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宇宙飛船
宇宙飛船概念
宇宙飛船(宇宙飛船概念)
宇宙飛船(英語名為 space craft,spaceship )，是一種運(yùn)送航天員、貨物到達(dá)太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保證航天員在太空短期生活并進(jìn)行一定的工作。它的運(yùn)行時(shí)間一般是幾天到半個(gè)月，一般乘2到3名航天員。
宇宙飛船(英語名為 spaceship )，是一種運(yùn)送航天員、貨物到達(dá)太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保證航天員在太空短期生活并進(jìn)行一定的工作。它的運(yùn)行時(shí)間一般是幾天到半個(gè)月，一般搭乘2到3名航天員。 世界上第一艘載人飛船是前蘇聯(lián)的"東方"1號(hào)宇宙飛船，于1961年4月12日發(fā)射。它由兩個(gè)艙組成，上面的是密封載人艙，又稱航天員座艙。這是一個(gè)直徑為2.3米的球體。艙內(nèi)設(shè)有能保障航天員生活的水、供氣的生命保障系統(tǒng)，以及控制飛船姿態(tài)的姿態(tài)控制系統(tǒng)、測(cè)量飛船飛行軌道的信標(biāo)系統(tǒng)、著陸用的降落傘回收系統(tǒng)和應(yīng)急救生用的彈射座椅系統(tǒng)。另一個(gè)艙是設(shè)備艙，它長(zhǎng)3.1米，直徑為2.58米。設(shè)備艙內(nèi)有使載人艙脫離飛行軌道而返回地面的制動(dòng)火箭系統(tǒng)，供應(yīng)電能的電池、儲(chǔ)氣的氣瓶、噴嘴等系統(tǒng)。“東方”1號(hào)宇宙飛船總質(zhì)量約為4700千克。它和運(yùn)載火箭都是一次性的，只能執(zhí)行一次任務(wù)。 1966年3月17日，"雙子星座"8號(hào)的宇航員進(jìn)行了首次太空對(duì)接。之后不久，由于飛船損傷系統(tǒng)突然失靈，宇航員們不得不進(jìn)行緊急著陸處理。宇航員尼爾-A-阿姆斯特朗和戴維-R-斯考特在計(jì)劃為期3天的飛行使命中的第5圈飛行時(shí)，操縱其雙子星座封艙與阿根納號(hào)宇宙飛船對(duì)接成功。半小時(shí)后，雙子星號(hào)密封艙開始旋轉(zhuǎn)并失去控制。接著，宇宙飛船上12只小型助推火箭中的一只原因不明地起火。宇航員隨即將其飛行器與阿根納號(hào)分離，并成功地在太平洋上降落。質(zhì)量約為4700千克。
分類至今，人類已先后研究制出三種構(gòu)型的宇宙飛船，即單艙型、雙艙型和三艙型。其中單艙式最為簡(jiǎn)單，只有宇航員的座艙，美國(guó)第1個(gè)宇航員格倫就是乘單艙型的“水星號(hào)”飛船上天的；雙艙型飛船是由座艙和提供動(dòng)力、電源、氧氣和水的服務(wù)艙組成，它改善了宇航員的工作和生活環(huán)境，世界第1個(gè)男女宇航員乘坐的前蘇聯(lián)“東方號(hào)”飛船、世界第1個(gè)出艙宇航員乘坐的前蘇聯(lián)“上升號(hào)”飛船以及美國(guó)的“雙子星座號(hào)”飛船均屬于雙艙型；最復(fù)雜的就是三艙型飛船，它是在雙艙型飛船基礎(chǔ)上或增加1個(gè)軌道艙（衛(wèi)星或飛船），用于增加活動(dòng)空間、進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)等，或增加1個(gè)登月艙（登月式飛船），用于在月面著陸或離開月面，前蘇聯(lián)/俄羅斯的聯(lián)盟系列和美國(guó)“阿波羅號(hào)”飛船是典型的三艙型。聯(lián)盟系列飛船至今還在使用。
技術(shù)要求雖然宇宙飛船是最簡(jiǎn)單的一種載人航天器，但它還是比無人航天器（例如衛(wèi)星等）復(fù)雜得多。麻雀雖小，五臟俱全。宇宙飛船與返回式衛(wèi)星有相似之處，但要載人，故增加了許多特設(shè)系統(tǒng)，以滿足宇航員在太空工作和生活的多種需要。例如，用于空氣更新、廢水處理和再生、通風(fēng)、溫度和濕度控制等的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)、報(bào)話通信系統(tǒng)、儀表和照明系統(tǒng)、航天服、載人機(jī)動(dòng)裝置和逃逸生系統(tǒng)等。 當(dāng)然，掌握航天器再入大氣層和安全返回技術(shù)也至關(guān)重要。尤其是宇宙飛船，除了要使飛船在返回過程中的制動(dòng)過載限制在人的.耐受范圍內(nèi)，還應(yīng)使其落點(diǎn)精度比返回式衛(wèi)星要高，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和營(yíng)救宇航員。前蘇聯(lián)載人宇宙飛船就曾因落點(diǎn)精度差，結(jié)果使宇航員困在了冰天雪地的森林中差點(diǎn)被凍死。人上天有三個(gè)條件，除要研制出載人航天器外，還必須擁有運(yùn)載力大、可靠性高的運(yùn)載工具；應(yīng)弄清高空環(huán)境和飛行環(huán)境對(duì)人體的影響，并找到有效的防護(hù)措施。 天高任船飛。未來的宇宙飛船將朝三個(gè)方向發(fā)展：有多種功能和用途；返回落點(diǎn)的控制精度提高到百米級(jí)的范圍以內(nèi)；返回地面的座艙經(jīng)適當(dāng)修理后可重復(fù)使用。
