大兵老師的神奇小屋

王依兵

期待了一個(gè)星期的神奇小屋活動(dòng)日又到了，壯壯、小菲和小天興沖沖地跑到實(shí)驗(yàn)樓一層的盡頭。這次小菲想搶先一步去觸發(fā)墻上的手印，可是她還沒來得及伸出手，就驚奇地發(fā)現(xiàn)神奇小屋的門已經(jīng)打開了一條縫。正在她想透過門縫向里窺視的時(shí)候，壯壯和小天也趕到了。小天可沒有耐心，他一把推開門跑了進(jìn)去，邊跑邊嘟囔著：“今天怎么沒有給我們出題呢？”壯壯和小菲也疑惑地跟著走了進(jìn)去。

圖形謎題

走進(jìn)神奇小屋內(nèi)部，大兵老師果然早就在等他們了。小菲先提問：“大兵老師，您這次怎么沒有為難我們呀？還真有點(diǎn)兒不適應(yīng)呢！”

大兵老師回答：“這兩天神奇小屋的大門正在升級(jí)改造，為了讓它以后更加智能，所以現(xiàn)在就暫時(shí)讓它處在‘常開狀態(tài)了。”

小菲接著問道：“什么叫‘常開狀態(tài)呢？”

大兵老師說：“在電路中，如果開關(guān)平時(shí)一直處在斷開狀態(tài)就叫‘常開，需要閉合時(shí)再進(jìn)行操作;如果開關(guān)平時(shí)一直處在閉合狀態(tài)就叫‘常閉，要斷開也得操作。這個(gè)定義同樣可以推廣到其他系統(tǒng)，比如大門平時(shí)是開著的也可以叫‘常開，而平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)就是‘常閉。你們知道什么樣的門一定要設(shè)置為‘常閉狀態(tài)嗎？”

小天搶答說：“四十大盜的藏寶庫(kù)大門就是‘常閉的，阿里巴巴去喊‘芝麻開門以后，它才能打開?！?p>

壯壯補(bǔ)充說：“內(nèi)部有重要的東西需要保護(hù)的大門應(yīng)該都是‘常閉的吧！”

小菲順著他們的思路說：“我還知道消防設(shè)施的防火門是要保持‘常閉的，我們教學(xué)樓里就設(shè)置有這樣的門，老師說這種門平時(shí)要關(guān)起來，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)才能起作用?！?/p>

大兵老師說：“你們回答得都非常好，為了獎(jiǎng)勵(lì)你們，今天還是給你們出個(gè)題吧！”說著，神奇小屋的屏幕上出現(xiàn)了很多圖案。

小天不滿地小聲說：“都進(jìn)來了，這又何必呢？”

壯壯卻說：“看在這題不難的分兒上，我們就順便解答一下吧！前兩天剛見過一個(gè)類似的題目，讓我來試試吧?！闭f完，他略加思考后就走上前去在屏幕上畫了起來。當(dāng)他把四個(gè)方框內(nèi)都畫上圖形后，屏幕上顯示出“輸入正確”四個(gè)字。

小天趕緊問：“你是怎么做出來的呢？”

壯壯還沒開口，小菲先回答了：“哦，我明白啦！這些圖形是按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的！”

小天拍拍腦袋說：“我也明白了！”

進(jìn)入太空的方式

大兵老師笑著說：“今天只是為了彌補(bǔ)大門升級(jí)的遺憾，出個(gè)簡(jiǎn)單的題讓你們娛樂一下。下面我們進(jìn)入正題，你們知道目前人類進(jìn)入太空的方式有哪些嗎？”

小菲說：“上次不是剛講完嘛，可以乘坐載人飛船呀！”

小天補(bǔ)充說：“還有航天飛機(jī)。”

大兵老師說：“你們說的都對(duì)，目前人類進(jìn)入太空主要有兩種方式，第一種方式是乘坐載人飛船，第二種方式是乘坐航天飛機(jī)，不過目前建造過航天飛機(jī)的國(guó)家只有美國(guó)和蘇聯(lián)。蘇聯(lián)只在1988年發(fā)射過一次無人駕駛的‘暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)，隨后就終止了航天飛機(jī)的研制計(jì)劃，并沒有真正把航天員送入過太空;而美國(guó)在2011年完成了‘亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)的最后一次飛行任務(wù)后，也將所有的航天飛機(jī)退役了。我國(guó)航天員進(jìn)入太空都是乘坐我們自主研制的‘神舟系列載人飛船，通過搭載運(yùn)載火箭的方式升空的?！?/p>

