神舟:载人航天的故事-第3部分

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拉克并没人满意，协会会员于是设计了一系列“推力器式”火箭。1931年5月，推力器式火箭试飞成功。火箭升高61米，飞行距离为610米。
尽管获得这些成功，宇航协会的火箭飞行场却面临被关闭的危险。当时的德国陷入经济萧条，协会成员的境遇也一落千丈。能使火箭研究得以继续的惟一出路就是依靠军方的雄厚资本和独到条件，而陆军当局出于战争上的考虑对火箭表现出相当的兴趣。从此，火箭研究逐步转于陆军控制之下，而宇航协会也就逐渐瓦解了。
德国星际航行协会所作的大量基础工作及所造就的火箭专家最终对德国战时火箭研制做出了巨大的贡献，使得战时德国的火箭研究和远程火箭技术达到了第二次世界大战结束前的世界最高水平。
第一次世界大战后德国作为战败国，由于《凡尔赛和约》的限制不能大规模发展作战飞机、坦克、大炮和机枪等军事装备，尤其对陆军装备的限制更加严格，这就促使德国军队寻找新的武器系统而又不受和约条款的限制，因此早在二十年代德国陆军就开始筹建官方的火箭研制组织，抽调专人研究火箭的未来发展潜力和用于战争的可能性。由于有了政府的支持，这就有了其它国家无法比拟的优越性，同时，德国陆军多方寻求研究人员，从研究机构调集技术骨干，最终促成德国火箭技术的飞速发展。
在陆军炮兵局卡尔·贝克尔少将的主要支持下，1930年陆军部召开了正式的火箭武器研制会议，标志着德国官方军事火箭计划的开始。在负责火箭具体研究工作的多恩伯格上尉的努力下，德国星际航行协会的一批研究人员，如冯·布劳恩、鲁道夫·内贝尔、克劳斯·里德尔、瓦尔特·里德尔等也加入了该计划，最终于1932年底组成了由多恩伯格、冯·布劳恩、瓦尔特·里德尔和海因里希·格鲁诺所领导的火箭研究小组，并于1936年至1938年建立了著名的佩内明德火箭基地。该研究小组成立后，设计或生产了“集合体”系列火箭（A…1~A…12），其中A…4即二战末期德国所使用的V…2导弹。
导弹与火箭的区别：我们平常所说的火箭是指以火箭发动机为动力的飞行器，而导弹则是指带有战斗部（如各种弹头）的可控制火箭。
“我们证明了利用火箭原理进行太空飞行是切实可行的，这在科学技术史上有着决定性的意义。除了陆地、海洋和空中交通外，现在还可以加上无限广阔的宇宙空间作为未来洲际航行的一个中介。这是宇宙航行新纪元的曙光。”
——1942年10月3日多恩伯格在A…4火箭发射成功庆祝酒会上的演讲
在研究A系列火箭的过程中，冯·布劳恩等人以科学家的态度同时在进行着认真的太空探索，他们利用军队的拨款，进行了大量的空间飞行尝试。在二战后期冯·布劳恩、多恩伯格等人曾制定了有关载人宇宙飞船的机密计划——“小组计划”即A…9和A…10计划，在该计划中不仅希望设计大型的洲际弹道导弹，而且探索了载人飞行运载工具的问题。这些专家还设计了航天运载火箭，他们曾经设想在A…9基础上，加装一个大型火箭，从而使火箭达到3级推进，估计就可以将一个驾驶员舱送入轨道。虽然这些设想由于战争的变化都不可能得到实现，但已经为航天技术提供了一种可行的方案。
二战后西方各国由于看到V…2导弹在战争中的威力，因此不同程度的开展了洲际导弹的研究计划，尤其美苏两国出于各自利益需要，在导弹和航天领域展开了激烈的竞争。
苏联战前的火箭技术在各方面已经有了重大突破，拥有一批火箭专家，这就为战后苏联火箭、导弹和航天技术的发展奠定了良好的基础。同时由于“冷战”格局的逐渐形成，苏联所制定的战略思想中对当时各项具有军事意义的新技术，包括火箭技术给予了高度的重视。为了发展核威慑力量，苏联制定了发展洲际弹道导弹的计划，通过对德国V…2导弹的研究和仿制，苏联开始研究设计自己的洲际导弹，最终于1957年8月21日成功的发射了P…7（P为俄文“胜利者”第一个字母）洲际导弹。因为洲际导弹的出现在很大程度上要依赖于火箭技术的发展，所以它的成功在客观上也为发展航天事业直接或间接的奠定了重要的技术基础。接着由科罗廖夫为主的研究小组为了发射人造卫星并达到第一宇宙速度，对P…7导弹进行改进，研制成功了斯普特尼克（Sputnik）号运载火箭。1957年10月4日晚，这枚火箭携带着世界上第一颗人造地球卫星斯普特尼克l号（C∏…1）在苏联的拜科努尔航天发射场发射成功，标志着人类航天时代的真正到来。
