Admin宇宙飞船又称载人飞船,(英语名为spaceship),是一种运送航天员,货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月,一般乘2到3名航天员。
目录 [隐藏]
1 概述
2 分类
3 技术要求
4 前苏联宇宙飞船
5 美国宇宙飞船
6 中国宇宙飞船
7 新型宇宙飞船
8 相关影视
9 电影:《飞碟领航员》
10 电影:《宇宙飞船的惊奇》(T)RaumschiffSurprise-Periode1(2004)
11 相关条目
12 参考资料
宇宙飞船-概述
东方号宇宙飞船
世界上第一艘载人飞船是“东方”1号宇宙飞船。它由两个舱组成,上面的是密封载人舱,又称航天员座舱。这是一个直径为2.3米的球体。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统,以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱,它长3.1米,直径为2.58米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统、供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方”1号宇宙飞船总质量约为4700千克。它和运载火箭都是一次性的,只能执行一次任务。
1966年3月17日,双子星座8号的宇航员进行了首次太空对接。之后不久,由于飞船损伤系统突然失灵,宇航员们不得不进行紧急着陆处理。宇航员尼尔-A-阿姆斯特朗和戴维-R-斯考特在计划为期3天的飞行使命中的第5圈飞行时,操纵其双子星座封舱与阿根纳号宇宙飞船对接成功。半小时后,双子星号密封舱开始旋转并失去控制。接着,宇宙飞船上12只小型助推火箭中的一只原因不明地起火。宇航员随即将其飞行器与阿根纳号分离,并成功地在太平洋上溅落。质量约为4700千克。
宇宙飞船-分类
宇宙飞船
人类已先后研究制出三种构型的宇宙飞船,即单舱型、双舱型和三舱型。其中单舱式最为简单,只有宇航员的座舱,美国第1个宇航员格伦就是乘单舱型的“水星号”飞船上天的;双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成,它改善了宇航员的工作和生活环境,世界第1个男女宇航员乘坐的前苏联“东方号”飞船、世界第1个出舱宇航员乘坐的前苏联“上升号”飞船以及美国的“双子星座号”飞船均属于双舱型;最复杂的就是三舱型飞船,它是在双舱型飞船基础上或增加1个轨道舱(卫星或飞船),用于增加活动空间、进行科学实验等,或增加1个登月舱(登月式飞船),用于在月面着陆或离开月面,前苏联/俄罗斯的联盟系列和美国“阿波罗号”飞船是典型的三舱型。联盟系列飞船至今还在使用。
宇宙飞船-技术要求
虽然宇宙飞船是最简单的一种载人航天器,但它还是比无人航天器(例如卫星等)复杂得多,以至于到目前仍只
太阳能宇宙飞船
有美俄中三国能独立进行载人航天活动。麻雀虽小,五脏俱全。宇宙飞船与返回式卫星有相似之处,但要载人,故增加了许多特设系统,以满足宇航员在太空工作和生活的多种需要。例如,用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度和温度控制等的环境控制和生命保障系统、报话通信系统、仪表和照明系统、航天服、载人机动装置和逃逸生系统等。
当然,掌握航天器再入大气层和安全返回技术也至关重要。尤其是宇宙飞船,除了要使飞船在返回过程中的制动过载限制在人的耐受范围内,还应使其落点精度比返回式卫星要高,从而及时发现和营救宇航员。前苏联载人宇宙飞船就曾因落点精度差,结果使宇航员困在了冰天雪地的森林中差点被冻死。目前,掌握航天器返回技术的国家只有美国、俄罗斯和中国。人上天有三个条件,除要研制出载人航天器外,还必须拥有运载力大、可靠性高的运载工具;应弄清高空环境和飞行环境对人体的影响,并找到有效的防护措施。天高任船飞。未来的宇宙飞船将朝三个方向发展:有多种功能和用途;返回落点的控制精度提高到百米级的范围以内;返回地面的座舱经适当修理后可重复使用。
宇宙飞船-前苏联宇宙飞船
东方号宇宙飞船
东方号宇宙飞船
东方1号宇宙飞船,它由乘员舱和设备舱及末级火箭组成,总重6.17吨,长7.35米。 乘员舱呈球形,直径2.3米,重2.4吨,外侧覆盖有耐高温材料,能承受再入大气层时因摩擦产生的摄氏5000℃左右的高温。乘员舱只能载一人,有三个舱口,一个是宇航员出入舱口,另一个是与设备舱连接的舱口,再一个是返回时乘降落伞的舱口,宇航员可通过舷窗观察或拍摄舱外情景。宇航员的座椅装有弹射装置,在发生意外事故时可紧急弹出脱险。同时在飞船下降到距离地面7000米的地方,宇航员连同座椅一起弹出舱外,并张开降落伞下降,在达到4000米高度时,宇航员与座椅分离,只身乘降落伞返回地面。设备舱为顶锥圆筒形,长2.25米,重2.27吨,在飞船返回大气层之前,与乘员分离,弃留太空成为无用之物。东方1号宇宙飞船打开了人类通往太空的道路。
上升号宇宙飞船
上升号宇宙飞船
上升号宇宙飞船重5.32吨,球形乘员舱直径与东方号飞船大体相同,改进之处是提高了舱体的密封性和可靠性。宇航员在座舱内可以不穿宇航服,返回时不再采用弹射方式,而是随乘员舱一起软着陆。上升 1号载三名宇航员,在太空飞行 24小时17分钟;上升2号载两名宇航员,在太空飞行26小时2分钟。
联盟号宇宙飞船
联盟号飞船由 轨道舱、指令舱和设备舱三部分组成,总重量约6.5吨,全长约7米,宇航员在轨道舱中工作和生活;设备舱呈圆柱形,长2.3米,直径2.3米,重约2.6吨,装有遥测、通信、能源、温控等设备;指令舱呈钟形,底部直径3米,长约2.3米,重约2.8吨。飞船在返回大气层之前,将轨道舱和设备舱抛掉,指令舱装载着宇航员返回地面。从联盟10号飞船开始,前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行,把载人航天活动推向了更高的阶段。
