下面是小编为大家整理的载人飞船论文,供大家参考。
载人飞船论文
载人飞船
姓名:
班级:
学号:
简介:
载人飞船(manned spacecraft)
能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器。
又称宇宙飞船。
载人飞船可以独立进行航天活动, 也可用为往返于地面和空间站之间的“渡船” , 还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船容积较小, 受到所载消耗性物质数量的限制, 不具备再补给的能力, 而且不能重复使用。
1961 年苏联发射了第一艘东方号飞船, 后来又发射了上升号和联盟号飞船。
美国也相继发射了水星号、 双子星座号、 阿波罗号等载人飞船。
阿波罗号是登月载人飞船。
定义:
载人飞船是航天器的一种, 是能保障宇航员在外层空间执行航天任务并返回地面的航天器, 属于一次性使用的返回型载人航天器。
宇宙飞船可以独立进行航天活动, 也可作为往返于地面和空间站之间的“载体” , 还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。
宇宙飞船容积较小, 受到所载消耗性物资数量的限制, 不具备再补给的能力, 而且不能重复使用
现状:
目前世界上有俄、 美、 中三国发射过载人航天飞船。
世界第一艘载人飞船是前苏联于 1961 年 4 月 12 日发射的“东方号” 。
世界第一艘登月飞船是美国于 1969 年 7 月 16日 9 时 32 分发射的“阿波罗 11 号” 。
中国第一艘载人飞船是 2003 年发射的“神舟五号” 。
组成:
主要由载人舱, 轨道舱, 返回舱, 服务舱组成。
载人舱:
飞船的主要结构特点是有载人舱。
它的主要结构可分为几个舱段, 例如, 可采用两舱式结构和三舱式结构。
如有对接任务时则有对接机构, 它放在飞船的最前边。
苏联第一代飞船东方号的结构很简单, 是两舱式, 飞船只载 1 个人。
第二代飞船飞行时, 苏联的上升号多了一个出舱用的气闸舱, 且能载 2~3 人; 而美国双子星座号飞船仍为二舱式加对接机构。
第三代飞船是三舱式结构, 如苏联的联盟号飞船。
这种飞船的最前端是对接机构, 然后接轨道舱, 再接返回舱和服务舱, 最后与运载火箭相连。
有的舱之间有过渡舱段相接连。
有出舱任务的载人航天器都增设出舱用的气闸舱。
美国阿波罗号飞船除 载人飞船有两舱段结构外还增设登月舱。
轨道舱:
飞船的轨道舱是飞船重点的舱段。
它前端的对接机构供飞船与其它飞船或空间站对接用, 其下端通过密封舱门与返回舱相连。
它是航天员在太空飞行中, 进行科学实验、 进餐、 体育锻炼、 睡觉和休息的空间, 其中备有食物、 水和睡袋、 废物收集装置、 观察仪器和通信设备等。
轨道舱还可兼作航天员出舱活动的气闸舱。
返回舱:
也是密闭座舱, 在轨道飞行时与轨道舱连在一起称为航天员居住舱。
在起飞阶段和再入大气层阶段, 航天员都是半躺在该舱内的座椅上, 并有一定角度克服超重的压力。
座椅前方是仪表板, 以监控飞行情况; 座椅上安装姿态控制手柄, 以备自控失灵时,用手控进行调整。
美国水星号飞船在返回地面时自控失灵, 就是靠航天员手控使飞船返回地面的。
在飞船返回地面之前, 轨道舱和服务舱分别与返回舱分离, 并在再入大气层过程中焚毁, 只有返回舱载着航天员返回地面。
服务舱:
飞船的服务舱也可称“仪器设备舱” 。
它的前端通过过渡舱段与返回舱相连,后端与运载火箭相接。
联盟号飞船的这个舱又分前后两部分, 前段是密封增压的, 内部装有电子设备, 以及环境控制、 推进系统和通讯等设备; 后段是非密封性的、 主要是安装变轨发动机和贮箱等物。
服务舱外部装有环境控制系统的辐射散热器和太阳能电池板。
作用:
1. 常规用途:
进行近地轨道飞行; 试验各种载人航天技术; 如轨道交会和对接、 航天员出舱进入太空; 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; 为航天站接送人员和运送物资; 利用各种遥感设备进行对地球的观测; 进行空间探测和天文观测; 进行登月飞行或行星际飞行。
考察失重对人体的影响