当年苏联第一颗人造卫星发射的主要目的是进行洲际弹道导弹发射试验。这次洲际导弹发射试验失败，可在太空中却丢下一个83千克的小玩意。这个小玩意在轨运行了92天，给苏联带来了无比的荣耀。
人造地球卫星是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，简称人造卫星或卫星。通信及广播卫星、对地观测卫星和导航定位卫星，都是开发相对于地面的高位置空间资源的航天器，这类航天器一般又称为应用卫星。应用卫星是直接为国民经济、军事和文化教育等服务的人造卫星，是当今世界上发射最多、应用最广泛的航天器。
在苏联开展战略导弹、运载火箭和人造卫星计划这一期间，美国同样在进行着航天技术的探索，国防部、陆海空三军以及一些科学机构开展了多项导弹、火箭及卫星计划，先后就人造卫星的运载火箭研制的可能性和潜在的科学技术及军事价值进行了广泛的研究和讨论。但一方面由于美国政府及军事机构在发展战略武器思想上的错误，致使人造卫星和运载火箭研究长期没有进入实质性阶段；另一方面由于各计划的开展都是在不同的部门或部门间开展的，没有一个高度统一的部门负责，造成人才、资金、设备等资源的分散和浪费，所以美国在运载火箭及人造卫星的发展中落后于苏联。直至1958年1月31日，才在卡纳维拉尔角，由丘比特…1号火箭将探险者…1号卫星送入太空。美苏运载火箭、人造卫星技术的发展虽然是两国军备竞赛下的产物，但在人类的历史长河中，他们在航天领域所取得的每一项进展作为世界科技文化的一部分同样也是对人类历史的贡献，谱写了世界航天史的新篇章。继美苏成功的发射了第一颗人造卫星后，其它一些国家也开始根据自己的国情制定各自的航天发展计划，并取得了极大的成功。航天技术也由最初的军事目的逐渐转向民用，各国相继发展了包括通信卫星、气象卫星、资源卫星等应用卫星，并相应的改进、发展了运载火箭，提高它的可靠性和运载能力。正因为这些航天技术的出现，使我们的社会文化和生活发生了革命性的变化，也看到实现千百年以来的梦想——载人太空飞行的可能，随着新技术的出现，我们最终实现了这个梦想，在宇宙中飘舞起我们的长袖。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　载人航天系统的组成
　虽然20世纪50年代美苏相继将人造卫星送入了太空，开始了对太空、星体的探索研究工作，但这仅仅是对太空间接的接触，人类最终的梦想是有一天可以自由的在太空中或其它星球上活动，而只通过显示屏幕或机械臂去生硬的感受太空是永远达不到这个目标的。对太空这一继陆地、海洋、大气层之后的又一活动领域，要完全的认识它，需要人类直接的进入太空，利用自己的眼睛、耳朵、大脑、四肢去直接的探索。
既然人要进入太空进行科学研究、资源开发，那么首要问题就是人类如何进入太空？在太空中如何进行这些研究工作？你会看到这些都要借助于载人航天来实现。这一章将介绍载人航天技术的含义、载人航天系统的组成、分类以及载人航天器的轨道动力学问题。
载人航天技术
太空中的环境与我们现在所生活的环境是截然不同的，由于没有了地球引力、大气的存在，再加上太空的环境极其恶劣，如果没有一套系统的支持，那么人类是不可能在太空中生存的。因此世界各国都在积极的开展载人航天活动，发展载人航天技术，而载人航天技术最集中的体现就是载人航天系统。
载人航天系统的组成
任何事物都不是单独存在的，一个事物的存在总是依赖于相关的很多事物，比如航空飞行器的飞行，要依赖可以起落的机场，驾驶员或自动控制仪器的操纵，地面人员对空中的交通管理等等。载人航天作为一个复杂的系统同样也要包括很多部分，这个系统首先包括载人航天器和运载火箭；为了发射和回收载人航天器还需要有发射场、着陆场；对航天器而言我们需要知道它的位置、轨道，这就要对其进行跟踪、轨道测量、遥控和通信，这就靠测控和通信系统来完成；此外还要包括应用系统以及地面保障设施；最重要的还有保障航天员安全、健康所必需的航天员系统。
载人航天器
根据用途、使用情况来看，载人航天器大致可分为三个主要单元：载人飞船、航天飞机、空间站，这三种航天器分别执行了不同的任务。从使用情况看载人飞船可作为载人往返的运输工具，也可作为空间站机组人员的应急救生艇，航天飞机既可运送人员往返也可运货，空间站则是我们在太空中进行科学研究或活动的一个基地。各国在发展自己的航天器计划时，除了把它作为自己综合国力的体现，更重要的考虑因素还包括投入和收益比，以及航天器的用途。
