航天普及(關于航天的基本知識)
1.關于航天的基本知識
航天技術是指將航天器送入太空，以探索開發(fā)和利用太空及地球以外天體的綜合性工程技術，又稱空間技術.其組成主要包括：
(1)航天運載器技術.航天運載器技術是航天技術的基礎.要想把各種航天器送到太空，必須利用運載器的推力克服地球引力和空氣阻力.常用的運載器是運載火箭.
運載火箭主要由動力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，箭體和儀器，儀表系統(tǒng)組成.為了使航天器獲得飛出地球所需要的速度，靠單級運載火箭的推力目前難以達到.為此，人們發(fā)展了多級運載火箭.多級運載火箭是由幾個能獨立工作的火箭沿軸向串聯(lián)組成.
(2)航天器技術.航天器是在太空沿一定軌道運行并執(zhí)行一定任務的飛行器，亦稱空間飛行器.航天器分無人航天器和載人航天器兩大類.
無人航天器按是否環(huán)繞地球運行又分為人造地球衛(wèi)星和空間探測器等.其中人造地球衛(wèi)星按用途分為：①科學衛(wèi)星：用于探測和研究；②應用衛(wèi)星：直接為國民經(jīng)濟和軍事服務；③技術試驗衛(wèi)星：用于技術試驗和應用衛(wèi)星試驗.空間探測器按探測目標分為月球探測器，行星（金星，火星，水星，土星等）探測器和星際探測器.
載人航天器按飛行和工作方式分為載人飛船，空間站和航天飛機等.其中載人飛船可分為衛(wèi)星式載人飛船，登月式載人飛船和行星際載人飛船等；空間站可分為單一式空間站和組合式空間站.
(3)航天測控技術.航天測控技術是對飛行中的運載火箭及航天器進行跟蹤測量，監(jiān)視和控制的技術.為了保證火箭正常飛行和航天器在軌道上正常工作，除了火箭和航天器上載有測控設備外，還必須在地面建立測控（包括通信）系統(tǒng).地面測控系統(tǒng)由分布全球各地的測控臺，站及測量船組成.航天測控系統(tǒng)主要包括：光學跟蹤測量系統(tǒng)，無線電跟蹤測量系統(tǒng)，遙測系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，遙控系統(tǒng)，通信系統(tǒng)等.
中國航天事業(yè)自1956年創(chuàng)建以來，經(jīng)歷了艱苦創(chuàng)業(yè)、配套發(fā)展、改革振興和走向世界等幾個重要時期，迄今已達到了相當規(guī)模和水平：形成了完整配套的研究、設計、生產(chǎn)和試驗體系；建立了能發(fā)射各類衛(wèi)星和載人飛船的航天器發(fā)射中心和由國內各地面站、遠程跟蹤測量船組成的測控網(wǎng)；建立了多種衛(wèi)星應用系統(tǒng)，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益；建立了具有一定水平的空間科學研究系統(tǒng)，取得了多項創(chuàng)新成果；培育了一支素質好、技術水平高的航天科技隊伍。
中國航天事業(yè)是在基礎工業(yè)比較薄弱、科技水平相對落后和特殊的國情、特定的歷史條件下發(fā)展起來的。中國獨立自主地進行航天活動，以較少的投入，在較短的時間里，走出了一條適合本國國情和有自身特色的發(fā)展道路，取得了一系列重要成就。
2.航天科普知識
月球是地球的唯一天然衛(wèi)星，它與地球有著密切的演化聯(lián)系。
根據(jù)對建立在月球上的阿波羅11號和12號月震臺記錄資料的分析，以及對月球表面和月巖的研究，可知現(xiàn)今的月球內部也有圈層結構，但與地球內部的圈層結構并不完全相同。月球表面有一層幾米至數(shù)十米厚的月球土壤。
