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2018年 10月 19日      
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中國卓越航天科技 - 神舟飛船簡介

這次我們簡介中國之卓越航天科技 - 神舟飛船

古代的原始火箭

追溯源頭,中國是最早發明火箭的國家。"火箭"這個詞在三國時代(公元220~280年)就出現了,不過那時的火箭隻是在箭杆前端綁有易燃物,點燃后由弓導射出。
這種原始火箭雖然沒有現代火箭那樣復雜,但已經具有戰斗部(箭頭)、推進系統(火藥筒)、穩定系統(尾部羽毛)和箭體結構(箭杆),完全可以認為是現代火箭的雛形。



火箭的原理

火箭的推動原理,是根據牛頓 (Isaac Newton) 的第三運動定律:「每一作用力,必有一大小相等、方向相反的反作用力。」

就有如我們將一個吹滿氣的氣球的氣口鬆開一樣,當我們把氣球的氣口鬆開時,空氣就從進氣口噴出,噴出的空氣反推氣球向前。火箭裏面有燃燒室,燃燒裏面燃料時,火箭的後方噴出熱氣體,產生推力令火箭向前推進,而任何物體想要在太空中翱翔都必先要克服地球的引力。

長征火箭


中國在中共建國後發展火箭。一九五六年,在蘇聯和愛國科學家錢學森的幫助下,航空工業委員會和國防部第五研究院正式成立,開始中國航天史的新一頁,並在1970年4月24日首次發射長征一號。

火箭內放著發動機的燃料和補給燃料罐,而發動機是放在圓柱的底部。頂部的圓錐體為「有效載荷整流罩」,火箭點火後的數分鐘,這個圓錐體對物件提供保護,免受破壞。在圓柱體的上部裝有一個中空的流線型圓錐體,它使火箭接觸空氣的面積達到最小,可減少火箭排開空氣所消耗的能量。

神舟飛船結構

「神舟」飛船長7.8米,最大直徑2.8米,張開太陽能電池板後闊18米,總重量7,600公斤,可容三名太空人。它由軌道艙、返回艙和推進艙3個艙組成。

軌道艙 - 位於太空船的前部,是太空人在軌道上的生活和進行實驗的場所。艙的兩端設有通道通往返回艙及未來的太空站。軌道艙可於返回艙進入大氣層後繼續留在軌道上,擔當小型太空實驗室的角色。

返回艙 - 「神舟」飛船的控制中心及起居室,它是太空船升空和返回過程中太空人乘坐的船艙,它位於三個艙的中間,外層有防熱結構。

推進艙 - 位於太空船後部,它配備推進系統並為太空船提供電源和氣源,在返回大氣層時會被拋棄。







神舟飛船

• 神舟一號
飛船于1999年11月20日凌晨6點在酒泉太空發射場發射升空,于北京時間11月21日15點41分順利降落在內蒙古中部地區的著陸場,飛船在太空中共飛行了21個小時。

• 神舟二號
飛船于北京時間2001年1月10日9時零分在酒泉太空發射中心發射升空,還首次在飛船上進行了微重力環境下的空間生命科學、空間材料、空間天文和物理等科學實驗,最後飛船在內蒙古中部的主著陸場成功著陸。

• 神舟三號
飛船是在北京時間2002年3月25日22時15分,在酒泉衛星發射中心成功發射升空的。飛船上載了一個模擬太空人,它可以模擬人體代謝、生理信號、能夠定量模擬太空員在太空中的重要生理活動參數。最後,神舟三號飛船在2002年4月1日,降落在內蒙古中部的著陸場。

• 神舟四號
飛船于北京時間2002年12月30日0時40分,在酒泉太空發射場由長征二號F火箭發射升空,于北京時間2003年1月5日19時16分,降落在內蒙古中部地區的著陸場。神舟四號飛船完全按照載人太空的安全求進行設計製造,增加了各種生活和救生物品。它們還展開了一系列試驗,例如生命保障分系統、飛船環境控制分系統、載人太空應用分系統等。

• 神舟五號
它于2003年10月15日將太空員楊利偉送入太空,為中國首次發射的載人太空飛行器,飛行共21小時,其任務為測試整個載人航天系統,返回艙于2003年10月16日6時23分在內蒙古四子王旗主著陸場成功著陸。

