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宇宙飛船神舟號

  目前,世界上只有俄羅斯、美國和中國具有發射和操控宇宙飛船的能力。

神舟號:中國的第一艘宇宙飛船!

  1999年11月20日,北京時間(與香港沒有時差)早上6時30分,中國第一艘試驗性質的無人宇宙飛船神舟號,在酒泉衛星發射中心利用長征二號己火箭發射升空。這次發射的主要目的:1.驗證新型火箭的性能和可靠性;2.考核新型宇宙飛船的結構和返回技術。

  神舟號繞地球飛行了14圈、歷時約21小時,最後於翌日凌晨3時41分在預定地點內蒙古中部地區成功著陸。這次飛行試驗的任務全部圓滿完成,為中國的航天事業立下了新里程。


神舟號宇宙飛船
曾在香港展出(2000年)
神舟二號上搭載了用作細胞實驗的多種樣本


神舟號在發射前須經過嚴格的檢查和測試

畫家筆下飛行中的神舟號

中國第二艘無人宇宙飛船
── 神舟二號




去吧,神舟二號!


  2001年1月10日北京時間凌晨1時正,中國第二艘無人宇宙飛船神舟二號,在酒泉發射中心成功發射升空,且順利進入預定軌道。

  這次宇宙飛船的飛行時間較長,其系統結構、技術性能都比神舟一號有所改進;為了確保未來航天員的安全,這次飛行除了對宇宙飛船作全面檢測外,還搭載了動物和微生物細胞組織的樣本,以進行有關實驗。在太空飛行了7天、環繞地球108圈後,神舟二號於1月16日返回,於北京時間晚上7時22分,成功降落在內蒙古中部草原地區。

  估計神舟號再進行幾次無人發射試驗後,即可運載航天員。而中國更遠大的目標,便是建立自己的太空站!

小檔案1

Q.為什麼宇宙飛船多選擇在黑夜裡升空?

A.假若在晚上發射宇宙飛船,運載宇宙飛船的火箭所噴出的火焰便會特別明顯,因而令地面的光學追蹤測量儀器容易捕捉目標。

小檔案2

  目前世界上只有俄羅斯、美國和中國具有發射和操控宇宙飛船的能力。俄羅斯(前蘇聯)的第一艘載人宇宙飛船叫東方號,在1961年4月12日發射;在此之前,前蘇聯曾進行過5次無人宇宙飛船試驗。美國的第一艘載人宇宙飛船叫水星號,在1961年5月15日發射;此前,美國共發射了8艘無人宇宙飛船。

 
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1999年11月21日
中國宇宙飛船神舟號
安全著陸的一刻

載人飛行四大難關

  載人飛行與不載人飛行的最大區別在於對航天員生命安全的保證。因此載人飛行必須克服四大難關。

第一關

  高度可靠、大推力的運載火箭。火箭是把宇宙飛船送上天的交通工具,如果它不可靠或力氣不夠大,宇宙飛船就會「出師未捷身先死」。

第二關

  具有完備生命保障系統的宇宙飛船。宇宙飛船必須完全密封,保證航天員不受宇宙輻射、真空的危害,並能供氣、供水、供電、供暖、供食物,保障航天員的生存需求。

第三關

  安全返回,準確降落。上得去回不來,不行;回來了,不知道落到哪裡,或者摔到山上、沉進水裡,也不行。

第四關

  應急救生。凡事不怕一萬只怕萬一,萬一火箭、宇宙飛船發生事故,航天員不能坐以待斃,應急救生是必不可少的技術。

 
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長征二號己火箭與神舟號  

長征二號己火箭

  長征二號己火箭是長征火箭家族中的巨人,它全長58.3米,芯級直徑3.35米,周圍捆綁了4個直徑2.25米的助推器,起飛重量479.7噸,是中國最高、最重的火箭。長征二號己火箭繼承了長征二號戊的成熟技術,能把宇宙飛船送入200 ─ 450公里的軌道,火箭的飛行可靠性達97%,宇宙飛船的安全性達99.7%。

神舟號宇宙飛船用長征二號己發射

  長征二號己火箭於1999年11月20日首次發射神舟號宇宙飛船時採用了垂直總裝、垂直測試、垂直運輸的「三垂」模式,改變了過去躺倒、分節測試再對接的傳統,從而保證了火箭狀態的穩定,使火箭在發射架上的準備時間由以往的15天縮短為3天。

