載人航天史上的八大突破

楊孝文

1961年，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林乘坐東方1號飛船完成了世界上首次載人航天飛行，實現(xiàn)了人類進入太空的愿望。時至今日，載我航天器在歷經(jīng)近50年的發(fā)展以后，取得了一系列重大突破。以下是八個具有代表意義的航天器。

1航天飛機

航天飛機1981年首次發(fā)射，從此便成為美國宇航局航天計劃的支柱。它借助彈道火箭的推力擺脫地球引力，在重返大氣層和著陸時又利用有翼飛機的靈活性。

經(jīng)歷了“阿波羅”飛船的數(shù)次登月和類似任務以后，美國宇航局逐漸意識到，可重復使用的航天器能夠節(jié)省大量成本。航天飛機正是按照這一思路設計的。不過，航天飛機的所有部件并不都是能重復使用的，高昂的外掛燃料箱每次飛行都會落入大海，只有航天飛機機身返回地面。

2x—15火箭飛機

X-15火箭飛機是一種可完全重復使用的高超音速飛行器，由北美航空工業(yè)公司生產(chǎn)，1959年正式亮相。1963年，X-15火箭飛機曾打破108千米的飛行高度記錄。它由一架B一52裁機帶入空中，升到13.7千米的高空以后發(fā)射，此時每小時的速度超過800千米。接著，火箭發(fā)動機提供前80秒至120秒飛行所需的推力，最后采用滑翔方式著陸，此時速度達到每小時320千米。

3太空船1號

太空船公司是由著名航天器設計師伯特·魯坦和英國億萬富翁理查德·布蘭森聯(lián)手成立的，主要向A人游客提供廉價的太空游，而旅行工具則是太空船1號。2004年9月，太空船1號打破了之前由X-15保持的有翼飛機飛行高度記錄。與航天飛機相比，太空船1號機身相對較小，但造價低廉，曾在莫哈韋沙漠進行了多次試驗，到達過110千米的高空。

4太空船2號

太空船1號取得成功以后，太空船公司開始研發(fā)太空船2號。太空船2號部分采用太空船1號的技術設計，采用一個固液混合燃料火箭發(fā)動機，通過液體和固體推進劑將其送入太空。在進行亞軌道飛行時，速度有望達到每小時4000千米左右。

5HyShot

2002年，一個由英國和澳大利亞研究人員組成的團隊測試了新型發(fā)動機——超音速燃燒沖壓噴氣發(fā)動機。這種發(fā)動機是從流經(jīng)其周圍的空氣而非機載燃料箱獲取氧氣，所以，它更輕、更快，可以攜帶更多燃料。

但是，要想投入實際運行，HyShot則必須首先加速至4馬赫。它沒有風扇去壓縮空氣，所以，流經(jīng)機體的空氣一定要保持高速，這樣發(fā)動機才能正常工作。HyShot的速度可達7.6馬赫，即每小時9000千米左右。

6X—43A

為推動超音速燃燒沖壓噴氣發(fā)動機技術向前發(fā)展，美國宇航局開發(fā)出X—43A。2004年，X—43A經(jīng)由B—52B載機發(fā)射升空，創(chuàng)造了噴氣式飛機的新的世界速度記錄——9.6馬赫，即每小時1.1萬千米。有翼飛機的飛行不再局限于亞軌道的夢想距離實現(xiàn)更近了一步，但X-43A迄今仍不能重復使用，且性能也不可靠。

7X—51A

X-51A目前仍處于測試和研發(fā)階段，但正在接近超音速燃燒沖壓噴氣發(fā)動機技術的性能極限。X—51A融入了波翼飛機設計，由于可以通過自身飛行帶來的震波產(chǎn)生升力，此舉改善了超音速速度下的升力一阻力比。X-51A有望在不久的將來進行首次飛行。

8美國航天港

隨著太空運輸、超音速燃燒沖壓噴氣發(fā)動機技術、小而快速的可重復使用航天器等領域不斷取得發(fā)展，商業(yè)太空游距離普通人越來越近。美國航天港是世界上第一個專門用于航天發(fā)射的商業(yè)太空港。它建在新墨西哥州的沙漠中，跑道長3000米，預計在2010年夏末竣工，而主航站樓應該會在2011年初投入使用。維珍銀河航空公司老板、英國億萬富翁理查德·布蘭森計劃從2011年開始，利用太空船2號從美國航天港將私人乘客送入地球軌道。

提問欄：

雪球為什么會越滾越大?(北京讀者汪洋提問)

飛機里新鮮空氣從哪里來?(北京讀者汪洋提問)

為什么說黎明前最黑暗?(上海讀者李秀明提問)

月球上的腳印能長期保存嗎?(北京讀者鄭楠提問)

(您若知道以上問題的答案，請將答案告訴我們，我們將在下期登出)

為何人的鼻子，耳朵最怕凍，眼睛卻不怕凍?

