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大家好，欢迎收看我的百家号小欣健谈，今天小编要给大家的介绍的是载人飞船的发射难题与航天飞机的升空和降落。载人飞船的发射难题发射载人飞船与发射一般卫星或其他无人航天器相比,其技术难度要大得多。摆在载人飞船面前有三大难题:一是上得去,二是待得住,三是回得来。这3个问题看似简单,实际上要完全达到这些要求,技术难度还是相当大的。上得去,要保证把载人飞船连人带飞船一并安全可靠地并准确地送入预定轨道。为了达到这一要求,除了要有足够大运载能力的火箭外,更重要的是运载火箭包括飞船本身都要有极高的可靠性和安全性。运载火箭不像电视机、电冰箱,甚至不像汽车等,坏了送去修理下还能正常使用,火箭点火升空后,不是成功就是失败。俗话说,开弓没有回头箭,而且失败造成的损失住往无法估量。因此,为了确保万无一失,对于运载火箭和飞船,从设计的源头要把可靠性和安全性设计放在第一位,比如运载火箭的级数尽量少,火箭和飞船的关键部件必须是双备份或三备份,当一套设备出了故障后,备份设备即自动代替,以防万一。就像我们参加一项重要的考试时,本来准备一支笔就够用了,往往同时准备两支或三支甚至更多支,一旦一支笔出了问题,马上拿第二支笔答题,以保证考试的正常进行。另外飞船上天前,必须经过一系列极为严格的地面试验和模拟飞行,把所有的故障隐患暴露在发射前,并加以解决。实际上不载人试验飞船的发射,就是为了全面检验运载火箭和飞船的发射可靠性和安全性。待得住,就是说飞船在预定的轨道上运行时,保证飞船及飞船上的所有设备都能在太空环境下正常工作,飞船上的航天员能够正常地工作和生活。实施起来技术难度是相当大的。因为太空环境和地球表面环境有着天壤之别。太空中高度真空,没有空气,温差极大,白天航天器朝太阳一面温度达多℃,而背阴一面温度则为-多℃。温度急剧变化,人体本身是难以承受的。在太空中还充满了宇宙辐射,这对人体是极其有害的。另外飞船在上升和返回过程中要承受很大的加速度、减速度、振动、冲击、噪声以及飞船上的失重环境,这些也会对人体造成极大影响。在如此恶劣的环境下,要保证航天员正常的工作和生活,飞船必须具备相应防护措施,比如飞船上要有一整套环境控制和生命保障系统,提供与地面相同的气压、氧气、氮气等,提供航天员一切生活必需品。如水、食物、睡眠用装备,还要排除废物、废气,保持舱内温度、湿度和清洁。同时飞船还要具备防辐射、防御流星体撞击的能力,要保持飞船的密封性等。这些功能都要花费极大的代价才能实现的。回得来,是指载人飞船在轨道运行完成任务后,航天员乘坐的返回舱(有的称回收舱)安全、准确返回地面。前面提到把飞船发射上去很困难,但要飞船安全可靠地返回地面,也并不容易在某种程度上似乎返回的技术难度会更大些。因为飞船返回地面要通过四道难关——过载关、烧蚀关、撞击关和落点关。飞船的返回轨道一般都分成4段:离轨段、过渡段、再入段和着陆段。而离轨段对飞船的精确控制,是解决落点精确度的关键。因为要使飞船离开原来运行的绕地球飞行轨道,就要改变飞船的运行速度和方向。改变运行速度,就要用飞船上的变轨动力系统或制动火箭,而且要严格控制加给飞船上的制动力,也就是说要精确地控制飞船速度的改变量。仅控制速度改变量还不够,还必须在制动前精确调整飞船的姿态角度返回制动角。再就是制动火箭的点火时间,如果在近地轨道上制动火箭点火时间差1秒,落点位置就要相差9千米。所以,精确控制制动速度、制动角和制动火箭点火时间,是保证落点精确度的基本要素。如果这些技术问题不解决,就难过落点关。航天飞机的升空和降落航天飞机是垂直升空、水平降落的。航天飞机是世界上第一种也是目前唯一一种可重复利用的航天运载器。航天飞机一般由轨道飞行器、一个大型的外挂燃料箱和两台固体火箭助推器三大部分组成。外挂燃料箱和固体火箭助推器都是很重的,它们足足有十几层楼那么高。航天飞机挂了那么重的负担,当然无法像普通飞机那样水平滑跑起飞。它受到的空气阻力远远超过大型飞机。况且它携带的火箭发动机只能短时间工作,因此,航天飞机必须在最初一两分钟内垂直上升,尽快冲出稠密的低层大气。航天飞机先靠火箭助推器上升到几十千米高空,扔下两枚耗尽燃料的助推火箭。这些火箭用降落伞回收后可以重复使用。航天飞机再靠外挂燃料上升到多千米的高度时,庞大的外燃料箱里的燃料也用完了,燃料箱就会自动坠落。这时航天飞机本身的发动机足以把它送上几百千米高的轨道。当航天飞机返航时,早已摆脱了累赘的外挂物,就能像普通飞机一样水平降落了。

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