分界。距离地球表面100千米以内,称为天空;距离地球表面100千米以外,称为空间或太空。所以人们往往将太空站称为空间站。

空间站,又称太空站、航天站、轨道站、外层空间站,是能载人进行长期宇宙飞行的航天器。空间站是可让多名宇航员巡航、长期工作和居住的载人航天器。空间站的特点是空间大、可长期住人,长期围绕地球运行,进行各种科学实验和太空探索。

从空间站围绕地球运行来看,空间站是一个很大的载人人造卫星。空间站在圆形的轨道上围绕地球运行,高度一般为350~500千米。根据航行的高度不同,围绕地球一周的时间从85分钟到92分钟。空间站为了节省动力,与地球的自一样,从西向东逆时针运行。空站的飞行路线,可以按一条直线行,也可以根据任务需要变换道,如要观察地球的某一个地区可选择一条斜的飞行航线。

空间站是未来太空城的试品,可为将来的大型太空城进行验和积累经验,是真正的太空城习。在太空建设一座座城市是人类梦想。首先要建设一些小的、试验性空间站,再慢慢建设很大的太空城市科学家将建在太空的城市称为太空城。

没有领土的国度

空间站是一个没有领土的国度,那里有许多奇妙有趣的现象。

太空没有地球引力,处于失重状态。任何东西都没有重量,一切都是轻飘飘的在太空中任何人都可以像孙悟空一样翻筋斗;一辆超长凯迪拉克轿车,在小朋友中就如同玩具车一样可随意摆弄;任何小朋友都能用一个手指头,举起一个上百克重的杠铃,这在地球上就是举重世界冠军了。

太空里没有方向。在太空,任何方向都可以认为是上下左右。如果你开弓射箭这支箭就沿着射出的方向一直前进,前进,没有一点偏差。如果你将一只足球放在那里,一万年以后,它还在那里,一动不动。在空间站里把一杯水泼向空中,你猜会怎么样?水会立刻聚成一团,变为一个水球,飘浮在空中。空气在水球中间,像一颗颗珍珠。水球不是很圆,稍微有点长。那是因为空间

站飞得不是很高,还有一点儿地球引力。

太空里没有空气。因为没有引力,空气不能停留和存在。没有空气就没有摩擦,没有摩擦就没有阻力,没有阻力速度就可以很快。空间站在400多千米高度,围绕地球运行一圈的时间只要90分钟,可以看到16次太阳升落。高度不同,围绕地球运行一圈的时间也不同。

太空里漆黑一片。只有空间站飞行在有太阳光的一面,才会感觉有光的存在。空间站在太空中飞行,一天要度过16次白天黑夜,如果按昼夜交替一次为1天计算的话相当于16天。

太空里因为没有空气,不能传播声音,所以非常寂静。静到仿佛连时间都静止了。宇航员出舱到太空漫步或修理空间站,如果不使用通话系统,就只能用哑语进行交流了。

太空里不存在时间。空间站的时间以地球的世界标准时间(UTC)为标准。地球上的“日出而作,日落而息”在空间站里不适用。因为空间站每天要经过16次日出日落。每天24小时的时间概念,已经变得没有意义。

太空没有国界。太空不属于任何国家,为全人类共有。空间站围绕地球,在太空中飞行,每天16次进出几十个国家,不用绿卡,也不用签证,这是连总统也做不到的。星辰就在身边升起降落,好像伸手可得;流星划过自己的脚下;太阳、月亮一会儿在右边,一会儿在左边。

现在的空间站还是试验性的,需要宇航员有专业知识和强壮的身体。将来,空间站里面,可以人工制造重力、空气等,仿真地球环境,在这样的空间站与在地球上一样,普通人就能在上面生活和工作。

站得高看得远

人们常常会问,耗资巨大的空间站,究竟能给人类带来什么? 空间站有什么好处?科学家总是微笑着说,如果一个农民种下去的是小麦,收上来的是金子,你说好吗?

人类已经站在太空的大门口,并迈出了第一步。空间站在太空探索、科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。它的用途包括太空城试验、天文观测、地球资源勘测、医学和生物学研究、新工艺开发、大地测量、军事侦察和技术试验等。

太空城试验。通过这些年空间站的试验,人类已经基本掌握了建设大型太空城的经验和技术。各国的科学家已经设计了上万种太空城的蓝图,并预言2050年将建设大型太空都市。那里有我们的餐厅、公园、图书馆、音乐厅、游泳池和大学。空间站还可以作为人类登陆月球、火星等其他行星的踏板,试验载人星际探索技术。

生物学研究。因为太空中没有地球引力和空气,空间站为人们提供了一种地球上不存在的、非常有价值的环境:微重力环境。科学家利用这种特殊环境对生物进行研究。科学家要搞清楚微重力环境下长期生活对生长在太空的动物和植物有什么影响。科学家要找出太空生物免受微重力环境的不好影响的方法,为将来的太空医疗、太空农业和太空移民做准备。

太空的中途岛。空间站还是飞往月球、火星的中间站和停靠站。人们可以将空间站作为一个基地,将远程航行的各种飞船、人员、仪器和设备等先运到空间站,在那里组成“远征军”。

传播科学知识。美国的肯尼迪航天中心、约翰逊航天中心,俄罗斯的星城,法国的图卢兹,印度的加尔各答都有世界著名的航天博物馆,工作人员甚至走上街头普及航天科学知识。每年有1000多万学生观看由美国伊马科斯公司拍摄的影片《空间站》。空间站如同一块硕大的磁铁,吸引着无数青少年去钻研航天科学。

少年儿童最富有想象力和创造力。每年各国的少年儿童都能提出约10万件有关空间站的设想和建议,有许多被采纳、试验或应用。20年后,也许你会成为一名宇航员、一名空间站设计师,或在空间站上工作的科学家。

尊重大自然

自从有了航天器之后,人类50年掌握的宇宙知识远远超过了人类五千年掌握的宇宙知识。人们发现,大自然是无情的,自然法则是不可抗拒的。人类在挑战大自然的同时,必须尊重大自然,顺应大自然。

太空航行是一项危险和充满风险的事业。失败、毁灭和牺牲是常事。这时科学家总会哭丧着脸说,如果一个农民种下去的是金子,收上来的是小麦,你说该有多伤心?

空间站是个激动人心的、富有想象力的地方。空间站给人们探索新环境、获得新发现和掌握新知识提供了一个很好的平台。这也是它非常重要的功能之一。人类一定要尊重大自然,建设好空间站,与太空和平相处。人类千万不要说:征服太空。

你可曾看见这样一些富有想象力而又十分严谨的科学家。这些人一会儿陷入沉思,一会儿眉开眼笑,一会儿望着太空,思绪飞到了未来。他们就是未来学家,一门新诞生的学科——未来学的专家。未来学家既是科学家,又是哲学家和艺术家。未来学家已经为我们描绘了一幅幅太空城的蓝图。那儿会是人类未来的家园吗?

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