人類的飛天萝一一戴人航太飛船 正是因為前不久中國成功發射天宫一號目標飛行器並與搭載3名宇航員的“神舟九號” 順利“牵手”，讓我想到了將載人航太飛船作為科普主題。從20世紀初萊特兄弟創造的第一 架飛機“飛行者1號”在美國試飛成功到如今僅100多年的時間裹，飛機早已演變為人類遠 距離旅行的常用交通運輸工具。而人類的探索精神遠不止如此，一步步地將觸角延伸到了神 秘的太空。進而創造出了載人航太飛船，搭載著人類永恆不變的飛天萝奔向更浩瀚的宇宙。 首先，需要說明的是本文所介紹的載人航太飛船又稱太空船，只是載人航天器家族中的 一位小成員，他還有兩兄弟，一個是太空梭，另一個是空間站。航太飛船和太空梭雖只有一 字之差，仍有本質區別。最大不同在於載人航太飛船是一次性使用的航天器。主要因為它容 積小，所載消耗性物資有限，不具備再不給的能力，所以它的太空運行時間有限。而太空梭 是世界上唯一可重複使用的航太運載器。太空梭用途廣泛，可進行空間交會、對接、停靠、 空間科學實驗、發射回收或檢修衛星，目前太空梭的主要任務是向國際空間站運送宇航員和 各種建設用部件和補養，這點與載人航太飛船的作用類似。其次，在載人數量上，太空梭通 常可乘7人，載人航太飛船僅能乘2到3人。在運行時間上兩者類似，太空梭一般在2周以 下，最長可達28天，載人航太飛船一般也是幾天到半個月，只能基本保證太空人在太空短 期生活並進行一定的工作。與載人飛船相比，空間站容積大、載人多、壽命長、可綜合利用， 是發展航太技術、開發利用宇宙空間的基礎設施。舉例來說，天官一號是空間站，而神舟九 號就是載人太空船。 人類載人航太事業起步於20世紀60年代。1961年4月12日，前蘇聯太空人加 加林駕駛人類第一艘載人航太飛船“束方”號繞地球一周後，安全返回地面，從此揭開了人 類載人航太的歷史。截止目前只有美國、俄羅斯和中國具備建造和回收太空船的技術。前 蘇聯和美國都是從載人飛船的軌道飛行試驗起步，己掌握了人在太空中生活、工作，完成各 種科學實驗以及航天器的交會對接和太空人出艙活動等載人航太的基本技術。在此期間，美 國還實施了舉世聞名的“阿波羅“飛船的載人登月計蚩。1969年7月16日，美國太空人阿 姆斯特朗實現了人類第一次在月面上的著陸。而我國根據國情和國力，同時考慮到運載火箭 和應用衛星方面己擁有相當堅實的技術基礎和豐富的研製經驗，最終在1992年決定並著手 從研製載人飛船起步。2003年10月15日9時9分50秒，我國自行研製的第一艘截人飛船” 神舟五號“發射升空。約21個小時後，神舟五號飛船在環繞地球14圈之後成功著陸，標誌 了我國首次載人航太飛行獲得圆滿成功。其後我國順利發射了“神舟6號”、“神舟7號”、 “神舟9號”，從承載一人到多人，從宇航員手腳需被固定到能太空行走，從單一的飛行任 務到與空間站交會對接，中國人的每次飛行都標誌著一個個技術上的飛躍。 迄今為止，人類己研究制出三種構型的載人飛船，即單艙型、雙艙型和三艙型。最複雜 的是三艙型飛船，也是目前應用最廣泛的，中國的神舟號飛船就屬典型的三艙型。所謂的三 艙分別為返回座艙、軌道艙、服務艙。座艙是載人飛船的核心段，也是整個飛船的控制中心， 它包含了全部環境控制與生命保障系統。軌道艙是宇航員在軌道上的工作場所，可以增加活 動空間或進行科學實驗：服務艙用於装載各種消耗器、安装推進系統和軌道控制系統發動機， 對飛船起服務保障作用。值得注意的是，飛船返回時並不是所有的艙段都返回，只有返回艙 才返回地面，其他艙段都留在了太空上。（見圖）