联盟号载入飞船和进步号货运飞船
前苏联的空间站上天以来,一直与联盟号系列载人飞船和进步号系列货运飞船一起,共同组成轨道联合体执行载入航天飞行任务。联盟号系列载人飞船已更换三代,作为空间站的载人工具。从联盟10号开始,到1993年底共有30艘联盟号,14艘联盟T号,17艘联盟TM号飞船载人到空间站上开展太空科学考察活动。第一代联盟号,主要用于试验载人飞船与空间站的交会,对接和机动飞行,为载人到空间站活动打下了坚实基础;第二代联盟T号,改进了座舱设施,提高了生命保障系统的可靠性和生活环境的舒适性;第三代联盟TM号,又改进了会合,对接,通信,紧急救援和降落伞系统,增加了有效载荷。经过改进的联盟TM号飞船总重7吨,长约7米,翼展10.6米,载3名宇航员和250千克货物最大改进是对接系统,可以在任何姿态下与和平号空间站对接,无需空间站做机动飞行和调整姿态。
进步号系列货运飞船执行向空间站定期补给食品,货物,燃料和仪器设备等任务。到1993年底,已发展两代,共发射进步号42艘,进步M号20艘。它与空间站对接完成装卸任务后即自行进入大气层烧毁。这种飞船由仪器舱,燃料舱和货舱组成,货舱容积6.6立方米,可运送1.3吨货物,燃料舱带1吨燃料。它可自行飞行4天,与空间站对接飞行可达2个月。
宇宙飞船-美国宇宙飞船
水星号载人飞船
“水星”飞船
“水星”飞船是美国的第一代载人飞船,总共进行了25次飞行试验,其中6次是载人飞行试验。“水星”飞船计划始于1958年10月,结束于1963年5月,历时4年8个月。“水星”计划共耗资3.926亿美元,其中飞船为1.353亿美元,占总费用的34.5%;运载火箭为0.829亿美元,占总费用的21.1%;地面跟踪网为0.719%亿美元,占18.34%;运行和回收操作费用为0.493亿美元,占12.6%;其他设施为0.532亿美元,占13.46%。
“水星”计划的主要目的是实现载人空间飞行的突破,把载一名航天员的飞船送入地球轨道,飞行几圈后安全返回地面,并考察失重环境对人体的影响、人在失重环境中的工作能力。重点是解决飞船的再入气动力学、热动力学和人为差错对以往从未遇到过的高加速度和零重力的影响等问题。
“水星”飞船总长约2.9 m,底部最大直径1.86 m,重约1.3～1.8 t,由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成。座舱内只能坐一名航天员,设计最长飞行时间为2天,飞行时间最长的一次为34小时20分,绕地22周(1963年5月15日～16日“水星-9”飞船飞行)。“水星”计划的6次载人飞行共历时54小时25分钟。
“水星”飞船的姿态控制系统以自控为主,另有两种手控方式作为备份。航天员仅在必要时使用手控装置控制飞船的飞行姿态,在飞船操纵方面仅起到辅助作用,基本上是一名供地面研究人员了解人对空间飞行环境适应能力的受试验者。但在飞行中也表现出了人的主观能动性。
双子星座号飞船
“阿波罗”号飞船
美国载人飞船系列。从1965年3月到1966年11月共进行10次载人飞行。主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试作舱外活动等。为“阿波罗”号飞船载人登月飞行作技术准备。“双子星座”号飞船重约3.2～3.8吨,最大直径3米,由座舱和设备舱两个舱段组成。座舱分为密封和非密封两部分。密封舱内安装显示仪表、控制设备、废物处理装置和供两名航天员乘坐的两把弹射座椅,还带有食物和水。无线电设备、生命保障系统和降落伞等安装在非密封舱内。座舱前端还有交会用的雷达和对接装置,座舱底部覆盖再入防热材料。设备舱分上舱和下舱。上舱中主要安装 4台制动发动机。下舱中有轨道机动发动机及其燃料、轨道通信设备、燃料电池等。设备舱内壁还有许多流动冷却液的管子,因此设备舱又是个空间热辐射器。飞船在返回以前先抛弃设备舱下舱,然后点燃4台制动火箭,再抛掉设备舱上舱,座舱再入大气层,下降到低空时打开降落伞,航天员与座舱一起在海面上溅落。
“阿波罗”号飞船
美国实施载人登月过程中使用的飞船。“阿波罗”11号飞船于1969年 7月20～21日首次实现人登上月球的理想。此后,美国又相继6次发射“阿波罗”号飞船,其中5次成功,总共有12名航天员登上月球。飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成,其中指挥舱是全飞船的控制中心,也是航天员飞行中生活和工作的座舱;服务舱采用轻金属蜂窝结构,周围分为6个隔舱,容纳主发动机、推进剂贮箱和增压、姿态控制、电气等系统。前端与指挥舱对接,后端有推进系统主发动机喷管;登月舱由下降级和上升级组成。
宇宙飞船-中国宇宙飞船
神舟一号
神舟一号
发射时间:1999年11月20日6时30分7秒
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射,是长征系列运载火箭的第59次飞行,也是最近3年连续17次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:火箭起飞约10分钟,飞船与火箭分离,进入预定轨道。
返回时间:1999年11月21日3时41分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:21小时11分/14圈
搭载物品: 一是旗类,中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等;二是各种邮票及纪念封;三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子,此外还有甘草、板蓝根等中药材。