前蘇聯(lián)宇宙飛船1、東方號(hào)宇宙飛船 東方1號(hào)宇宙飛船，它由乘員艙和設(shè)備艙及末級(jí)火箭組成，總重6.17噸，長(zhǎng)7.35米。 乘員艙呈球形，直徑2.3米，重2.4噸，外側(cè)覆蓋有耐高溫材料，能承受再入大氣層時(shí)因摩擦產(chǎn)生的攝氏5000℃左右的高溫。乘員艙只能載一人，有三個(gè)艙口，一個(gè)是宇航員出入艙口，另一個(gè)是與設(shè)備艙連接的艙口，再一個(gè)是返回時(shí)乘降落傘的艙口，宇航員可通過舷窗觀察或拍攝艙外情景。宇航員的座椅裝有彈射裝置，在發(fā)生意外事故時(shí)可緊急彈出脫險(xiǎn)。同時(shí)在飛船下降到距離地面7000米的地方，宇航員連同座椅一起彈出艙外，并張開降落傘下降，在達(dá)到4000米高度時(shí)，宇航員與座椅分離，只身乘降落傘返回地面。設(shè)備艙為頂錐圓筒形，長(zhǎng)2.25米，重2.27噸，在飛船返回大氣層之前，與乘員分離，棄留太空成為無用之物。東方1號(hào)宇宙飛船打開了人類通往太空的道路。 2、上升號(hào)宇宙飛船 上升號(hào)宇宙飛船重5.32噸，球形乘員艙直徑與東方號(hào)飛船大體相同，改進(jìn)之處是提高了艙體的密封性和可靠性。宇航員在座艙內(nèi)可以不穿宇航服,返回時(shí)不再采用彈射方式,而是隨乘員艙一起軟著陸。上升 1號(hào)載三名宇航員，在太空飛行 24小時(shí)17分鐘；上升2號(hào)載兩名宇航員，在太空飛行26小時(shí)2分鐘。 3、聯(lián)盟號(hào)宇宙飛船 聯(lián)盟號(hào)飛船由軌道艙、指令艙和設(shè)備艙三部分組成，總重量約6.5噸，全長(zhǎng)約7米，宇航員在軌道艙中工作和生活；設(shè)備艙呈圓柱形，長(zhǎng)2.3米，直徑2.3米，重約2.6 噸，裝有遙測(cè)、通信、能源、溫控等設(shè)備；指令艙呈鐘形，底部直徑3米，長(zhǎng)約2.3米，重約2.8噸。飛船在返回大氣層之前，將軌道艙和設(shè)備艙拋掉，指令艙裝載著宇航員返回地面。從聯(lián)盟10號(hào)飛船開始，前蘇聯(lián)的宇宙飛船轉(zhuǎn)到與空間站對(duì)接載人飛行，把載人航天活動(dòng)推向了更高的階段。 4、聯(lián)盟號(hào)載人飛船和進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船 前蘇聯(lián)的空間站上天以來，一直與聯(lián)盟號(hào)系列載人飛船和進(jìn)步號(hào)系列貨運(yùn)飛船一起，共同組成軌道聯(lián)合體執(zhí)行載入航天飛行任務(wù)。 聯(lián)盟號(hào)系列載人飛船已更換三代，作為空間站的載人工具。從聯(lián)盟10號(hào)開始，到1993年底共有 30艘聯(lián)盟號(hào)，14艘聯(lián)盟T號(hào)，17艘聯(lián)盟TM號(hào)飛船載人到空間站上開展太空科學(xué)考察活動(dòng)。第一代聯(lián)盟號(hào)，主要用于試驗(yàn)載人飛船與空間站的交會(huì)，對(duì)接和機(jī)動(dòng)飛行，為載人到空間站活動(dòng)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；第二代聯(lián)盟T號(hào)，改進(jìn)了座艙設(shè)施，提高了生命保障系統(tǒng)的可靠性和生活環(huán)境的舒適性；第三代聯(lián)盟TM號(hào)，又改進(jìn)了會(huì)合，對(duì)接，通信，緊急救援和降落傘系統(tǒng)，增加了有效載荷。經(jīng)過改進(jìn)的聯(lián)盟TM號(hào)飛船總重7噸，長(zhǎng)約7米，翼展10.6米，載3名宇航員和250千克貨物最大改進(jìn)是對(duì)接系統(tǒng)，可以在任何姿態(tài)下與和平號(hào)空間站對(duì)接，無需空間站做機(jī)動(dòng)飛行和調(diào)整姿態(tài)。 “進(jìn)步號(hào)”系列貨運(yùn)飛船執(zhí)行向空間站定期補(bǔ)給食品、貨物、燃料和儀器設(shè)備等任務(wù)。到1993年底，已發(fā)展兩代，共發(fā)射進(jìn)步號(hào)42艘，進(jìn)步M號(hào)20艘。它與空間站對(duì)接完成裝卸任務(wù)后即自行進(jìn)入大氣層燒毀。這種飛船由儀器艙，燃料艙和貨艙組成，貨艙容積 6.6立方米，可運(yùn)送1.3噸貨物，燃料艙帶1噸燃料。它可自行飛行4天，與空間站對(duì)接飛行可達(dá)2個(gè)月。