整個月球可以認為由月球巖石圈（0~1000公里）、軟流圈（1000~1600公里）和月球核（1600~1738公里）組成。月球巖石圈又可進一步分為四層，即月殼（0~60公里）、上月幔（60~300公里）、中月幔（300~800公里）和月震帶（800 ~ 1000公里）。
軟流圈又稱為下月幔。在月殼的10公里、25公里和60公里深處，均存在月震波速的急劇變化，表明在這些深度處存在顯著的不連續(xù)性。
月球表面至25公里深處為玄武巖組成的月殼第一層次，25公里~60公里之間為月殼的第二層，由輝長巖和鈣長巖組成。上月幔由富鎂的橄欖石組成，中月幔和下月幔由基性巖組成。
月球震源的位置位于600~1000公里的深度之間，平均月球震源深度為800公里。由于月球表面巖石的密度并不比整個月球的平均密度小很多，因此，可以認為月球核不會是較重的鐵鎳等元素組成，它可能呈塑性或部分熔融狀。
在月球1000公里深處，月幔溫度不會高于1000°C。根據(jù)對月球內部狀況的了解，固體部分圈層結構并不是地球本身所特有的。
月球的上述圈層結構，也是月球的演化過程中整個月球物質圈層分化的結果。
3.關于航天的科普知識
33年前的7月24日是一個大日子，因為美國航天員7月20日首次登陸月球后返回地球。
不過，一直以來都有人唱反調，稱人類從來沒有登陸月球，那些航天員在月球漫步、插美國旗的照片和影象，全都是美國太空總署弄出來的“登月騙局”，更聲稱已找出幕后黑手！姑勿論孰真孰假，激辯至今仍不間斷。 自1969年7月20日航天員阿姆斯特朗（Armstrong）首次登陸月球的一剎那，就不斷有陰謀論傳出，質疑那個月球是假的，是美國西部內華達州的沙漠或迪斯尼的電影廠景而已，月球表面的光影也只是電影射燈打光等等，一切有關60至70年代登陸月球的場面都是美國太空總署發(fā)布出來的“登月騙局”（Moon Hoax）。
國旗無風也會動 “登月騙局”這個說法在近幾年又再被熱炒，有名作家、電視節(jié)目以此作話題，連美國霍士電視（Fox Network）去年亦就此拍了一個特別節(jié)目，探討美國航天員是否真的曾登陸月球，更令“登月騙局”再度成為熱門話題。 “登月騙局”陰謀論的支持者提出多個疑點，由于說得有鼻子有眼，一度令外界嘩然，不過，之后陸續(xù)有人逐點反駁，以還人類登月一個清白。
陰謀論者提出最著名的一個疑點，就是航天員在月球插下的美國國旗，放手后國旗仍擺動多時，即表示現(xiàn)場有風，也即是有空氣，顯示航天員身處在地球。 但反駁者解釋，那支是用鋁金制成的旗桿，呈L形。
當航天員插旗時，由于月球地質較硬，要用力扭動才可把旗插上，所以這個扭動再加上旗桿本身彈性引起的震動，便造成國旗的擺動。 而根據(jù)牛頓力學第一定律“動者恒動，靜者恒靜”，在真空的環(huán)境中，沒有空氣的緩沖，國旗反而可以擺動多時而不停。
溫度高無礙拍照 陰謀論者也曾質疑登月照片穿崩，因為航天員影子長短不一及對象反射近距離強光，都顯示現(xiàn)場有多過一個的光源。 他們說，由于月球表面只有太陽一個光源，而且不是近距離照射，所以另外一個光源必定來自拍景用的射燈，引證了登月是假的。
但這一說法又被否定，反駁者解釋月球表面不平坦，才形成不同長短的影子。 他們又質疑月球上根本無法拍攝，因為月球被太陽直接照射之下，氣溫可高達華氏250至280度（約攝氏121至138度），膠片早已溶解了。
然而他們根本不知道航天員用的是特制菲林。 其實，陰謀論者提出的論據(jù)很多時都以他們對攝影作為媒體的有限了解，而且對登月計劃一知半解，故他們提出的其它疑點都一一被反駁。
蘇聯(lián)必定會揭穿 專業(yè)人士表示，“登月騙局”不可信，因為當時美蘇是死對頭，蘇聯(lián)一直密切監(jiān)察太陽神計劃的每一步，若發(fā)現(xiàn)不對路，必定會馬上拆穿美國。 香港太空館助理館長黃耀華指出，“當時美蘇正處冷戰(zhàn)，如果美國做假，蘇聯(lián)一定會乘機揭穿，而且蘇聯(lián)有無人駕駛宇宙飛船上月球，如果是騙局蘇聯(lián)不可能看不出來！” 另一個鐵一般的事實就是美國真的拿了月球上的巖石回地球，“那塊月球巖石，交給全世界的科學家研究，如果是假的一早就穿幫了?！?/p>
