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航天專家詳解天宮一號(hào) 速度可達(dá)音速22倍(圖)

來源:北京晨報(bào) 2011-09-24 08:26:26

天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器、長征二F運(yùn)載火箭組合體(新華社發(fā))

  天宮一號(hào)能飛多遠(yuǎn)?發(fā)射這么大的航天器會(huì)不會(huì)影響地球?普通人何時(shí)能在太空行走?即將在下周“一飛沖天”的天宮一號(hào)引發(fā)了人們對(duì)遙遠(yuǎn)太空的熱情和無限猜想。昨天,北京航空航天大學(xué)博士、航天任務(wù)與控制高級(jí)工程師徐明、北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授劉紅通過科學(xué)網(wǎng),就人們關(guān)心的太空問題進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

  天宮飛得多快多遠(yuǎn)?音速22倍

  天宮一號(hào)騰空之后到底飛得有多快?徐明解釋說,航天器飛行速度大致7000多m/s,而音速是340m/s,也就是說,作為航天飛行器,天宮一號(hào)的速度大致是音速的22至23倍。

  目前,嫦娥二號(hào)已經(jīng)進(jìn)入著名的日地拉格朗日L2點(diǎn)環(huán)繞軌道,并從172萬公里外深空傳回科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。而天宮又能飛多遠(yuǎn)呢?徐明說,從月球飛到L2點(diǎn)所耗費(fèi)的燃料小于1000m/s,但從距離地球400公里左右的地方,航天器擺脫地球引力大約需要燃料3000m/s以上,從燃料上說,天宮一號(hào)只能待在地球附近了。

  對(duì)于天宮一號(hào)發(fā)射對(duì)天氣的具體要求,徐明指出,發(fā)射天宮一號(hào)對(duì)天氣沒有區(qū)別于其他衛(wèi)星的特殊要求,除非氣象條件非常惡劣,一般可以進(jìn)行發(fā)射。

  生命保障系統(tǒng)如何?再生循環(huán)

  劉紅介紹說,神舟飛船為短期載人空間活動(dòng),采用的生命保障系統(tǒng)是攜帶式的,也就是說航天員所需的氧氣、水和食物全部是從地面攜帶的,而空間站由于要進(jìn)行長時(shí)間的載人空間活動(dòng),因此采用的是再生式的生命保障系統(tǒng),航天員所需的氧氣和水要在站內(nèi)再生循環(huán)利用,減少地面補(bǔ)給。

  劉紅進(jìn)一步解釋說,國際空間站氧氣和水主要是采用物理化學(xué)方法再生。對(duì)于長期有人駐留的空間站,還需要在軌進(jìn)行蔬菜的培養(yǎng),以舒緩乘員的心理,提供一部分抗氧化物質(zhì)、葉酸、維生素和微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)。

  網(wǎng)友問題緊追不舍,“大氣層以內(nèi)的生態(tài)空間是一個(gè)龐大復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng),這樣的循環(huán)系統(tǒng)能夠在空間站實(shí)現(xiàn)嗎?”

  劉紅解釋說,對(duì)于空間站來說,由于離地球較近,不需要再生所有食物,只需要在站再生氧氣、水和提供部分新鮮的葉菜,因此不需要如此復(fù)雜的系統(tǒng)。但是,從原則上來說,在空間站也是可以做的。需要說明的是,這個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)比我們的生物圈要簡(jiǎn)單得多,只考慮滿足人的上述物質(zhì)需求。

  外太空影響生育嗎?影響不大

  人到太空后,生理機(jī)能會(huì)發(fā)生怎樣的改變,是不是會(huì)感到不舒服,心理問題怎么解決?