1 人類的飛天夢——載人航太飛船 正是因為前不久中國成功發射天宮一號目標飛行器並與搭載 3 名宇航員的“神舟九號” 順利“牽手”，讓我想到了將載人航太飛船作為科普主題。從 20 世紀初萊特兄弟創造的第一 架飛機“飛行者 1 號” 在美國試飛成功到如今僅 100 多年的時間裏，飛機早已演變為人類遠 距離旅行的常用交通運輸工具。而人類的探索精神遠不止如此，一步步地將觸角延伸到了神 秘的太空。進而創造出了載人航太飛船，搭載著人類永恆不變的飛天夢奔向更浩瀚的宇宙。 首先，需要說明的是本文所介紹的載人航太飛船又稱太空船，只是載人航天器家族中的 一位小成員，他還有兩兄弟，一個是太空梭，另一個是空間站。航太飛船和太空梭雖只有一 字之差，仍有本質區別。最大不同在於載人航太飛船是一次性使用的航天器。主要因為它容 積小，所載消耗性物資有限，不具備再不給的能力，所以它的太空運行時間有限。而太空梭 是世界上唯一可重複使用的航太運載器。太空梭用途廣泛，可進行空間交會、對接、停靠、 空間科學實驗、發射回收或檢修衛星，目前太空梭的主要任務是向國際空間站運送宇航員和 各種建設用部件和補養，這點與載人航太飛船的作用類似。其次，在載人數量上，太空梭通 常可乘 7 人，載人航太飛船僅能乘 2 到 3 人。在運行時間上兩者類似，太空梭一般在 2 周以 下，最長可達 28 天，載人航太飛船一般也是幾天到半個月，只能基本保證太空人在太空短 期生活並進行一定的工作。與載人飛船相比，空間站容積大、載人多、壽命長、可綜合利用， 是發展航太技術、開發利用宇宙空間的基礎設施。舉例來說，天宮一號是空間站，而神舟九 號就是載人太空船。 人類載人航太事業起步於２０世紀６０年代。１９６１年４月１２日，前蘇聯太空人加 加林駕駛人類第一艘載人航太飛船“東方”號繞地球一周後，安全返回地面，從此揭開了人 類載人航太的歷史。 截止目前只有美國、俄羅斯和中國具備建造和回收太空船的技術。前 蘇聯和美國都是從載人飛船的軌道飛行試驗起步，已掌握了人在太空中生活、工作, 完成各 種科學實驗以及航天器的交會對接和太空人出艙活動等載人航太的基本技術。在此期間, 美 國還實施了舉世聞名的“阿波羅“飛船的載人登月計畫。1969 年 7 月 16 日, 美國太空人阿 姆斯特朗實現了人類第一次在月面上的著陸。而我國根據國情和國力，同時考慮到運載火箭 和應用衛星方面已擁有相當堅實的技術基礎和豐富的研製經驗，最終在 1992 年決定並著手 從研製載人飛船起步。2003 年 10 月 15 日 9 時 9 分 50 秒，我國自行研製的第一艘載人飛船” 神舟五號“發射升空。約 21 個小時後，神舟五號飛船在環繞地球 14 圈之後成功著陸，標誌 了我國首次載人航太飛行獲得圓滿成功。 其後我國順利發射了“神舟 6 號”、“神舟 7 號”、 “神舟 9 號”，從承載一人到多人，從宇航員手腳需被固定到能太空行走，從單一的飛行任 務到與空間站交會對接，中國人的每次飛行都標誌著一個個技術上的飛躍。 迄今為止，人類已研究制出三種構型的載人飛船，即單艙型、雙艙型和三艙型。最複雜 的是三艙型飛船，也是目前應用最廣泛的，中國的神舟號飛船就屬典型的三艙型。所謂的三 艙分別為返回座艙、軌道艙、服務艙。座艙是載人飛船的核心段，也是整個飛船的控制中心， 它包含了全部環境控制與生命保障系統。軌道艙是宇航員在軌道上的工作場所，可以增加活 動空間或進行科學實驗；服務艙用於裝載各種消耗器、安裝推進系統和軌道控制系統發動機， 對飛船起服務保障作用。值得注意的是，飛船返回時並不是所有的艙段都返回，只有返回艙 才返回地面，其他艙段都留在了太空上。（見圖）