一些“陰謀論”反駁者表示：“這些荒謬言論，對那些曾為人類登陸月球付出生命的人，是一種侮辱！” 騙局之父著書立說 “登月騙局”的其中一名幕后炒手，就是被稱為“登月騙局之父”的Bill Kaysing，他與英國一位攝影師David Percy撰寫了《我們從未曾登陸月球》（We Never Went to the Moon）一書。 Bill Kaysing在1957曾在其中一間登月艙制造商Rocketdyne工作，雖然在1963年太陽神計劃開始前已離職，但卻自稱熟悉太陽神騙局的底細。
不過對照片穿幫的疑問，顯示他對攝影技術完全是門外漢。他為加強著作的可信性，聲稱曾邀請多位匿名專家協(xié)助。
另外，身為皇家攝影學會會員、任職攝影師的David Percy，則以攝影專家的身分，指出登月照片中的破綻；不過David也曾被外間批評不懂攝影技巧。其它登月騙局的支持者，包括聲稱拍到太陽神11號上的航天員，在宇宙飛船內做假腳印的記者Bart Sibrel和自學工程師Ralph Rene。
疑點逐一擊破 支持“登月騙局”論據(jù) 1. 航天員放手后，國旗桿仍擺動多時。 2. 在太陽神17號電視傳送畫面中，兩個航天員同時入鏡，但兩個影子長短不一，且向著不同方向，證明現(xiàn)場有不同光源。
3. 太陽神16號航天員John Young站在月球上向國旗敬禮時，背景中竟拍攝不到星星，而他亦沒有影子。 4. 照片中近景一塊石頭上面似乎有一個C字，分明是電影道具。
5. 在太陽神14號和17號的傳送畫面中，航天員遮光面罩反射了很大的強光，那是射燈的反射，證明現(xiàn)場只是一個布景。 反駁“登月騙局”論據(jù) 1. 當航天員插旗時，用力扭動，扭動再加上鋁金屬制旗桿本身彈性引起的震動，便造成國旗的擺動。
在真空的環(huán)境中，沒有空氣的緩沖，國旗反而可以擺動多時不停。 2. 月球表面凹凸不平，所以影子出現(xiàn)長短不一的現(xiàn)象。
航天員用的哈蘇攝影機，配用60mm Bio-Gon廣角鏡頭，亦會令扭曲了原本平衡的影子。 3. 沒星星是菲林曝光問題，若要拍到星星，月面上的東西都會曝光過度。
沒影子因為John Young并非站在地上，而是躍起了，在半“真”空中，所以影子距離他身體幾呎外。 4. 以顯微鏡細看，C字只是相紙上一條頭發(fā)或衣物纖維的影子。
5. 那個反光是月球地平在線一些恒久的玻璃。
4.中國航天知識
中國航天事業(yè)自1956年創(chuàng)建以來，經(jīng)歷了艱苦創(chuàng)業(yè)、配套發(fā)展、改革振興和走向世界等幾個重要時期，迄今已達到了相當規(guī)模和水平：形成了完整配套的研究、設計、生產(chǎn)和試驗體系；建立了能發(fā)射各類衛(wèi)星和載人飛船的航天器發(fā)射中心和由國內各地面站、遠程跟蹤測量船組成的測控網(wǎng)；建立了多種衛(wèi)星應用系統(tǒng)，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益；建立了具有一定水平的空間科學研究系統(tǒng)，取得了多項創(chuàng)新成果；培育了一支素質好、技術水平高的航天科技隊伍。
中國航天事業(yè)是在基礎工業(yè)比較薄弱、科技水平相對落后和特殊的國情、特定的歷史條件下發(fā)展起來的。中國獨立自主地進行航天活動，以較少的投入，在較短的時間里，走出了一條適合本國國情和有自身特色的發(fā)展道路，取得了一系列重要成就。