前蘇聯(lián)宇宙飛船
宇宙飛船(前蘇聯(lián)宇宙飛船)
美國(guó)宇宙飛船
宇宙飛船(美國(guó)宇宙飛船)
中國(guó)神舟系列宇宙飛船
宇宙飛船(中國(guó)神舟系列宇宙飛船)
目錄 神舟一號(hào) 神舟二號(hào) 神舟三號(hào) 神舟四號(hào) 收縮展開 神舟一號(hào)發(fā)射時(shí)間：1999年11月20日6時(shí)30分7秒 發(fā)射火箭： 新型長(zhǎng)征二號(hào)F捆綁式火箭，這次發(fā)射，是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第59次飛行，也是最近3年連續(xù)17次獲得成功。 飛船進(jìn)入軌道所需飛行時(shí)間：火箭起飛約10分鐘，飛船與火箭分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。 返回時(shí)間：1999年11月21日3時(shí)41分 發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心 著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū) 飛行時(shí)間/圈數(shù)：21小時(shí)11分/14圈 搭載物品： 一是旗類，中華人民共和國(guó)國(guó)旗、香港特別行政區(qū)區(qū)旗、澳門特別行政區(qū)區(qū)旗、奧運(yùn)會(huì)會(huì)旗等；二是各種郵票及紀(jì)念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麥等農(nóng)作物種子，此外還有甘草、板藍(lán)根等中藥材。 技術(shù)應(yīng)用： 首次采用了在技術(shù)廠房對(duì)飛船、火箭聯(lián)合體垂直總裝與測(cè)試，整體垂直運(yùn)輸至發(fā)射場(chǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)試發(fā)射控制的新模式。我國(guó)在原有的航天測(cè)控網(wǎng)基礎(chǔ)上新建的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體制的陸�；教鞙y(cè)控網(wǎng)，也在這次發(fā)射試驗(yàn)中首次投入使用。飛船在軌運(yùn)行期間，地面測(cè)控系統(tǒng)和分布于公海的4艘“遠(yuǎn)望號(hào)”測(cè)量船對(duì)其進(jìn)行了跟蹤與測(cè)控，成功進(jìn)行了一系列科學(xué)試驗(yàn)。 評(píng)論反應(yīng): 此間評(píng)論高度評(píng)價(jià)中國(guó)實(shí)施載人航天工程的第一次飛行試驗(yàn)，稱其標(biāo)志著中國(guó)航天事業(yè)邁出重要步伐，對(duì)突破載人航 天技術(shù)具有重要意義，是中國(guó)航天史上的重要里程碑。
神舟二號(hào)發(fā)射時(shí)間：2001年1月10日1時(shí)0分3秒 發(fā)射火箭： 新型長(zhǎng)征二號(hào)F捆綁式火箭，此次發(fā)射是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭第六十五次飛行，也是繼一九九六年十月以來中國(guó)航天發(fā)射連續(xù)第二十三次獲得成功。 飛船進(jìn)入軌道所需飛行時(shí)間：飛船起飛十三分鐘后，進(jìn)入預(yù)定軌道 返回時(shí)間：2001年1月16日晚上7時(shí)22分 發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心 著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū) 飛行時(shí)間/圈數(shù)：6天零18小時(shí)/108圈 試驗(yàn)項(xiàng)目： 我國(guó)第一艘正樣無人飛船。飛船由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙三個(gè)艙段組成。