神七外形结构与组成 伴星 复压气瓶 班像机及厕明设箭 舷窗 圈体润滑材料 道闸 舱舱 特魔學大空 出舱门 舱 羞 返 一舷窗 太阳电池翼 推进舱 摄像机 太空船飛行的力學原理就是大名鼎鼎的牛頓定律和開普勒定律了。憑藉發射時足夠大的 速度以擺脫地球引力，進入太空。（第一宇宙速度=環地球飛行的速度，約7.9公里/秒。第二 宇宙速度=擺脫地球引力時所需要的速度，約11.2公里/秒)。這個速度主要依靠火箭發動機點 火後，推進劑對火箭的反作用力達到的。就如一個紮緊的充滿空氣的氣球一旦鬆開，空氣就 從氣球内往外噴，氣球則沿反方向飛出。 進入太空後，我們常驚歎於宇航員懸浮在半空中的場景。這是因為太空船在太空中處於 完全失重状態，地球對它的引力全部作為使它繞地球做圆周運動的向心力，無重力分力了。 (失重就是指某一物體對於支撐它的物體的壓力或拉力小於自己的重力的状態，如果該物體 對支撐它的物體沒有壓力或拉力那磨就是完全失重状態)所以，我們必須在空間艙内加壓並 生成氧氣，才能使宇航員得以生存，事實上，宇航員在登船之前都必須經過大量嚴格的集體 訓練和失重模凝测試，只有佼佼者才能被選入“登天者”的行列。 “對我一個人來說，這是一小步，而對整個人類而言卻是一個飛躍！”第一位登月人阿 姆斯特朗的這句感慨萬分又極富哲理的話早己廣為流傳成為了經典。只要人類的飛天萝恒 在，不僅是載人航太飛船會不斷完善，人類對太空的認知也將不斷深入。 陈斐韵 5090209002 2
2 太空船飛行的力學原理就是大名鼎鼎的牛頓定律和開普勒定律了。憑藉發射時足夠大的 速度以擺脫地球引力，進入太空。（第一宇宙速度=環地球飛行的速度,約 7.9 公里/秒。第二 宇宙速度=擺脫地球引力時所需要的速度,約 11.2 公里/秒）。這個速度主要依靠火箭發動機點 火後，推進劑對火箭的反作用力達到的。就如一個紮緊的充滿空氣的氣球一旦鬆開，空氣就 從氣球內往外噴，氣球則沿反方向飛出。 進入太空後，我們常驚歎於宇航員懸浮在半空中的場景。這是因為太空船在太空中處於 完全失重狀態，地球對它的引力全部作為使它繞地球做圓周運動的向心力，無重力分力了。 （失重就是指某一物體對於支撐它的物體的壓力或拉力小於自己的重力的狀態，如果該物體 對支撐它的物體沒有壓力或拉力那麼就是完全失重狀態）所以，我們必須在空間艙內加壓並 生成氧氣，才能使宇航員得以生存，事實上，宇航員在登船之前都必須經過大量嚴格的集體 訓練和失重模擬測試，只有佼佼者才能被選入“登天者”的行列。 “對我一個人來說，這是一小步，而對整個人類而言卻是一個飛躍！”第一位登月人阿 姆斯特朗的這句感慨萬分又極富哲理的話早已廣為流傳成為了經典。只要人類的飛天夢恒 在，不僅是載人航太飛船會不斷完善，人類對太空的認知也將不斷深入。 陈斐韵 5090209002 单 舱 双 舱 三 舱