中國在衛(wèi)星回收、一箭多星、低溫燃料火箭技術、捆綁火箭技術以及靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射與測控等許多重要技術領域已躋身世界先進行列；在遙感衛(wèi)星研制及其應用、通信衛(wèi)星研制及其應用、載人飛船試驗以及空間微重力實驗等方面均取得重大成果?？臻g技術1. 人造地球衛(wèi)星。
中國于1970年4月24日成功地研制并發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，成為世界上第五個獨立自主研制和發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。截至2000年10月，中國共研制并發(fā)射了47顆不同類型的人造地球衛(wèi)星，飛行成功率達90%以上。
目前，中國已初步形成了四個衛(wèi)星系列——返回式遙感衛(wèi)星系列、“東方紅”通信廣播衛(wèi)星系列、“風云”氣象衛(wèi)星系列和“實踐”科學探測與技術試驗衛(wèi)星系列，“資源”地球資源衛(wèi)星系列也即將形成。中國是世界上第三個掌握衛(wèi)星回收技術的國家，衛(wèi)星回收成功率達到國際先進水平；中國是世界上第五個獨立研制和發(fā)射地球靜止軌道通信衛(wèi)星的國家。
中國的氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星主要技術指標已達到二十世紀九十年代初期的國際水平。近幾年來，中國研制并發(fā)射的6顆通信、地球資源和氣象衛(wèi)星投入使用后，工作穩(wěn)定，性能良好，產(chǎn)生了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
2. 運載火箭。中國獨立自主地研制了12種不同型號的“長征”系列運載火箭，適用于發(fā)射近地軌道、地球靜止軌道和太陽同步軌道衛(wèi)星。
“長征”系列運載火箭近地軌道最大運載能力達到9200千克，地球同步轉移軌道最大運載能力達到5100千克，基本能夠滿足不同用戶的需求。自1985年中國政府正式宣布將“長征”系列運載火箭投入國際商業(yè)發(fā)射市場以來，已將27顆外國制造的衛(wèi)星成功地送入太空，在國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務市場中占有了一席之地。
5.關于航空航天的知識
1957年10月4日 前蘇聯(lián)發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星。
半年后，美國的人造衛(wèi)星上天 1959年9月12日 前蘇聯(lián)發(fā)射“月球”2號探測器，為世界上第一個撞擊月球表面的航天器 1961年4月12日 前蘇聯(lián)宇航員加加林成為世界第一位飛入太空的人 1969年7月20日 美國宇航員阿姆斯特朗乘坐“阿波羅”11號飛船，成為人類踏上月球的第一人 1970年12月15日 前蘇聯(lián)“金星”7號探測器首次在金星上著陸 1971年4月9日 前蘇聯(lián)“禮炮”1號空間站成為人類進入太空的第一個空間站。兩年后，美國將“天空實驗室”空間站送入太空 1971年12月2日 前蘇聯(lián)“火星”3號探測器在火星表面著陸。
5年后，美國的“海盜”火星探測器登陸火星 1981年4月12日 世界第一架航天飛機---美國“哥倫比亞”號航天飛機發(fā)射成功 1986年1月28日 美國航天飛機“挑戰(zhàn)者”號在升空73秒后爆炸 1986年2月20日 前蘇聯(lián)發(fā)射“和平”號空間站，服役已經(jīng)超期8年，至今仍在運行，是目前最成功的人類空間站 1993年11月1日 美、俄簽署協(xié)議，決定在“和平”號空間站的基礎上，建造一座國際空間站，命名為阿爾法國際空間站 我國航空航天大事件： 1956年10月8日，我國第一個火箭導彈研究機構———國防部第五研究院成立。 1970年4月24日，長征一號運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了東方紅一號衛(wèi)星，我國成為世界上第三個獨立研制和發(fā)射衛(wèi)星的國家。