寒冷的冬天，人在外邊常常會被凍得發(fā)抖，但眼睛卻感覺不到冷，眼睛不怕凍嗎?人為什么感覺到冷呢?人體各部位的表皮細胞里，有許多對環(huán)境溫度很敏感的神經(jīng)元。在寒冷天氣，人的表皮細胞的神經(jīng)元受到刺激，這種感覺由神經(jīng)系統(tǒng)傳遞到大腦，人就感覺到冷了。這是表皮細胞自我保護的一種本能，不讓人體受傷害。

鼻子和耳朵都突出在頭部表面，與空氣的接觸面積比較大，散熱速度比較快。特別是耳朵兩面都要與空氣接觸，比鼻子更容易凍壞。同時，人體血液從心臟流出的時候，溫度比較高，流得越遠，溫度就越低，當血液流到手指、腳趾、鼻尖、耳朵等神經(jīng)末梢的時候，溫度就降得很低了。所以，耳朵和鼻子是人體供熱和保溫的薄弱環(huán)節(jié)。

人眼睛的眼球和眼眶、眼瞼、結膜、淚腺、眼肌里，都沒有感受溫度的神經(jīng)元，對于低溫感覺不靈敏，所以感覺不到冷。眼球的角膜和鞏膜是缺少血管的透明組織，都沒有傳導熱量的功能，既感受不到外界的寒冷，內部的熱量也不會散失，當然就不怕凍了。(北京林泉提供)

現(xiàn)在的猿猴怎么就不能變成人?

從前猿猴能夠變成人，現(xiàn)在的猿猴怎么就不能變成人?這個問題要從幾個方面來理解，一是時間，二是環(huán)境，三是進化的定勢。從進化的時間來看，人類是在約550萬年前從靈長類中的古猿中分離出去。所以，古猿是人和現(xiàn)代猿的共同祖先。這就如同在一個岔路口，人和猿分路而行，時間已經(jīng)過去了550萬年。現(xiàn)在猿和人實際上已成為差別較大的兩個亞種，現(xiàn)代猿已經(jīng)失去了變?yōu)槿说淖詈脮r機，正所謂機不可失，時不再來。

其次，人從古猿進化而來是當時作為古猿的一支適應環(huán)境的結果。由于自然氣候的種種原因，它們從樹棲生活轉為地面生活，因此能解放雙手，進行創(chuàng)造性的勞動，經(jīng)過漫長的歲月進化為直立行走的人類?，F(xiàn)代猿則沒有脫離樹棲轉到地面生活，而是一直在樹上生活。經(jīng)過漫長的歲月之后，身體結構起了顯著變化，完全成了一類特殊化的樹棲動物，它們不僅與直立的人類大不相同，也跟我們共同祖先的古猿有明顯區(qū)別。這就是一種進化的定勢。

在進化史上，一種生物經(jīng)過專門分化，即特化發(fā)展之后，要想再改變其發(fā)展方向就如覆水難收一樣。例如，現(xiàn)代猿特化的結果之一是，手比腳還長，即使它們現(xiàn)在能下地生活，如非洲的大猿和黑猿，也不能直立，而是要用手幫助支撐身體，成為半直立的姿勢。由于不能解放手來進行創(chuàng)造性的勞動，現(xiàn)代猿就失去了變成人的基本條件。由于現(xiàn)代猿類根本就不能退回到原先還沒有專門化的狀態(tài)，因此它們不能變成人。(北京田地提供)

為何黑色的土地最肥沃?

東北黑土地是我國土壤最肥沃、最適于耕作的一片土地。這片面積為100萬平方千米的黑土帶，范圍包括黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古的一部分，它為全國提供了14％的米麥、40％的大豆和50％的玉米。那么，為什么黑色的土地最肥沃呢?東北一帶，特別是松遼平原，屬中溫帶半濕潤季風氣候，夏季高溫，雨水充沛，植物生長茂盛，而秋季較短，植物很快枯萎死亡，接著是北風凜冽、寒氣逼人的冬季。漫長的冬季，使沉睡在千里冰封下的植物根莖逐漸分解化合，并儲存在土壤里，便形成了黑色土壤。這種土壤含有豐富的腐殖質，表土層很厚，酸堿度適中，團粒結構好，通氣透水能力強，土質肥沃，很適于農作物的生長。由于黑土壤最為肥沃，曾被人譽為。插根筷子都能發(fā)芽”，就是這樣一片黑土地為國家的農業(yè)生產(chǎn)作出了重大的貢獻。