與“神舟”一號(hào)試驗(yàn)飛船相比，“神舟”二號(hào)飛船的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了新的擴(kuò)展，技術(shù)性能有了新的提高，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人飛船基本一致。據(jù)介紹，我國(guó)首次在飛船上進(jìn)行了微重力環(huán)境下空間生命科學(xué)、空間材料、空間天文和物理等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，其中包括：進(jìn)行半導(dǎo)體光電子材料、氧化物晶體、金屬合金等多種材料的晶體生長(zhǎng)；進(jìn)行了蛋白質(zhì)和其他生物大分子的空間晶體生長(zhǎng)；開展了植物、動(dòng)物、水生生物、微生物及離體細(xì)胞和細(xì)胞組織的空間環(huán)境效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等。 評(píng)論反應(yīng): 此次航天飛船發(fā)射，是中國(guó)載人航天工程的第二次飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著中國(guó)載人航天事業(yè)取得了新的進(jìn)展，向?qū)崿F(xiàn)載人航天飛行邁出了可喜的一步。
神舟三號(hào)發(fā)射時(shí)間：2002年3月25日22時(shí)15分 發(fā)射火箭： 新型長(zhǎng)征二號(hào)F捆綁式火箭，這次發(fā)射是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭第66次飛行，自1996年10月以來，我國(guó)運(yùn)載火箭發(fā)射已經(jīng)連續(xù)24次獲得成功。 飛船進(jìn)入軌道所需飛行時(shí)間：火箭點(diǎn)火升空10分鐘后，飛船成功進(jìn)入預(yù)定軌道 . 返回時(shí)間：2002年4月1日 . 發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心 . 著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū) . 飛行時(shí)間/圈數(shù)：6天零18小時(shí)/108圈. 搭載物品： 處于休眠狀態(tài)的.烏雞蛋；進(jìn)行空間試驗(yàn)的有效載荷公用設(shè)備十項(xiàng)，四十四件之多，包括：卷云探測(cè)儀、中分辨率成像光譜儀、地球輻射收支儀、太陽紫外線光譜監(jiān)視儀器、太陽常數(shù)監(jiān)測(cè)器、大氣密度探測(cè)器、大氣成分探測(cè)器、飛船軌道艙窗口組件、細(xì)胞生物反應(yīng)器、多任務(wù)位空間晶體生長(zhǎng)爐、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置、固體徑跡探測(cè)器、微重力測(cè)量?jī)x、有效載荷公用設(shè)備。據(jù)介紹，微重力測(cè)量?jī)x、返回艙有效載荷公用設(shè)備是第三次參加飛船試驗(yàn)；空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置、多任務(wù)位空間晶體生長(zhǎng)爐和軌道艙有效載荷公用設(shè)備是第二次參加飛船試驗(yàn)；其余設(shè)備均是首次在太空作試驗(yàn)。 試驗(yàn)項(xiàng)目： “神舟”三號(hào)是一艘正樣無人飛船，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人狀態(tài)完全一致。這次發(fā)射試驗(yàn)，運(yùn)載火箭、飛船和測(cè)控發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)一步完善，提高了載人航天的安全性和可靠性。飛船上裝有人體代謝模擬裝置、擬人生理信號(hào)設(shè)備以及形體假人，能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動(dòng)參數(shù)。這次發(fā)射，逃逸救生系統(tǒng)也進(jìn)行了工作。這個(gè)系統(tǒng)是在應(yīng)急情況下確保航天員安全的主要措施。飛船擬人載荷提供的生理信號(hào)和代謝指標(biāo)正常，驗(yàn)證了與載人航天直接相關(guān)的座艙內(nèi)環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)。