1975年11月26日，長征二號運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國第一顆返 回式科學試驗衛(wèi)星，并于3天后成功回收。 1984年4月8日，長征三號運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了我國第一顆地球同步軌道衛(wèi)星———東方紅二號試驗通信衛(wèi)星。
1990年4月7日，中國用自行研制的長征三號運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了亞洲一號通信衛(wèi)星，這是中國長征系列運載火箭首次發(fā)射國外衛(wèi)星，使我國在世界航天商業(yè)發(fā)射服務領域占有了一席之地。 1999年10月，我國和巴西聯(lián)合研制的第一顆地球資源衛(wèi)星順利升空，并正常運行，這是我國首次在空間技術領域進行的全面國際合作。
2003年10月15日，“神舟”五號飛船成功發(fā)射，并于2003年10月16日圓滿回收，使我國成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家。 2003年12月和2004年7月，我國與歐洲空間局聯(lián)合研制并發(fā)射了“探測一號”和“探測二號”科學衛(wèi)星，“地球空間雙星探測計劃”取得圓滿成功。
2004年1月23日，我國繞月探測工程正式由國務院批準立項。 2005年10月12日，神六成功發(fā)射。
6.有關航天技術的知識
航天技術分發(fā)射技術、運行測控、回收技術三大部分。
近年中國又有載人航天、嫦娥計劃，那將更加復雜。 上述技術和物理及計算機軟件技術結合最為緊密。
和物理力學的關系顯而易見，又由于其中牽扯大量實時數(shù)據(jù)處理，沒有相應處理技術也是無法實現(xiàn)的。 航天技術，就是把人造天體送上太空，以探索、開發(fā)、利用太空以及地球以外天體的綜合性工程技術，又稱空間技術。
下面，我們分四個方面來介紹航天技術： 一、航天技術發(fā)展概況； 二、航天技術基礎知識； 三、軍事航天技術； 四、我國航天技術。 一、航天技術發(fā)展概況 這是一張航天技術發(fā)展概況的草圖，從這個圖可以看出，是前蘇聯(lián)在1957年發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，從那時到現(xiàn)在，已經(jīng)過去42年。
42年只不過彈指一揮間，而航天技術（亦稱空間技術）卻獲得突飛猛進的發(fā)展，到1998年底，世界各國共發(fā)射了航天器近5300多顆，其中前蘇聯(lián)和后來的俄羅斯以及美國占發(fā)射總數(shù)的絕大部分。在這些航天器中軍用衛(wèi)星占三分之二，它們在軍事上發(fā)揮著極為重要的作用。
目前，偵察衛(wèi)星不僅成了大規(guī)模偵察的重要手段，而且可以提供戰(zhàn)役戰(zhàn)術范圍內的偵察服務；軍事通信衛(wèi)星能夠為陸海空三軍部隊提供可靠的通信手段；導航衛(wèi)星可以為各種攻擊平臺（攻擊的載體）和打擊手段如艦艇、飛機、導彈等進行精確導航；測地衛(wèi)星能夠測出各種軍事目標的精確地理位置，從而大大提高了武器的命中精度；氣象衛(wèi)星，可以提供比較準確的全球或局部地區(qū)的氣象情報，為制定作戰(zhàn)計劃提供更充分的依據(jù)。上述這些軍用衛(wèi)星的發(fā)展，又導致反衛(wèi)星武器（亦稱攔截衛(wèi)星）的出現(xiàn)。