神舟號宇宙飛船任務成功

  神舟號宇宙飛船升空後的飛行軌道、天地聯繫、返回動作、落地精確度等均完全達到設計指標。返回後,艙內所載的旗幟、郵品、種子等完好無損,艙體容易燒蝕、洩漏、摔壞的部位也完好如初。


神舟號宇宙飛船的雄姿
長征二號己火箭
 
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宇宙飛船結構示意圖
神舟號的結構

  神舟號宇宙飛船由三艙一段組成。

三艙

  三艙指軌道艙、返回艙和推進艙。軌道艙在宇宙飛船的頂部,是航天員生活和工作的地方,吃飯、睡覺、鍛煉、科學實驗等都在軌道艙裡進行;返回艙在宇宙飛船的中部,呈鍾形,是航天員升空和返回時的乘坐艙,也是宇宙飛船的指揮控制中心,儀表板和姿態控制手柄都安裝在返回艙裡,可乘坐2至3人;推進艙在宇宙飛船的底部,與火箭相連,安裝著宇宙飛船的電源系統、通信設備、動力系統等。

一段

  一段指過渡段,位於軌道艙頂部。目前過渡艙安裝一些科學儀器可對地觀測,以後過渡段可用於與另一艘宇宙飛船或太空站的對接。

最後一段

  宇宙飛船返回地面時,先拋掉軌道艙,再拋掉推進艙,只有返回艙獨自返回地面。

 
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神舟號的香港乘客  

神舟號中的香港代表


由太空歸來的
香港特別行政區區旗

  1999年11月20日,一位「香港乘客」隨神舟號飛船升空,它就是重336克、長2.4米、寬1.6米的香港特別行政區區旗。這次升空的其他「乘客」還有中國國旗、澳門區旗、奧運會會旗、郵票和紀念封、種子和中藥材等。在千禧年前夕,香港特區行政長官董建華先生代表香港接收了由太空歸來的香港區旗,而這面旗曾在香港的「中國航天科技成就展」(2000年)中展出。

更早的香港天使

  1996年10月20日,長征二號丁火箭將中國第17顆返回式科學技術試驗衛星送上太空,衛星的回收艙裡也「坐」著「特殊的客人」
── 香港特別行政區區旗;11月4日,它隨衛星一起回到了中華大地。


中國航天科技集團總經理王禮恆先生(右立者)把由神舟號搭載歸來的紀念郵封贈與香港。(「中國航天科技成就展」開幕禮,2000年,香港)

香港特區行政長官董建華先生(右立者)拿著的是神舟號的模型。(「中國航天科技成就展」開幕禮,2000年,香港)

佛祖和菩薩回家去

  1993年10月,中國第15顆返回式衛星未能按計劃返回地面。這顆衛星運載了香港客戶的私人物品,其中包括如來佛像和觀音菩薩塑像。有人說,如來佛和觀音都有心返回九霄天外去避靜,所以不讓衛星回來了。

 
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從升空到回收

神舟號宇宙飛船從升空到回收歷經12個階段:


神舟號從升空
到回收示意圖

1.火箭起飛,與助推器分離
2.一級火箭分離,拋掉頭部整流罩
3.二級火箭點火,船箭分離,宇宙飛船入軌
4.宇宙飛船展開太陽能帆板
5.宇宙飛船飛行,進行科學實驗
6.宇宙飛船第一次調姿
7.返回艙與軌道艙分離
8.返回艙第二次調姿
9.返回艙與推進艙分離
10.返回艙進入大氣層,進行升力控制
11.返回艙降落傘打開
12.緩衝發動機點火,返回艙著陸

 
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怎樣能當航天員  


  想當航天員必須符合三個基本條件:身體健康、心理素質好、有較高的科學文化水平。

  即使有了這些基本條件,還是不夠,必須再經過嚴格的篩選:

初選

  主要是挑選那些沒有疾病和心理狀態合格者。初選中一般要淘汰50%的預選對象。

復選

  主要是對入選者身體和心理質量的復選。前者要對人體生理功能和對特殊因素耐力進行試驗檢查;後者要進一步對其個人的性格、基本智慧、心理活動狀態、神經與精神狀態等特點進行心理測試。在復選中,根據美、俄選拔航天員的情況,大致要淘汰80%的被選者。

最後結果

  被選上的志願者,便能成為接受訓練的准航天員,但還要經過主管部門根據航天任務來決定最後參加受訓人員的名額。



航天員要經過嚴格的考核
正在接受訓練的准航天員
穿著宇宙飛行服也很講技巧
 
討 論 問 題
 
1.想像自己忽然身處無重狀態,身邊事物有何改變?會遇到什麼問題呢?
 