  劉紅解釋說,微重力環(huán)境對(duì)于人體肌肉、骨骼會(huì)產(chǎn)生影響。在地面上,肌肉的主要功能是保持身體直立姿勢(shì)和活動(dòng)身體。在微重力狀態(tài)下,肌肉對(duì)抗重力以保持身體直立的功能消失,由于沒有這項(xiàng)功能,這部分肌肉就會(huì)逐漸萎縮。同時(shí),骨骼也會(huì)發(fā)生變化,大量脫鈣。因此在空間站要進(jìn)行各種形式的訓(xùn)練。徐明指出,根據(jù)航天心理學(xué),人長期處于失重狀態(tài),會(huì)由生理反應(yīng)產(chǎn)生心理變化。此外,長期處于外太空會(huì)加劇寂寞感和恐懼感,因此駐空間站的人員心理健康非常重要。目前我們由專業(yè)從業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)方面研究。

  外太空環(huán)境對(duì)航天員的生理是否會(huì)造成影響?他們還能正常繁育后代嗎?

  劉紅指出,飛船和空間站都有很好的輻射防護(hù),因此對(duì)航天員的身體雖然有一定影響,但是影響不大,是可恢復(fù)的。

  生活垃圾如何處理?裝罐扔掉

  空間站將如何處理航天員的生活垃圾?是直接排放到太空中嗎?網(wǎng)友提問。

  劉紅回答,把垃圾放在罐子里,再把這些罐子放在返回地球的貨運(yùn)飛船上,在返回途中,讓飛船釋放到太空中。當(dāng)它通過地球大氣層時(shí),會(huì)自動(dòng)燃燒掉。

  建太空垃圾回收站?難度太大

  近日,一條美國報(bào)廢衛(wèi)星撞地球的消息引發(fā)了地球人的恐慌。有網(wǎng)友就此暢想,“能否開展廢棄空間航天器回收并在空間直接加工再利用研究?比如建立一個(gè)空間回收站,回收并加工這些太空垃圾?!毙烀髡J(rèn)為,想法是好的,但問題是如何將廢棄航天器回收過來。“地球表面人類二維活動(dòng)空間尚不能把垃圾回收完全,外太空三維空間難度更大?!?/p>

  是否影響地球自轉(zhuǎn)?難以測(cè)量

  有網(wǎng)友擔(dān)心,發(fā)射這樣大的航天器會(huì)不會(huì)影響地球的運(yùn)行軌道以及自轉(zhuǎn)速度。

  徐明指出,從地球生態(tài)這一自治系統(tǒng)來說,有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化,余下物質(zhì)也應(yīng)有所變化,即自轉(zhuǎn)速度會(huì)有所改變,但公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不會(huì)變化。但從影響程度來看,即使發(fā)射1萬個(gè)國際空間站所造成的影響,也難以測(cè)量。

  常人何時(shí)太空行走?不用100年

  不少人關(guān)心什么時(shí)候普通人也能實(shí)現(xiàn)太空行走。劉紅頗為樂觀地說,“應(yīng)該在不遠(yuǎn)的將來,我想不用100年,估計(jì)你們的孫子能趕上?!倍烀鲃t回答,除非基礎(chǔ)物理研究取得突破性進(jìn)展,例如科幻電影的時(shí)空隧道等技術(shù),不然地球不足以支撐普通人太空行走所耗費(fèi)的燃料。(晨報(bào)記者 韓娜)

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  “超光速”粒子挑戰(zhàn)愛因斯坦相對(duì)論

  據(jù)新華社電 一些歐洲科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),中微子速度超過光速。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)檢驗(yàn)得以確認(rèn),阿爾伯特·愛因斯坦提出的經(jīng)典理論相對(duì)論將受到挑戰(zhàn)。

  意大利格蘭薩索國家實(shí)驗(yàn)室“奧佩拉”項(xiàng)目研究人員使用一套裝置,接收730公里外歐洲核子研究中心發(fā)射的中微子束,發(fā)現(xiàn)中微子比光子提前60納秒(1納秒等于十億分之一秒)到達(dá),即每秒鐘多“跑”6公里。

  中微子是一種基本粒子,不帶電,質(zhì)量極小,幾乎不與其他物質(zhì)作用,在自然界廣泛存在。太陽內(nèi)部核反應(yīng)產(chǎn)生大量中微子,每秒鐘通過我們眼睛的中微子數(shù)以十億計(jì)。

  相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)理論之一,認(rèn)為任何物質(zhì)在真空中的速度無法超過光速。這一最新發(fā)現(xiàn)可能推翻愛因斯坦的經(jīng)典理論。

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