因此，傳統(tǒng)的海陸空三維戰(zhàn)場將演變成海陸空天電五維戰(zhàn)場，不久，將出現(xiàn)一支新的軍種-“天軍”。目前，美俄都建立了航天司令部，美國有一個航天師，一所太空學校。
因此，可以說，短短的42年間，航天技術取得了令人眼花繚亂的成就。在這中間，值得一提的是載人登月飛行，建立空間站，航天飛機的發(fā)射以及現(xiàn)在正在建設中阿爾法國際空間站。
載人登月飛行，只有美國做到這一點。1969年，美國第一位宇航員首次登上月球，以后又12名宇航員先后九次登上月球。
關于空間站和航天飛機后面還要介紹。 二、航天基礎知識 （一）衛(wèi)星繞地球運轉所具備的條件 （二）衛(wèi)星是怎樣上天的？ （一）衛(wèi)星繞地球運轉所具備的條件 說到衛(wèi)星，那么，什么是衛(wèi)星？什么是人造地球衛(wèi)星？所謂衛(wèi)星就是繞行星運轉的天體，月球就是地球的衛(wèi)星，這種衛(wèi)星稱為自然衛(wèi)星。
而人造地球衛(wèi)星是指在一定軌道上繞地球運轉并完成一定使命的人造天體，也稱人造衛(wèi)星。衛(wèi)星繞地球運轉必須具備一定的條件：一個是速度條件；一個是高度條件。
1、速度條件 大家在中學物理中都學過了萬有引力定律和三大運動定律。這些定理告訴我們，當一個物體圍繞地球做勻速圓周運動時，必然產(chǎn)生向外的慣性離心力。
如果離心力剛好等于向心力（即重力），這個物體將沿圓軌道繞地球運行而不掉回地面。在這種情況下，這個物體的速度叫環(huán)繞速度。
大約等于每秒7.9公里。這就是通常所說的第一宇宙速度。
：大家可能認為速度不夠快，這是以秒計算，如以小時計算這個速度是26800Km/小時，不到1.5小時在外層空間繞地球一圈。 下面介紹幾個概念：航空：一般把在地球周圍稠密大氣層以內的飛行活動（例如飛機、氣球的飛行）稱為航空； 航天：把在稠密大氣層以外、太陽系以內的飛行活動（例如人造衛(wèi)星、載人飛船的飛行）稱為航天； 航宇：把太陽系以外的飛行活動稱為航宇。
從理論上講，以第三宇宙速度飛出太陽系是可以實現(xiàn)的。但是以這個速度到太陽系以外去航行，即使是飛到離太陽系最近的一顆恒星——半人馬座2星，也得飛上10萬年。
顯然，這沒有實際意義。所以，要實現(xiàn)恒星之間航行，就必須以接近光的速度，即30萬公里/秒航行才行。
這就需要運載技術來一個革命性的飛躍。這是第一技術關速度足夠大。
所謂第一宇宙速度是指航天器繞地球作圓軌道運行而不掉回地面所必須具有的。當速度達到每秒11.2公里時，物體將掙脫地球的引力場，而變成繞太陽運轉的人造衛(wèi)星。
這時的速度為第二宇宙速度（亦稱脫離速度）。 所謂第二宇宙速度，即衛(wèi)星能夠脫離地球引力場而繞太陽運行所需要的速度。
如果物體運動的速度再增加到16.7公里/秒，這時太陽的引力也拉不住它了，而成為銀河系的一個人造天體。這時的速度稱為第三宇宙速度。
所謂第三宇宙速度就是從地面發(fā)射一個物體，能脫離太陽系引力場所需的最小速度。 一般把在地球周圍稠密大氣層以內的飛行活動（例如飛機、氣球的飛行）稱為航空；把在稠密大氣層以外、太陽系以內的飛行活動（例如人造衛(wèi)星、載人飛船的飛行）稱為航天，或星際航行；而把太陽系以外的飛行活動稱為航宇。
2、高度條件 高度在100——120Km以上。為什么衛(wèi)星要選擇100Km以上這樣的高度？1960年第53屆巴塞羅那國際航空聯(lián)合大會決議規(guī)定，“地球表面100Km以上空間為航天空間，為國際公共領域，100Km以下空間為航空空間領域?！?/p>
這是為什么衛(wèi)星要選擇100Km以上這樣的高度。衛(wèi)星軌道為什么要選擇120Km以上這。