载人飞船绕地球飞行并安全返回, 可以研究人在空间飞行过程中的反应能力, 研究人如何才能经受住飞船起飞、 轨道飞行时以及返回大气层时重力变化的影响, 研究人在太空环境中长期生存所必须的条件与设备, 进行这一研究, 将有助于了 解太空环境对人身体的影响, 为人类开发和利用太空资源, 实现长时间的太空航行, 以至于实现外星移民, 积累经验。
进行微重力实验
载人航天是人类对太空的认识进一步加深, 利用空间微重力、 高真空和强宇宙粒子辐射等太空资源, 进行微重力条件下的科学试验, 生产地面所不能生产的材料, 是人类实现载人航天以来一直所梦寐以求的。
几十年来航天员在“太空工厂” 里所取得的成果, 给人类开发和利用太空资源带来了 曙光。
多年来, 航天员在太空中进行了大量的空间材料科学实验, 其目的是利用空间独特的微重力条件, 在无重力干扰的情况下, 研究材料的特性和生产出地面所无法生产的各种材料。
空间材料加工和技术发展, 是载人航天发展的必然产物。
自载人航天实现以来, 航天员在太空研究了微重力条件下材料加工过程中的物理规律, 生产出许多新材料, 同时, 还对空间材料加工工艺的研究, 也得到了快速发展。
生命科学和生物技术试验
人类实现载人航天以来所进行的一系列生物技术、 生命科学实验, 在加深对人类生命自身的研究、 合成新的药物、 抵御各种疾病的影响、 延续生命和提高生命质量上, 取得了重要的成果, 同时, 又为未来在空间站或外星上建立长期居住基地, 提供受控生态环境及生命保障体系, 作了理论上和技术上的准备。
几十年来, 航天员在太空中进行了 一系列生物学实验, 主要是对生物体物质、 能量循环及调节研究的生物圈研究; 利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、 功能与行为研究的重量生物学研究; 对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究; 此外, 还有生物体组织培养实验, 即用于在不能使用整个生物体做试验的情况下, 进行各种生理学研究的生物体体外细胞和组织培养。
进行工程与技术试验
未实现载人航天以前, 人类围绕征服太空所需要的新技术、 新材料等试验只能在地面进行, 载人航天实现后, 就可以在太空中进行各种试验了。
利用载人航天进行工程与技术实验, 具有方便准确等特点, 因此, 无论是美国的航天飞机还是前苏俄的空间站, 都把进行工程技术实验作为一个重要任务。
多年来, 为进行大规模的空间活动、 空间维修、 空间操作作准备, 进行了大量的模拟试验和硬件操作实验, 以证实其方法和技术的可行性。
同时, 进行了 新型航天器研制中的新技术、 新材料、 新工艺的试验。
从而, 载人航天为航天事业的进一步发展, 充当了 开路先锋。
进行地球和宇宙天体观测
在太空上观察地球不仅有“一览众山小” 之感, 而且人类进入太空发现, 在空间条件下, 由于克服了大气层的干扰, 进行对地面和天体的观测效果远优于地面条件, 特别是在地面无法进行的 X 射线探测和紫外探测, 在空间却可以很方便的进行。
更为重要的是载人空间飞行, 可以充分发挥人的主观能动性, 因此, 较之卫星观测, 能变被动观测为主动观测, 因此, 能获得比卫星观测更好的效果。
2. 重要用途:
载人飞船的重要用途是作为天地往返运输器, 为空间站接送航天员。
前苏联/俄罗斯的“礼炮” 号空间站及“和平号” 空间站上的航天员都是由“联盟” 号载人飞船接送的。“国际空间站” 的主要运载工具是也是飞船。
载人飞船也是救生船 航天员在空间站内长期工作, 随时都可能出现危险, 例如, 外层空间微流星或人造天体碎片击穿压力舱舱壁、 空间站控制系统失稳或航天员突然生病等,当出现上述各种危急情况时, 航天员需要立即离开空间站, 返回地面。
为此, 当空间站内有航天员工作时, 至少有一艘载人飞船与空间站对接在一起, 作为轨道救生船, 准备着随时接航天员离开空间站。
中国的载人飞船:
1992 年, 我国“921” 载人航天工程正式立项研制。
1999 年 11 月 20日, 中国第一艘无人试验飞船“神舟” 一号飞船在酒泉起飞, 21 小时后在内蒙古中部回收场成功着陆, 圆满完成“处女之行” 。
这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。
