遨遊太空,是人類很早就有的夢想。如今,科技的發展,讓這一夢想變成了現實。我國的“神五”“"神六”和“神七”飛天,是振興中華民族航天事業的大事。
由於失重,在地麵上簡單的衣食住行等日常活動,到太空就變得複雜起來。尤其是上廁所,堪稱最大的冒險。如果沒有練習,那結果將是可怕的糞便滿天飛。當然,想在天上散步更不容易。
另外,最新的太空郵局、太空警車等航天器也將與你見麵,你也可以登上空間站,親自體驗宇航員“飄逸”的生活!
114-115 太空交警在行動
過馬路走斑馬線;紅燈停,綠燈行。在十字路口,每當上下班高峰時,都有交警們負責疏散交通,讓各種車輛有條不紊地各行其道。那麼,太空裏的交通會是什麼樣子呢?
那裏有各種各樣的人造天體,光人造衛星就達5000多顆。它們都按預定的軌道飛行,但這些道路看不見摸不著,彼此間難免磕磕碰碰。此外,太空裏還有數以萬計的垃圾碎片,倘若一不小心給碰上了,造價不菲的衛星馬上一文不值,與一堆廢物無異。
再者,人造衛星由數千個零件組成,要是哪個小零件不聽話,或者太陽能電池板出現點問題,電力供應不上,那人造衛星都會失去控製,開始越軌行駛。那麼,怎樣保證它們在太空不會發生“車禍”呢?別擔心,這個由英國“軌道恢複公司”設計製造的太空交警馬上就要上崗了。
太空交警的真麵目
作為一名太空交警,它的真實身份是一種衛星,名字叫做“軌道壽命延長器”。這種衛星的能耐可大了,不僅可以疏導交通,把越軌的衛星抓回來,讓它們乖乖地在自己的軌道上飛行;還能為燃料耗盡的衛星提供動力和導航,延長那些衛星的壽命。說到底,它就像一艘拖船,負責把擱淺的衛星拉回軌道。
負責送太空交警上天的,是大名鼎鼎的“阿裏安-5”型運載火箭。這種火箭勁兒特別大,一口氣就可以把6噸—7噸的貨物送到太空,而且性能優良,安全性好。歐洲最大的貨運飛船ATV,就是用它搭載的。
被送上天後,太空交警將自己打點一切。太陽能電池板自動彈開,保證電力供應。在往後幾個月裏,它將依靠自身的動力提升高度,然後,自主地飛向事故地點。當然了,敢孤身一人闖太空,離不開聰明的腦袋瓜。它身上安裝了最先進的計算機和測距係統,不論飛到哪裏都不怕。
施展“鷹爪”功
注意,發現目標,那個不聽話的衛星就在前麵。慢慢跟近!在快接近時,隻見太空交警不慌不忙地慢慢伸出一隻長爪。這是一種特殊的抓鉤,用它能找準鉤點,即失事衛星的一個主要發動機,並與之相連接。這是最關鍵的一步,稍微疏忽大意,就會功虧一簣!
