航天技术是现代科学技术的结晶,它以基础科学和技术科学为基础,汇集了20世纪许多工程技术的新成就。力学、热力学、材料学、医学、电子技术、光电技术、自动控制、喷气推进、计算机、真空技术、低温技术、半导体技术、制造工艺学等对航天技术的发展起了重要作用。
航空中的五大技术阶段
1、火箭技术:火箭技术推动了人类航天发展的历史。火药是古代的四大发明之一。早在公元1000年宋朝唐福献应用火箭原理制成了战争武器,13世纪初传到外国。传说在14世纪末,有个学者万户在坐椅背后安装47支当时最大的火箭,两手各持大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力升空。但最终是一声爆炸之后,碎片纷飞,人找不见了。为纪念这位全球第一个试验火箭飞行的勇士,月球表面东方海附近的一个环形山以万户命名。
19世纪末20世纪初,近代火箭技术和航天飞行先驱者的代表人物有:前苏联的齐奥尔科夫斯基,美国人戈达德和德国奥伯特。
齐奥尔科夫斯基,一生都在从事火箭技术和航天飞行的研究。在他的经典著作中,对火箭飞行的思想进行了深刻论证,他最早从理论上证明用多级火箭可以克服地心引力进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程,奠定了理论基础。他首先提出了使用液体推进剂火箭的倡议,短短30年就实现了。
美国的戈达德博士,在1010年开始进行近代火箭的研究工作。他在1919年的论文中提出了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须具有7.9km/s的速度才能克服地球的引力。他认识到,液体推进剂火箭具有极大的潜力,1926年3月他成功在研制和发射了世界上第一枚液体推进剂火箭,飞行速度103km/h,上升高度12.5米,飞行距离56米。
德国的奥伯特教授在他1923年出版的书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理,而且还说明火箭只要能产生足够的推力,便能绕地球轨道飞行。
真正近代火箭的出现是在第二次世界大战时的法西斯德国。早在1932年德国就发射A2火箭,飞行高度达3公里。1942年10月发射成功V-2火箭(A4型),飞行高度85公里,飞行距离190公里。V-2火箭的发射成功,把航天先驱者的理论变成现实,是现代火箭技术发展史的重要一页。
2、卫星技术:人造地球卫星的计划设想早在1945年就在美国出现,美海军航空局已着手研究一种把科学仪器送入太空的卫星。1957年10月4日,前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空,卫星呈球形,外径0.58米,外伸4根条形天线,重83.6公斤,卫星在天上正常工作了三个月。同年11月3日,前苏联发射了第二颗卫星,卫星呈圆锥形,重508.3公斤,这是一颗生物卫星,除利用小狗"莱伊卡"作生物试验外,还有于探测太阳紫外线,X射线和宇宙线。按今天标准衡量,前苏联的第一颗卫星只不过是一个伸展开发射机天线的圆球,但却是世界第一个人造天体,把人类几千年的梦想变成现实,并开创了航天新纪元。
3、空间探测:空间探测的主要目的是:了解太阳系的起源、演变和现状;空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测,开创了人类探索太阳系内天体的新阶段。
4、月球探测:月球是地球的唯一的天然卫星,自然成为空间探测的第一个目标。直接考察月球有助于更好地了解地-月系统的起源,月球是未来航天飞行理想的中间站和人类进入太阳系空间的第一个定居点。
5、载人航天:载人航天在航天中占有重要位置。虽然航天器携带装置精确、灵敏度高、能自动观察、操作、储存、处理数据。
前苏联自1961年4月到1970年9月共发射了17艘载人飞船("东方"号6艘、上升号2艘?quot;联盟号9艘)。1965年3月航天员在"上升"号上第一次走出飞船,1966年1月两艘"联盟"号飞船第一次在轨道上交会对接,并实现两个航天员从一艘飞船向另一艘飞船转移。
1971年到1982年发射了7艘重量为18~20吨的"礼炮"号空间站,截至1985年还发射了27艘载人飞船("联盟"T号、TM号)和25艘无人飞船(进步号)用作天地往返运输系统。1986年发射了和平号空间站,成为未来永久性空间站的核心舱,将于90年代建成由7个舱组成的大型空间站。
俄罗斯计划21世纪前期发射无人和载人火星飞船以及建立载人月球基地。设计寿命为五年的"和平号"空间站运行了十五年,于2001年3月23日13时59分安全地坠落在南太平洋海域
航天技术是20世纪中叶飞速发展起来的一门尖端技术,是当今世界高科技群体中对现代社会和国民经济发展最有影响的科学技术之一。人造卫星的上天,让地球变成一个“地球村”。航天技术与信息技术相结合,推动了人类的“知识爆炸”,根据统计,卫星上天40多年来,人类的发明创造超过了过去2000年的总和。
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