《人类的航天史》PPT课件.ppt

,人类的航天史,宇宙飞船简介 宇宙飞船的分类 宇宙飞船技术要求 各国的载人航天史,返回,宇宙飞船简介 宇宙飞船，(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。,宇宙飞船-分类 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。,返回,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。,返回,中国的载人航天史 美国的载人航天史 俄罗斯载人航天史,中国载人航天事业起步于20世纪50年代。1956年2月，著名科学家钱学森向中央提出用“国防航空工业”这个词来代表火箭导弹和后来的航天事业。1956年3月14日，周恩来总理亲自主持召开中央军委会议，决定按照钱学森的建议，由他组建我国第一个火箭、导弹研究机构。1956年10月8日，国防部五院宣告成立。新中国导弹、航天事业也由此揭开了崭新的一页。中国科学院由钱学森、赵九章等负责拟订发展人造卫星的规划草案，代号为“581”任务。1958年4月，几千里之外的大漠开始兴建我国第一个运载火箭发射场酒泉卫星发射中心。在“东风”二号导弹试验成功以后，1965年1月8日，钱学森正式向国家提出报告，建议早日制定我国人造卫星的研究计划。聂荣臻很重视钱学森的建议，指出“只要力量上有可能，就要积极去搞”。中央专门委员会经过多次召开会议研究，批准了我国第一颗人造卫星的规划方案，并提出争取在1970年左右发射我国的第一颗人造卫星。由于钱学森的建议是1965年1月提出的，所以第一颗人造卫星“东方红”一号的工程代号为“651”工程，同时决定研制一种三组火箭作为运载工具。航天人借用了中国革命史上一次艰难的迁移行动为这枚还没有诞生的火箭命名“长征号。1970年1月30日，为发射卫星做准备而实验发射的第一枚“长征”号火箭获得成功。1970年4月24日，“长征”一号载着中国第一颗人造地球卫星“东方红”一号顺利升空。毛泽东在说完“我们也要搞人造卫星”这句话的12年后，终于看到了中国的卫星在太空中飞翔。1974年11月5日，“长征”二号火箭首次发射。由于一根控制信号导线在巨大的震动中折断，火箭在起飞20秒以后姿态失稳，火箭自毁。当看到自己的心血结晶在一瞬间变为烈火中纷纷坠落的残骸时，航天人流下了从不轻易流的眼泪。中国在发射了第一颗卫星之后不久，开始正式策划卫星通信工程。后来称为“331”工程。当真的要把通信卫星发射到所需地球同步轨道时，人们发现手中现有的火箭已派不上用场，必须研制新型能飞得更高、更远的运载工具。当一切准备就绪，日历已翻到80年代。1986年，中国运载火箭技术研究院为了进入国际发射服务市场，提出了研制“长征”二号捆绑式火箭(即“长征”二号E)的方案，即芯级采用二级火箭，在“长征”二号C的基础上捆绑四个液体助推器，将低轨道的运载能力提高到9200千克。1990年7月16日，长二捆火箭进行首次飞行试验，把一颗模拟卫星和一颗巴基斯坦搭载卫星准确地送入轨道。1992年3月22日，长二捆火箭正式发射澳星B1卫星，由于箭上程序配电器的节点间出现多余物，导致点火后一、三号助推发动机关机，造成发射止。到1995年12月28日，长二捆火箭共进行了7次发射，在第三、五次发射中，均出现卫星爆炸。以后的第六、七次发射中，长二捆火箭均取得成功。1992年9月21日，江泽民总书记主持召开中共中央政治局常委会议，做出了实施中国载人航天工程的战略决策。在这次会议上，江总书记明确指出，要下决心搞载人航天。中国载人航天由此又掀开了崭新的一页。中国载人航天工程被定名为“神舟”号，代号为“921”工程。1996年11月，我国第二批宇航员2人前往俄罗斯加加林训练中心接受训练。1999年又选出第三批，共12人。飞船试验及有人飞船飞行试验四个阶段进行。无人飞船共进行4次试验，如果4次试验都获得圆满成功，则可进入第四阶段，发射载人飞船。2002年12月30日0时40分，随着“神舟”四号的成功上天，中国真正的载人飞行条件终于成熟。“神舟”五号作为中国第一个将乘坐真人宇航员的飞船启程远航运往发射基地，一切与实现几千年中华民族飞天梦相关的程序开始紧张地运转起来。至此，登天的“神舟”将载着一个充满希望的民族开始飞翔,返回,水星是美国第一代飞船型号。从1958年开始，美国历经了四年八个月，进行了14次飞行试验，这之中有六次不载人飞行，两次动物飞行，六次载人飞行。水星飞船一般只有一吨半左右，高约三米，外形呈圆锥形。飞船具有定向、保障生命安全、控制飞行姿态的系统，部分的还有临险逃脱的能力。它的最后一次发射是在1963年5月15日，飞船在太平洋中途岛附近的海上溅落。双子星座是美国第二代载人飞船。可以容纳两名宇航员，重约三吨，双子星座载人飞船外形像一个圆锥，它由服务段和再入段两部分构成。服务段设在飞船后部，由制动火箭系统和仪器设备舱组成；再入段有三个舱室，这之中有座舱。座舱也呈锥形，底部直径为2.3米，顶部直径为一米，可以乘坐两人，舱内有食品、水、仪表、制导和通信设备。座舱侧面还有三层玻璃的观察窗口。