緊接著,太空交警會使出第二招,啟動身子後麵的離子發動機,緩慢地把衛星拖到正常的軌道上。別小瞧了這種離子發動機,它是太空交警的一大看家寶貝。作為一種新型推進係統,它有兩大優點:一,推力穩定;二,利用效率高,是普通化學燃料發動機的10倍!不過,它也有缺點,就是動力不夠強勁。但是,小推力的優勢正好可以精確控製飛行狀態,比如稍微調整飛行姿態或軌道等。經過改進,離子發動機可以作為未來星際旅行的主要動力呢。
當然,在行動過程中,太空交警並不是孤身作戰,它也有“智囊團”,就是地麵控製中心的科學家們。通過衛星傳遞信號,他們會全程跟蹤監控。倘若哪個動作做錯了,科學家會及時提示,它的一舉一動都在科學家們的掌控之中。
妙妙果味派
太空交警秘密檔案
英文名:Space Tug 俗名:太空拖船
體重:1200千克 搭乘工具:“阿裏安-5”型火箭
構成:由航天器控製、管理電子係統和離子發動機組成,後者主要負責提供動力,以修正衛星的軌道
主要職責:疏散宇宙交通,保障航天器安全飛行
具體描述:拯救衛星,救助越軌衛星,拖走廢棄飛行器,阻止小行星撞地球
太空110,拯救衛星計劃
一般的衛星是有壽命的,壽命長短取決於衛星質量、星載燃料和太空風險。當衛星發生故障,或軌道校正燃料耗盡的時候,衛星的生命就走到了盡頭。
地球低軌上的衛星會降落,在大氣層火熱的擁抱中燒為灰燼;地球高軌上的衛星會偏離計算軌道,漫無目的地在太空中漂行,成為太空垃圾。今後衛星發生故障時,可以求助英國的“軌道恢複者”或美國的“軌道快車”。它們是衛星的拯救者,是太空中的“110”,衛星可以因此延長服務時間。
116-117 去小行星上撒野
小行星是潛在的地球殺手。在大約6500萬年前,一顆直徑10千米的小行星突然偏離軌道,一頭砸向了地球,導致恐龍滅絕;而在1908年,一顆直徑約50米的小行星在西伯利亞通古斯地區上空爆炸,一下子就摧毀了2000平方千米森林。
這些都是小行星惹的禍。不過,科學家卻不信這個,他們打算派飛船上去看看。這不,新一代運載火箭“戰神”1號正聳立在發射場,“獵戶座”飛船就裝在它的頂端。一切準備就緒,隻等出發——
做一回臥底
其實,早在幾年前,人類的探測器就到達過小行星。在2001年,美國的“尼爾”號就成功在厄洛斯小行星上降落;2005年,日本的“隼鳥”號一舉登上了絲川小行星。但是,這些探索遠遠不夠,人類對小行星的了解仍然很少。
要想摸透小行星的底細,最好的辦法是臥底一回,親自上去探一探。這是“獵戶座”飛船要完成的使命。具體地說,就是要搞清楚小行星長啥樣、有什麼特點、內部結構、以什麼軌道運行等問題。到時候,宇航員將在上麵展開研究,采集樣本。這樣,就可以找到小行星的軟肋,一旦地球將要被襲擊,人類就能夠采取對策,將它們推離危險軌道。
小行星大寶藏
但是,小行星並不一無是處。由於體積和質量都很小,可以利用一些具有特殊軌道的小行星做為太空旅行的中轉站。這樣,通過它們,不論是飛向別的星球,還是返回地球都可以節省大量燃料。
另外,從隕石資料得知,一些小行星幾乎完全是由鐵、鎳等金屬組成的,就像天上的一座座高品位富礦。有人算過,一顆直徑為一千米的金屬小行星,含有價值幾萬億美元的貴重金屬,相當於美國一年的國民生產總值。
試想,如果可以捕捉這些小行星,讓它們在既不焚毀、又不致釀成災禍的條件下落向指定地點,或者改變它們的軌道,在空中將它們肢解,化整為零地運回地球,那地球資源匱乏的問題不就解決了?
降落最關鍵
點火,發射!“戰神1”號噴出了劇烈的火焰,迅速升空。幾分鍾後,“獵戶座”飛船被送進預定軌道。一開始,它將圍繞地球飛行。像航天飛機與國際空間站對接一樣,90分鍾後,“獵戶座”飛船將與地球出發站(EDS)對接。地球出發站相當於一個加油站,在對接後,它的發動機點火,把飛船直接送往目的地。
以現在的航天速度,去月球隻用兩三天就可以了,而上小行星則至少需三個月時間。當到達後,飛船與地球出發站分離。在合適的地點,飛船將打開發動機,利用氣墊進行軟著陸。即便第一次失敗了,也還可以進行第二次嚐試。