神舟四號(hào)發(fā)射時(shí)間：2002年12月30日0時(shí)40分 發(fā)射火箭： 新型長(zhǎng)征二號(hào)F捆綁式火箭，此次是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第69次飛行，也是自1996年10月以來，我國(guó)航天發(fā)射連續(xù)第 27次獲得成功。 飛船進(jìn)入軌道所需飛行時(shí)間：火箭點(diǎn)火升空十幾分鐘后，飛船成功進(jìn)入預(yù)定軌道 返回時(shí)間：2003年1月5日19時(shí)16分 發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心 著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū) 飛行時(shí)間/圈數(shù)：6天零18小時(shí)/108圈 搭載物品： 除了大氣成分探測(cè)器等19件設(shè)備已經(jīng)參加過此前的飛行試驗(yàn)外，還有一面北京航空航天大學(xué)校旗，和其他的空間細(xì)胞電融合儀等33件科研設(shè)備都將是首次“上天”。一場(chǎng)籌備了10年之久的兩對(duì)“細(xì)胞太空婚禮”也將在飛船上舉行，一對(duì)動(dòng)物細(xì)胞“新人”是B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，另一對(duì)是植物細(xì)胞“新人” ———黃花煙草原生質(zhì)體和革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體。專家介紹說，在微重力條件下，細(xì)胞在融合液中的重力沉降現(xiàn)象將消失，更有利于細(xì)胞間進(jìn)行配對(duì)與融合這些“親熱舉動(dòng)”，此項(xiàng)研究將為空間制藥探索新方法。
歐洲太空局宇宙飛船
宇宙飛船(歐洲太空局宇宙飛船)
目錄 簡(jiǎn)介 發(fā)射記錄 簡(jiǎn)介自動(dòng)運(yùn)送載具（Automated Transfer Vehicle，縮寫為ATV）是國(guó)際太空站的實(shí)驗(yàn)性設(shè)備以及向空間站運(yùn)輸食物、空氣和水的貨運(yùn)飛船。自動(dòng)運(yùn)載飛船由歐洲空間局建造。自動(dòng)運(yùn)載飛船將運(yùn)載貨物從位于法屬圭亞那的開云發(fā)射場(chǎng)起飛前往距離地球400公里的軌道。一個(gè)高精度導(dǎo)航系統(tǒng)將引導(dǎo)自動(dòng)運(yùn)載飛船沿正確的軌道飛行。飛船到達(dá)國(guó)際空間站后它將自動(dòng)與俄國(guó)服務(wù)艙對(duì)接。作為駐地的艙組，自動(dòng)運(yùn)載飛船將在國(guó)際空間站�？苛鶄�(gè)月，并在回程中完成它最后的任務(wù)：利用地球的大氣燃燒6.4噸國(guó)際太空站廢物。 ATV全長(zhǎng)約10.3米，最大直徑約4.5米，由推進(jìn)艙、電子設(shè)備艙和加壓艙3部分構(gòu)成。它的外部有4個(gè)“太陽翼”，每個(gè)“太陽翼”由4塊太陽能電池板構(gòu)成，翼展可達(dá)22米。其研發(fā)費(fèi)用為13億歐元，每艘造價(jià)4億歐元，發(fā)射費(fèi)用1億美元，計(jì)劃每隔12月在法屬圭亞那庫(kù)魯航天中心發(fā)射一次。20噸重的ATV每次可將7.5噸的載荷送往ISS。ATV飛船具有先進(jìn)的高精度導(dǎo)航能力，可在較少地面控制的情況下自動(dòng)與國(guó)際空間站對(duì)接。
發(fā)射記錄首艘自動(dòng)貨運(yùn)飛船（ATV-1）“儒勒·凡爾納”號(hào)（Jules Verne）于2008年3月8日由亞利安五號(hào)火箭于圭亞那太空中心發(fā)射升空，于4月3日與國(guó)際太空站星辰號(hào)服務(wù)艙銜接。這是全自動(dòng)太空船首次與國(guó)際太空站完成自動(dòng)銜接動(dòng)作，無地面航控人員或太空站太空人以手動(dòng)補(bǔ)助操作介入。 第二艘自動(dòng)貨運(yùn)飛船（ATV-2）“約翰內(nèi)斯·開普勒”已準(zhǔn)備就緒，于2011年2月15日從歐洲航天港發(fā)射升空。這將是阿麗亞娜-5型火箭迄今為止運(yùn)送有效載荷最重的一次任務(wù)，也是阿里安火箭的'200次發(fā)射。 第三艘自動(dòng)貨運(yùn)飛船（ATV-3）已經(jīng)命名"愛德華多·阿瑪爾迪"，他是二戰(zhàn)后意大利物理學(xué)領(lǐng)軍人物，航天領(lǐng)域的先驅(qū)。 第四艘自動(dòng)貨運(yùn)飛船（ATV-4）已經(jīng)命名"阿爾伯特·愛因斯坦"，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，相對(duì)論的提出者。
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