2. 航天員訓練艱苦,為什麼還有人願意當航天員?你願意嗎?為什麼?

 

 
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航天員的訓練

正在受訓的航天員

  凡是要進入太空的人都先要接受嚴格訓練,目前航天員分為駕駛員、飛行任務專家和載荷專家三類。根據其任務的不同,有關訓練的內容也不一樣。



航天員訓練的科目主要有以下幾部分:

1. 航天基礎知識的學習與航天專業技術技能的訓練,例如:學會各種防護、救生用品的使用等。
   
2. 航天員本身的體能訓練,包括一般的體育訓練和運用特殊運動器械進行抗眩暈和增加耐力的訓練等。
   
3. 針對航天飛行中所遇到的特殊環境,如在失重、超重等物理環境進行耐力與適應性訓練等。
   
4. 宇宙飛船操縱和設備控制訓練,這是駕駛員的訓練重點。他們針對所要乘坐的宇宙飛船進行各項飛行仿真訓練,如飛行程序、科學載荷實驗、對地對天觀察、出艙活動、太空維修等,訓練合格者才能進入太空。
   

受訓的航天員不限性別
 
討 論 問 題
 
一般來說,女性的體力較遜男性,而航天員的訓練十分艱苦,你認為女性適合當航天員嗎?為什麼?
 
 
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太空之吃

太空餐廳美食多

  航天員的糧倉內數量最多的是即食食品,有烤肉、細條實心面、肉丸等;另一類是脫水食品,跟商場裡能買到的野餐食品差不多,有肉類,也有蔬菜,還有一些我們日常吃的即食罐裝食品等。除此之外,還有水果、布甸、糖果點心、花生醬、三文治……應有盡有。

航天員在機艙裡進食需要掌握特別技巧

高難度飲食法

  雖然食品款式不少,但進食方法卻不大方便。航天員吃飯的動作要緩慢而仔細,稍不留神,食物就會飄飛起來,還得用手或勺子把它們「捕捉」回來。科學家認為,零重力可能導致腦充血進而影響味覺,故此航天員吃飯跟我們患感冒後吃東西沒味道的情形相似,所以宇宙飛船的廚房裡總會備有各種香辣刺激的食品供航天員選用。在失重環境裡,航天員只能用吸管喝飲料,因為即使把杯子倒轉,飲料也不會流進嘴裡的呢!

 真 人 真 事
  美國航天員佐治·尼爾遜(George Nelson)表示,太空旅程中最佳的食物就是每兩個星期可吃一餐麵條。
(引自2000年10月21日香港《星島日報》)


航天員需要在無重狀態
下喝飲料
 
 
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航天員在機艙睡
「糊塗覺」

太空之睡

  航天員在太空中睡的都是「糊塗覺」── 其表現一是黑白不分,二是睡姿奇特。

  黑白不分,是說航天員在天上繞地球航行,而太空裡的日出日落由航天飛機繞地球一圈的時間而定,故此,24小時內日出日落會多次交替出現,航天員只好機械地按鐘點而安排工作和睡覺。

  睡姿奇特,是說航天員在失重環境中分不清上下左右,找不到「躺」的感覺,所以宇宙飛船上沒有床,而航天員可以在太空艙的任何地方、以任何姿勢睡覺。在失重環境裡睡覺,最奇怪的現象之一就是人睡著了,兩臂卻會自己擺動。因此,多數航天員睡覺時都會鑽進布袋,拉上拉鏈,將自己固定在艙壁上,這樣既能保暖,睡著時又不會飄走。有的航天員還索性把布袋掛在機長或駕駛員的座位後邊!

 太 空 人 現 身 說 法
  據美國航天員佐治·尼爾逖(George Nelson)所言,在太空的無重狀態下,睡眠時身體會四處飄浮,就像浮水的姿態,而雙手則不自覺的向前伸,如同駕駛電單車一樣。
(引自2000年10月21日香港《星島日報》)
 
 
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航天員在宇宙飛船洗澡
「別具一格」

太空之洗

  我們看似簡單的洗臉、刷牙、刮鬍子、理發以及洗澡,到了太空就成了麻煩事。

刷牙和刮鬍鬚的特殊方法

  在失重的情況下,水不會流動,所以航天員刷牙時,雖然能夠像在家裡一樣也用牙刷、牙膏,但是由於沒有去水的渠道和水槽,只能把泡沫吐在衛生紙上。航天員用普通剃刀剃完鬍子後,都只能用紙巾把水和泡沫擦淨。