• 神舟六號
神舟六號與神舟五號在外形仍為推進艙、返回艙、軌道艙的三艙結構,重量基本保持在8噸左右,用長征二號F型運載火箭進行發射,飛船于北京時間2005年10月12日上午9:00在酒泉衛星發射中心發射升空,宇航員為費俊龍(指令長)和聶海勝(操作手)。這次的飛行時間為115小時32分,也是世界上人類的第243次太空飛行。這次的任務為研究人在太空活動情況並測試飛船系統及進行空間技 術試驗 。

• 神舟七號
它是中國第三個載人太空飛行器,在北京時間2008年9月25日21時10分4秒由長征2F火箭發射升空。飛船上載有三名太空人分別為翟志剛(指令長)、劉伯明和景海鵬(3人均為神舟六號的後備宇航員),而飛船更重達12噸。這次飛行,令中國成為第三個把太空人送上太空並進行太空漫步的國家。最後,飛船于北京時間2008年9月28日17點37分成功著陸于中國內蒙古四子王旗。




















太空衣

在太空執行任務的太空人若要踏出太空船艙外,就必需穿上整套太空衣才能在太空環境中執行任務。太空衣的裝備包括壓力衣、頭盔、手套和靴子等。神舟七號的太空衣是由北京衛星製造廠總工藝師趙長喜負責,名為「飛天號」,總值1.6億元。「飛天號」太空衣的面料採用高級混合纖維製造而成,能獨立供給氣、液及電,具有高強度、耐高溫、抗撞擊、防輻射等特性,可使太空人在艙外活動時,如受到太空微小流星體撞擊時免受傷害。太空人即使面向太陽的攝氏200多度高溫,抑或是零度以下的低溫,都不受影響;太空衣裏有風扇或水冷式布料去除過多的熱量,可滿足太空人的出艙需要。

為保證太空人安全,「飛天號」採取帶有保險繩的設計方式。這種設計,既可使在艙外活動的太空人與太空船和地面保持通訊聯繫,也可為太空人提供氧氣和食物,同時「排放廢物」。人船之間通過電臍帶提供通訊或者能源,電臍帶裏面有很細的鋼纜,保證人船不會分離。艙外太空衣還附有特製能抵禦低溫的蓄電池,能供給氧氣,提供足夠溫度。太空衣的背上有一個生態包,許多設備都可塞在裏面。

太空人共要花12小時來穿上太空衣進行太空漫步,太空人要解封及組裝太空衣、測試航天服的供氧、通訊等各項配備上,共需12小時,穿上了太空衣後還要做1小時40分鐘的熱身。





中國航天前瞻 ﹝神舟八號至十一號﹞

神舟八號是一個無人目標飛行器,是為中國的太空站作對接準備,預計大約於2011年發射。上海航天局介紹說,與“神七”一樣,上海航天局將繼續承擔“神八”推進艙、推進系統、電源系統和通訊、語音系統的研製工作,而目前這些系統已經進入了調試階段。神舟八號將採用「長二F」的改進型火箭――「長征二號」F/G火箭來發射,預計將於發射「天宮一號」後發射。神八發射升空後,與神舟九號對接,成為一座小型太空站的基礎,而兩者在地面模擬環境中進行的交會對接試驗已經成功。並在大約在對接一個月後由載人飛船神舟十號搭載太空員前往該太空站,對太空站進行短暫的有人照管試驗。然後,模仿前蘇聯的做法,太空員將在結束工作之後搭載神舟九號返回地球,留下神舟十號繼續在軌運行,等待神舟十一號搭載新一批太空員到來。

近期目標(2010年左右):
• 發射屬於中國的商用廣播衛星和通訊衛星。
• 建立中國本身的全球定位系統(GPS)。
• 研發新一代無污染的運載火箭,以增加國際衛星發射的市場佔有率。
• 實現載人航天計劃。

遠期目標(2020年左右):
• 將太空技術和應用市場化。
• 建立以不同軌道衛星組成的太空應用網路系統。
• 建立中國的太空站。
• 研究探月和其它星球(如火星)的可能。


讓我們一起見證中國航天科技的飛躍。
 
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