技术应用: 首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试,整体垂直运输至发射场,进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网,也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间,地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控,成功进行了一系列科学试验。
评论反应: 此间评论高度评价中国实施载人航天工程的第一次飞行试验,称其标志着中国航天事业迈出重要步伐,对突破载人航 天技术具有重要意义,是中国航天史上的重要里程碑。
神舟二号
神舟二号
发射时间:2001年1月10日1时0分3秒
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行,也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:飞船起飞十三分钟后,进入预定轨道
返回时间:2001年1月16日晚上7时22分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈
试验项目: 我国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成。与“神舟”一号试验飞船相比,“神舟”二号飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍,我国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,其中包括:进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长;进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长;开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。
评论反应: 此次航天飞船发射,是中国载人航天工程的第二次飞行试验,标志着中国载人航天事业取得了新的进展,向实现载人航天飞行迈出了可喜的一步。
神舟三号
神舟三号
发射时间:2002年3月25日22时15分
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行,自1996年10月以来,我国运载火箭发射已经连续24次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空10分钟后,飞船成功进入预定轨道 .
返回时间:2002年4月1日
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈.
搭载物品: 处于休眠状态的乌鸡蛋;进行空间试验的有效载荷公用设备十项,四十四件之多,包括:卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍,微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验;空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验;其余设备均是首次在太空作试验。
试验项目: “神舟”三号是一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验,运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善,提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射,逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统。
神舟四号
神舟四号
发射时间:2002年12月30日0时40分
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭的第69次飞行,也是自1996年10月以来,我国航天发射连续第 27次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空十几分钟后,飞船成功进入预定轨道
返回时间:2003年1月5日19时16分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈
搭载物品: 除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外,其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都将是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行,一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,另一对是植物细胞“新人” ———黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说,在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象将消失,更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”,此项研究将为空间制药探索新方法。
神舟五号
神舟五号模型
发射时间:2003年10月15日9时整
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭第71次飞行,也是继1996年10月以来,我国航天发射连续第29次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:9时10分,船箭分离,“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。