背包飛人忙工作
在短暫的休息之後,宇航員開始工作了。由於小行星幾乎沒有重力,所以那意味著首先到達的人將不能人為地邁開一大步,也不能開動沙丘車。為了方便行走,他們隻得借助噴氣背囊,在地麵上蹦蹦跳跳。
接下來,有很多事情要去做:安裝測量工具、采集岩石和土壤標本、在岩石中萃取氫氣和氧氣來合成水、研究運行軌道和自轉速度——別小看這些簡單的工作,這可是往後人類去火星的熱身賽,盡管登陸火星要複雜很多。
有了這些寶貴的數據,天文學家就可以找到對付小行星的辦法。而且,小行星是研究太陽係起源的活化石,對這些岩石樣本進行分析,能作出生物演化的文章,推測出幾十億年來所發生的許多饒有趣味的故事。
妙妙果味派
飛往哪一顆
科學家說,理想的小行星要符合:直徑小於1千米;體積大小與絲川小行星相當;飛行速度不超過每小時4.8萬千米;旋轉很慢,要10個小時以上才轉一圈;最好靠近地球。但是,達到這些條件的小行星少說有1000顆。到時候,科學家會派人造衛星先去打探,然後再逐一篩選。
118-119 宇航服變衛星
宇航服穿在宇航員的身上,怎麼又變成衛星了呢?你可能想象不到吧,探索宇宙奧妙的人造衛星家族,又增添了一個新成員。
2006年2月,國際太空站的兩名宇航員將一件舊宇航服推出太空艙。這件廢棄的宇航服同時也是一顆小衛星——宇航服一號。它飄過距地球354千米的國際太空站俄羅斯區,然後開始繞地球進行軌道運轉。
不過,遺憾的是,該衛星在運行了兩圈之後,就與地球失去了聯係。但這個結果並沒有讓科學家失去信心,他們還計劃用另外一套廢棄的宇航服進行實驗。為什麼宇航服能做衛星?它將成為一種全新的衛星製作形式嗎?
人造宇航服小衛星
雖說也是一顆衛星,但宇航服一號設計很簡單,它實際上是一件廢舊的俄羅斯“奧爾蘭?M”宇航服,內部安裝了多個無線電傳感器。有趣的是,在外形上它與宇航員一模一樣,而且,還有一個好聽的俄羅斯名字——伊萬?伊萬諾維奇。據說,蘇聯在將人類第一位宇航員加加林送上太空之前,人們曾這樣親切地稱呼用於航天飛行實驗的人體模型。
作為國際空間站投放的第一顆人造衛星,伊萬?伊萬諾維奇作用重大。它的投放、在軌道運行及工作表現等,都將為往後的宇航服衛星提供榜樣。按照設計要求,它在太空至少要遨遊一個月,直到體內電池能量耗盡為止。在飛行期間,無線電傳感器將會啟動,把收集到的宇宙輻射和溫度變化等數據,定時傳回地麵,好讓航天專家分析研究。
六種語言發問候
別小瞧這顆小衛星,它可以向地球發送六種語言的廣播信號呢。當空間站的兩名宇航員把宇航服一號投放到太空後,它在太空軌道上就開始約90個小時的短暫對地廣播。每分鍾廣播時間為30秒。地球上的任何人,隻要把收音機調到FM145.990兆赫茲,就能聽到用英語、法語、日語、俄語、德語和西班牙語事先錄製的太空溫馨祝福。
此外,它會隨時向科學家報告自己的身體狀況、溫度、電池動力和剩餘的服務時間等。在每次廣播結束時,它還能傳送出一張低分辨率的電視圖片。不過,這需要特殊的電腦軟件才能對圖像進行解碼。隻可惜,它隻圍繞軌道運行了兩圈,就失去了信號。
一個點子變廢為寶
與一般的衛星相比,宇航服一號功能少得可憐。它隻能在短時間內,向地麵發出一些原先設定好的簡單信號而已。換句話說,它是一架在太空中的小型廣播電台,無法為地球提供更多的服務。地麵指揮中心也不能控製它,隻好任它在太空亂飛,直至它墜毀在地球大氣中。
值得一提的是,宇航服衛星的設想,是由俄羅斯的學生提出的。每件宇航服都隻有一定的壽命,此前,報廢了的宇航服往往連同飛船一起墜毀在地球大氣層,這是個極大的浪費。在太空廢物再利用方麵,宇航服一號衛星開了一個先河。
那麼,為什麼選用廢舊的宇航服作為衛星的外殼呢?除了發揮宇航服的餘熱外,科學家主要看中了它的恒溫、抗壓、防輻射等許多現成的功能。但是,從目前的情況看,這一製作方法還不能普及。因為,一套全新的艙外宇航服造價高達數百萬美元,這個價位甚至比許多衛星的整體造價都高。當然,這隻是一次全新的嚐試,在科技日新月異發展的今天,相信宇航服二號一定會給我們帶來更多的驚喜!