双子星座飞船采用弹射座椅救生系统，这和一般战斗机上的弹射座椅救生系统大同小异。据说，双子星座飞船曾经拍摄过我国的长江口、湖南等地的一些照片。“阿波罗”是希腊神话的一个太阳神的名字。美国用它来为飞船和火箭命名，意义深远。美国的登月计划也称阿波罗计划，首次登月的“阿波罗11号”也只是登月飞船中的一艘。从1969年5月25日开始，到1972年12月底，美国为实施阿波罗计划总共进行了17次飞行试验。阿波罗计划也并非一帆风顺。1967年1月27日，“阿波罗4号”宇宙飞船的三名宇航员，在当地时间13点进入飞船座舱时，由于电短路产生火花，使座舱起火，三名身着不能防火宇宙服的宇航员被烧死。阿波罗110号飞船进行登月试验活动。11号到17号均采取实践登月行动，有六艘飞船到达了月球，它们是：阿波罗11号，1967年7月16日24日，在月球静海降落；阿波罗12号，1969年11月14日24日，在月球风暴海降落；阿波罗14号，1971年1月31日2月9日，在月球薄拉莫勒地区降落；阿波罗15号，1971年7月26日8月7日，在月球亚平宁山哈得利峡谷降落；阿波罗16号，1974年4月16日27日，在月球迪卡尔高地降落；阿波罗17号，1972年12月6日19日，在月球曹拉斯利特罗山脉降落。阿波罗飞船登月并非是直奔而去，而是采用月球轨道交合法，即：宇宙飞船从地球轨道进入月球轨道，再推向月球背面；然后从月球背面进入月球轨道，并转入地球轨道，回到地球。“阿波罗11”号宇宙飞船也不例外。阿波罗计划总共花了11年半时间，耗费了250亿美元，收集了384.2公斤的月球土壤岩石样品，并在月球上设置了一些仪器设备，但它是美苏冷战时期的表演仪式，实用价值不大。,返回,返回,返回,尤里加加林1961年4月12日首次实现载人航天飞行，这次飞行可以称作是世界文明史上最伟大的里程碑，人类开始踏上星球之路。在成功飞向太空之前必须解决大量极为复杂的问题。最重要的是克服心理障碍，在未知的道路上一向都会顾虑重重。在载人航天飞行的初期，苏联和美国这两个航天大国都在努力解决相同的任务：逐渐延长飞行时间，增加飞船上宇航员的数量，建立轨道站。1971年4月苏联发射了第一个大型轨道站20吨的“礼炮”号轨道站，两年后，1973年美国发射了叫“天空实验室”的轨道站，在轨道上运行了一年。1971年至1975年发射的“礼炮1”号至“礼炮5”号是第一代轨道站，它们都只有一个对接口，可与“联盟”号载人飞船对接，将两三名宇航员送入轨道站。宇航员在轨道站上考察时间长短受轨道站燃料储备和耗材多少制约。例如在“礼炮4”号轨道站上两次考察的总天数为91天。1977年和1982年分别发射的“礼炮6”号和“礼炮7”号是第二代轨道站，它们装备了两个对接装口和改良后的发动机，可以补充燃料。机组人员和轨道站系统需要的一切都可以由货运飞船送上去，飞船的有效存在期达到了5年。但是它们的使用效率仍旧不是很高。第三代轨道站和平号空间轨道站解决了这一问题，宇航员们可以在那里常住，经常完成各种项目。主舱是1986年4月发射进入轨道 的，建造空间站的模数原则使人们可以不断地将各种专用舱接入空间站，增加它的技术和动力性能。经过10年的组装，它一共有6个舱，总重量超过130吨，居住用的密封舱有300立方米。在和平号空间站上有240多种科研和实验设备，总重量约14吨（其中4吨多是外国的科研设备）。在和平号空间站上进行过约1.8万次的试验，获得了许多新的宝贵数据，使人类开始认识宇宙及其组成物质、影响地球和近地宇宙空间的各种太空因素、人对太空飞行的适应性和整个生命的进化方式，从轨道站上获得的有关自然资源和生态监控结果的信息被积极利用来改变世界生态状况和对其进行监控，研究在太空条件下获取性能得到改善的新材料和特别纯净的生物制剂的技术方法。在和平号空间站的利用中，积累了可长期预测轨道站的技术状况和延长其使用寿命大量经验。保养维修技术的不断完善，包括在开放的太空中进行维修保养技术得到改进。这些技术使空间站有效工作期增加了两倍。在和平号上创造了人类在太空停留时间的最长纪录，俄罗斯宇航员瓦列里?波利亚科夫在空间站工作了437天。实际上，和平号空间站是第一个国际空间科学实验室，各国人都可以在这里获得太空飞行经验，完成国家的科研计划。和平号上的108名宇航员中有63人是外国人，包括美国人、德国人、英国人、法国人、日本人、奥地利人、保加利亚人、斯洛伐克人、叙利亚人、阿富汗人和哈萨克斯坦人。在空间站上有两三人是固定的机组人员，如果有考察访问任务，空间站上就会增至6-10人。在和平号上实施了“和平航天飞机”和“和平NASA(美国国家航空和航天局）”计划，这些计划是建立国际空间站第一阶段的工作，除了俄罗斯和美国外，参加国际空间站的还有欧洲国家、日本和加拿大。俄罗斯1993年参加了国际空间站的工作。1998年11月在拜科努尔航天发射场，“质子”运载火箭向近地轨道发射了国际空间站的第一个组件“曙光”功能货舱，一个月后航天飞机起飞，它向轨道运送了第二个舱美国的“团结”号节点舱。2000年7月俄罗斯的“星辰”号服务舱又与它们连接，10月包括两名俄罗斯人和一名美国人在内的第一批国际宇航员登上国际空间站。,完,