太空洗澡是個特別「節目」

  在太空洗澡更令人傷腦筋。美國科學家改良了太空浴室,將宇宙飛船的浴室變作一個浴罩,罩內被施以0.8個大氣壓,浴罩下部裝有抽風機,航天員洗澡時打開淋浴龍頭和抽風機,上面灑水,下面抽水,這樣便有身處地球一樣的沐浴效果。不過,由於太空艙裡的儲水有限,洗澡又需要很多水,所以航天員平時只能用浸透浴液的海棉擦擦身體,沐浴只是每週一次的「節目」。

 
 
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航天員如廁的方法

太空之便

  在宇宙飛船裡上廁所的步驟繁複,如果沒提前安排便慌慌忙忙跑去「方便」,往往會鬧出笑話!

  在太空上的「方便」之事十分有趣,但卻不十分方便!首先,千萬不要快憋不住了才進廁所,因為上廁所有很多準備工作要做。男航天員用的廁所裡安裝了漏斗,小便時只要對準漏斗,尿液便會由一根管子抽進容器中處理;女航天員用的便桶則在前端安有尿液收集器,如廁時也要繫上腰帶和緊抓把手。「方便」後,便桶會自動把大小便吸入不同容器中處理。

  大便時,屁股要緊貼在便座上,繫上腰帶,用雙手抓住座邊的把手,糞便會由氣流抽入一個袋中。當水分和氧氣被分解後,乾燥的糞便會給存儲在容器裡待帶回地球進行化驗。

 太 空 屎
  美國航天員佐治·尼爾遜(George Nelson)說航天員的排泄物會被抽到機艙外:「透過機艙,可實時親眼看見它們(排泄物)變成結晶體,漂浮在太空裡。」
(引自2000年10月21日香港《星島日報》)
 
 
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航天員在機艙內接受治療

太空之病

航天運動病

  太空疾病最常見的是航天運動病,症狀與地面上的暈車、暈船差不多。

  在升空後頭幾天,約有40%的航天員會有嘔吐現象。不少航天員在地球上從不暈車、暈船,但上太空後卻接連發生嘔吐,不過大多數人會在兩三天內痊癒。

太空藥物

  目前,造成太空病的病因尚不清楚。美國太空總署的醫生發現,一種叫做芬納根的藥物,對身體感覺不適、嘔吐以及其他一些症狀有顯著療效,所以它成了航天飛機上的必備藥物。

致命「太空病」

  航天員在太空行走時可能會發生「太空病」,而且一旦發生就可能危及性命。身穿太空服的航天員無法清除嘔吐物,可能因吸進這些污物而嗆死;另外,嘔吐物又可能堵塞氧氣循環系統,導致航天員窒息喪命。因此,美國太空總署從不把太空行走的工作安排在升空後的前3天。

 
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航天員小檔案

第一個太空飛人

前蘇聯尤里·加加林
(Y. A. Gagarin)

1961年4月12日

首次乘東方號宇宙飛船遨遊太空一圈,

歷時108分鐘。


第一個天上嫦娥

前蘇聯女航天員瓦·捷列什科娃
(Valentina V. Tereshkova)

1963年6月14日

獨自駕駛東方號宇宙飛船與

另一艘宇宙飛船編隊飛行;

她與另一名航天員結婚,

成為世界上第一對航天員夫婦。

第一個天街漫步者

前蘇聯阿·列昂諾夫
(Aleksei A. Leonov)

1965年3月18日

從上升號飛船中走進太空,

靠一根5米長的「臍帶」

進行了12分鐘的太空行走。

他酷愛畫畫,是著名的太空畫家。

第一個登月使者



(小圖為其登月足印)
美國尼·阿姆斯特朗
(Neil A. Armstrong)

1969年7月21日乘坐

阿波羅11號飛船登月艙首次踏足月球,

並停留了2小時15分鐘。

第一個華裔航天員

王贛駿

1985年4月29日

在美國挑戰者號宇宙飛船裡飛行了7天。

他是物理學家,

在太空無重力環境中進行了

液體狀態試驗,

對未來太空冶煉有重要意義。

他首次把中國國旗帶上了太空,

飛行3個月後把五星紅旗送給了中國。
   
 
中國航天英雄榜