当你要出差时，你需要用什么来装你的用品呢？当然根据你的需要来决定。如果你出差的机会不多，你很可能买个简易的包或拿自己平时用的包来携带自己的东西，甚至有可能用几个塑料袋来装东西，这主要根据你的要带的东西来决定了，等出差回来，这些包很可能就不用了。但随着业务的增多，出差的机会多了，你发现需要有个好的、结实耐用的旅行包，这样你就决定去商场买一个包，来满足你的要求。当你的业务比较固定时，只集中在了某个城市而且来回跑的频率比较高的时候，有些东西比如你的一些衣服可能就不会来回携带，而是存放在那里了。航天器的发展也是根据航天的需要综合考虑的。
载人飞船
载人飞船是指小升阻比的载人航天器，它必须用火箭发射，在空间轨道运行后经过制动，沿着一定的弹道穿过大气层，用降落伞和着陆缓冲系统系统实现软着陆。
升阻比指飞行器升力与阻力的比值。
弹道是指飞船返回时；其重心运动的轨迹。
软着陆指在天体（如月球）上作不损坏飞行器的着陆
一般来说这种航天器都是单次使用的，完成了宇宙飞行的任务后不是全部返回地球，只保证飞船的一部分——返回舱的正常降落。载人飞船由乘员返回舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应急救生装置等部分组成，登月飞船还具有登月舱。返回舱为飞船的座舱，航天员在发射入轨时，在完成对飞船的在轨和降落控制的基本操作时，以及着陆后在等待撤离工具时都在这个舱内。它是整个飞船的控制中心，不仅要承受起飞、上升和轨道运行的各种条件，还要经受再入大气层和返回地面阶段的减速和加热过程。轨道舱用来进行科学研究，以及航天员的进餐、锻炼、睡觉和休息。服务舱通常安装推进系统、电源和气源等设备，对飞船起到服务保障的作用。对接舱是用来与空间站或其它航天器对接的舱段。
载人飞船的用途主要有：进行近地轨道飞行，试验各种载人航天技术，如轨道交会、对接和航天员在轨道上出舱，进入太空活动等；考察轨道上失重和空间辐射等因素对人体的影响，发展航天医学；进行载人登月飞行；为空间站接送人员和运送物资；进行军事侦察和地球资源勘测；进行临时性的天文观测。
航天飞机
航天飞机是以火箭发动机为动力具有飞机外形，往返于地球表面和近地轨道之间的可重复使用的载人及载货飞行器。航天飞机所承担的任务比载人飞船要多，除了可以完成载人飞船的任务，它还可以完成卫星的释放、回收与维修，进行各种微重力科学试验等多种任务。在返回大气层中下降时航天飞机可以完成较大的气动机动飞行；在大气层中下降平稳，降落地点的精度高。
航天飞机中的航天员包括驾驶员、任务专家和有效载荷专家，一般的人数是7人。
有效载荷对载人航天器而言指在空间中直接执行如空间技术试验、空间生命科学试验、空间材料制作试验等特定任务的系统。有效载荷是一个相对的说法，对运载火箭而言它的有效载荷指的就是火箭送入太空的内容，包括卫星、航天员、载人航天器等，但箭体及推进剂就不包括在内。
载人空间站是在近地轨道上运行的有人居住的设施，其用途可以从小型实验室扩展到具有加工生产、对天对地观测及星际飞行运转等综合功能的大型轨道基地。
载人航天器的运行因为完全脱离了大气层，在与地球完全不同的环境中运行，一旦运行中出现了问题将会直接威胁到航天员的安全，所以载人航天器必须解决一系列极其复杂的问题，比如实现运动的控制、维持航天员生命活动的正常条件、保证规定的工作温度、为在轨装置提供电能、向地面传送遥测信息等等。为了完成这些任务，航天器里有专用的在轨系统、发动机装置、机电等其它设备。航天技术中把这些设备划分成不同的子系统，可以有十几种之多，而每个子系统又都是相当复杂的。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。　想看书来
　运载火箭
　任何飞行器的升空首先都要克服地球引力的作用，飞机是利用空气的压力差来获得升力的，而航天器需要的升力要比飞机的大很多，这样才能有足够的速度来把它送入到太空轨道中，不断的理论证明要获得这样的效果只有通过运载火箭这个巨人的肩膀才能实现。在载人航天系统中提到运载火箭系统不仅包括运载火箭，还包括相应的地面保障设施。
在早期火箭研究甚至现在有些人的概念里有一个错误的概念，火箭