返回时间:2003年10月16日6时28分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古中部阿木古朗草原地区
飞行时间/圈数:21小时/14圈
搭载物品: 除了中国飞天第一人杨利伟外,“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。
试验项目: 神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务,可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。
新技术应用: 首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式,一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后,也能通过逃逸火箭而脱离险境。
神舟六号
神舟六号
发射时间: 2005年10月12日9时0分0秒
发射火箭: 神箭--长征二号F运载火箭
飞船进入轨道所需飞行时间:584秒
返回时间: 10月17日凌晨4时32分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:四子王草原秋韵
飞行时间/圈数: 115小时32分钟/飞行77圈
搭载物品: 共有8类64种搭载物品,其中包括香港金利来、查氏集团等知名企业标识,搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。在开舱仪式现场,6位特殊的“乘客”有机会精彩亮相,它们分别是极地考察时使用过的中国国旗、国际奥委会会旗五环旗、上海世博会会旗、《申报》百年纪念特刊、书画作品《六骏图》和10幅少先队员太空画作品。神舟六号返回舱搭载的物品还有“我给‘神舟’六号航天员写封信征文活动”特等奖作文、共和国元帅特种邮票和神舟六号个性化邮票等邮品以及书画名家的作品等。
技术应用: 飞船的种类非常多,但最常用的是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地面几百公里的近地轨道上飞行,飞行高度大约为300公里。飞船有单舱式、双舱式和三舱式,目前国际上成熟航天国家的飞船均是三舱式,这次神舟六号就是三舱式飞船,说明中国航天技术已经初步达到国际水平。神舟六号飞船有以下特点:首先是起点很高,飞船具有承载3名航天员的能力;其次是一船多用,航天员返回后,轨道仓可以在无人值守的状态下,作为卫星继续利用半年,甚至可以在今后进行交会对接实验;第三是返回舱的直径大,俄罗斯的直径是2.2米,我国的是2.5米。最后是飞船返回,非常安全,这方面已经进行过全面的测试。总体来看,神舟六号飞船的技术进步是巨大的。
技术进步主要反映在:首先是新材料领域,据悉近年来中国在新材料领域所取得的进步上,有2000多种是来自航天领域;其次是电信领域,这方面有硬件设备的进步,也有软件领域的进步,比如编码技术就确保了话音质量和图像的清晰度;第三是图像技术,这些技术可以用于军事领域,也可以用于民用领域;第四是特种食品,航天员的食品研制非常复杂;第五是特种纺织材料,航天服是一个系统,更是高科技的结晶;第六是电子控制系统的进步,飞船是涉及各种复杂子系统的复杂系统,所有系统均需要有电子控制系统进行控制;第七是生物医学体系的进步,载人航天与无人航天有本质上的差异,系统复杂性和可靠性大为不同,神舟六号的成功,表明中国的相关生物医学已经有了巨大的进步。
神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。
由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。
宇宙飞船-新型宇宙飞船
2007年美国国家航空航天局兰利研究中心的宇宙飞行工程师Ram Tripathi设计出一种可屏蔽宇宙辐射的新型宇宙飞船,有望较完美地解决人类探索火星及更远天体所面临的关键性难题——宇宙辐射问题。
美科学家设计的新型防辐射宇宙飞船模型图
对于进入外太空的宇航员来说,宇宙射线是最严重的威胁之一,因为电子、质子、氦核子、以及铁、铀等重金属离子流都会大大增加宇航员罹患癌症等严重疾病的风险。尤其是象载人登陆火星这样的漫长之旅,采用什么形状和材料的宇宙飞船来应对宇宙辐射,保护宇航员的安全就成为首要问题之一。目前,宇宙飞船主要采用铝制防护罩来保护宇航员免受宇宙射线之害,但这主要适用于近太空探索。火星之旅由于距离遥远,所需时间漫长,采用传统的铝制防护罩的话就太重,太消耗燃料,甚至无法发射。
而Tripathi设计的新型宇宙飞船可能成为保护宇航员在漫长的太空旅途免遭宇宙辐射的最佳选择。这种新型防辐射宇宙飞船由主仓体和四个伸出的均匀固定在主仓体周围的带电金属防护球组成,四个带电金属防护球相对于主仓体的方位经过精密计算,从而构成一个保护主仓体的静电辐射防护圈。Tripathi经过周密计算得出,要使静电辐射防护效果最佳的话,每个带电金属防护球的直径需在10-20米之间,它们与飞船主仓体的距离需保持在50米左右。这样,带电金属防护球就能使飞向飞船的带电粒子流偏离主仓体,从而保护宇航员的安全。与传统防护技术相比,这种防辐射设计能使飞船在减少质量的同时获得更大的空间,更重要的是,带电金属防护球由中空的铝金属制成,主仓体的防护层则采用碳纳米管与铝合成的新型材料,这种材料使飞船质量很轻,但强韧度又能承受起重离子的撞击(重离子进入防护层后会与防护材料的原子发生碰撞)
免责声明：本站文字信息和图片素材来源于互联网，仅用于学习参考，如内容侵权与违规，请联系我们进行删除，我们将在三个工作日内处理。联系邮箱：chuangshanghai#qq.com（把#换成@）