2003 年, “神舟五号” 搭载首位中国宇航员杨利伟前往太空; 2008 年, “神舟七号” 搭载三名宇航员进入太空, 翟志刚完成首次出舱行走。
2011 年 11 月 01 日 由改进型“长征二号” F 遥八火箭(神州八号)
顺利发射升空。
2011 年 11 月 3 日凌晨, 与组合天宫一号成功实施首次交会对接任务, 成为我国空间实验室的一部分。
2012 年 6 月 16 号 2012 年 6 月 18 日与天宫一号首次载人交会对接对接, 承载的宇航员是景海鹏, 刘旺, 刘洋(神舟九号)
。
2013 年 6 月 11 号 2013 年 6 月 11 日 17 点 38 分发射, 将与天宫一号对接, 载人短期管理空间站, 承载的宇航员是聂海胜、 张晓光、 王亚平(神舟十号)
。
神州十一号日期未定, 发射时间未定, 将与天宫一号对接, 载人短期管理空间站。
事故:
阿波罗飞船地验起火
1967 年 1 月 27 日, 美国肯尼迪航天中心 34 号发射阵地上进行载人飞船地面联合模拟飞行试验。
乘坐有 3 名航天员的阿波罗 4A 飞船对接在土星 1B 运载火箭上。
3 名航天员是:
曾参加过水星 4 号亚轨道飞行、 双子星座 3 号飞行且经验非常丰富的弗吉尔· 卜格里索姆上校,曾参加过双子星座 4 号飞行并是美国第一个到太空行走的爱德华· H· 怀特中校, 还有一名是准备第一次上天飞行的罗杰· B· 查非少校。
如果这次地面模拟试验成功, 这 3 名航天员即乘此飞船进入环地轨道飞行, 以考验登月飞行的程度。
后来查明, 这次起火原因是飞船导线短路, 电火花引燃了舱内塑料制品。
阿波罗飞船采用的是 1/3 大气压力的纯氧方案, 一些在正常空气中本来是耐火的塑料制品, 在纯氧中却成了易燃物品。
此外, 舱门打开时间设计为 90 秒, 着火时船内形成负压, 无论在外面还是在里面, 舱门在极短的时间内都无法打开。
联盟 1 号飞船返回坠毁
1967 年 4 月, 前苏联拟用新研制的联盟号飞船进行计划中的登月飞行交会对接模拟试验, 安排联盟 1 号、 联盟 2 号分别于 4 月 23 日、 4 月 24 日发射, 然后于 4 月 25-26 日在地球轨道上交会对接, 并实现空间转移。
4 月 23 日凌晨 3 时 35 分, 弗拉基米尔· M· 科马罗夫上校乘坐联盟 1 号飞船, 在一片欢呼声中, 从拜科努尔发射场准时发射升空。
飞行到第 2 圈时, 科马罗夫报告说:
“飞船左边的太阳能电池帆板没有打开, 电源供电不足, 无线电短波发射机没有工作。
姿态稳定系统也受影响, 飞船处于不规则运行之中。
” 到了 第 5 圈时, 飞船故障进一步加剧。
科马罗夫尽力排除故障, 试图启动飞船发动机以稳定飞行, 但没有成功。
弄得精疲力尽的科马罗夫在第 10 圈时, 请求睡一觉。
经允许后, 中断了与地面的通信联络。
飞到 13 圈时, 恢复了同地面飞控中心的通信联络。
但飞船故障未消失, 姿态仍不稳定。
飞控中心决定, 联盟 2 号中止发射, 联盟 1 号立即应急返回。
第 17 圈时, 飞船调姿失败, 未能返回。
第 19 圈时, 科马罗夫手动控制返回, 使飞船进入了返回轨道。
当飞船按返回轨道降落至离地面 10 公里高度, 该打开主降落伞时, 地面指挥人员听到了科马罗夫说:
“降落伞没有打开!
“4 月 24 日 6 时 24 分, 飞船带着一团火光, 以每秒 100 多米的速度冲向地面, 降落于乌拉尔地区奥尔斯克以东 65 公里处, 并发出几声猛烈的爆炸声。
科马罗夫当场牺牲。
时代终结:
美国东部时间 7 月 21 日 5 时 58 分(北京时间 21 日 17 时 58 分)
, “阿特兰蒂斯” 号航天飞机在肯尼迪航天中心安全着陆。
由于这是最后一架穿梭于天际的航天飞机, 此次着陆也意味着美国为期 30 年的航天飞机项目宣告终结。
美国未来的航天计划将重启载人航天飞船项目, 新一代的 MPCV 飞船正在揭开神秘面纱。
不过, 在今后数年内, 美国将缺乏自己的载人航天器, 必须要依靠俄罗斯的“联盟号” 飞船将宇航员送往国际空间站。
目前, 只有俄罗斯的“联盟” 飞船能运载着宇航员与
国际空间站交会对接, 俄罗斯已成为国际空间站宇航员的唯一“承运人” 。
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