小天問：“為什么現(xiàn)在各國(guó)都不用航天飛機(jī)了呢？”

大兵老師回答：“這個(gè)問題說來話長(zhǎng)，我們有機(jī)會(huì)再仔細(xì)研究！今天我們先來說一說載人飛船。你們還記得世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人是誰嗎？”

小天撓撓頭說：“記不清了……”

小菲說：“一看你就沒好好聽講，這個(gè)問題以前講過啊，是蘇聯(lián)的加加林?！?/p>

大兵老師說：“小菲說得對(duì)，這個(gè)我們以前講過，小天得好好聽講了。再考一個(gè)問題，加加林進(jìn)入太空乘坐的載人飛船叫什么名字？”

小天笑著說：“這個(gè)我還有印象，好像叫‘東方號(hào)?！?/p>

大兵老師夸獎(jiǎng)道：“對(duì)，看起來你還是認(rèn)真聽講了。加加林在1961年4月乘坐‘東方1號(hào)載人飛船進(jìn)入地球軌道，這次任務(wù)不但讓加加林成為世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人，也讓‘東方1號(hào)成為世界上第一艘真正把航天員送入太空的載人飛船。在此之后，蘇聯(lián)又發(fā)射了‘上升號(hào)載人飛船和‘聯(lián)盟號(hào)載人飛船，美國(guó)不甘落后，也相繼發(fā)射了‘水星號(hào)載人飛船和‘雙子座號(hào)載人飛船。我國(guó)的載人航天工程開始于1992年，從1999年到2002年，我國(guó)發(fā)射了‘神舟一號(hào)至‘神舟四號(hào)四艘無人試驗(yàn)飛船。2003年10月15日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了第一艘載人飛船‘神舟五號(hào)，成功將航天員送入太空。截止到2021年10月發(fā)射的‘神舟十三號(hào)載人飛船，我國(guó)一共有13名航天員乘坐‘神舟系列載人飛船進(jìn)入太空，包括2名女航天員。”

載人飛船的多段結(jié)構(gòu)

在大兵老師講述的同時(shí)，神奇小屋的屏幕上也浮現(xiàn)出各種載人飛船的圖片。望著這些圖片，壯壯突然問道：“這些飛船看起來結(jié)構(gòu)還是很復(fù)雜的，那么在上升過程中，航天員究竟待在飛船的什么位置呢？”

大兵老師回答：“是的，載人飛船內(nèi)部很復(fù)雜，而且一般會(huì)劃分成幾個(gè)主要的艙段。我們就接著拿‘神舟系列載人飛船來舉例子吧。”

說著，神奇小屋的屏幕上展現(xiàn)出“神舟”系列載人飛船的三維模型。

大兵老師介紹說：“可以看到，飛船的主體部分主要分成三段，軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙。最上面的是軌道艙，它是航天員在太空中的主要生活和工作場(chǎng)所，內(nèi)部可以分為試驗(yàn)區(qū)、生活區(qū)和儲(chǔ)物區(qū)。航天員在天上吃飯、睡覺、做科學(xué)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)一般都在這個(gè)艙段。它的下面連接著返回艙，航天員在火箭發(fā)射和返回地面的過程中一般都待在這個(gè)部分，你們也可以把它看作一個(gè)‘駕駛艙。這個(gè)艙段為航天員提供了座椅，火箭發(fā)射時(shí)，航天員就仰坐在座椅中，這個(gè)姿勢(shì)是抵抗較大向上加速度的最佳姿勢(shì)。在飛船進(jìn)入預(yù)定軌道后，航天員就離開返回艙進(jìn)入軌道艙開始工作和生活，等到需要返回地球時(shí)再回到返回艙內(nèi)。為了讓航天員可以安全返回地面，返回艙還配有降落傘和隔熱層。

“需要特別說明的是，返回艙在返回地球表面前，會(huì)與軌道艙分離;返回艙回到地面后，軌道艙一般會(huì)繼續(xù)在軌工作。最下面的一段是推進(jìn)艙，有時(shí)也叫設(shè)備艙，它的下面有用于調(diào)整飛船姿態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃料也儲(chǔ)存在這個(gè)地方，它的兩側(cè)還有為設(shè)備供電的太陽能板。和無人的航天器不同，整個(gè)載人飛船的設(shè)計(jì)都要緊緊圍繞‘載人二字，要特別考慮保護(hù)航天員的生命和健康。比如艙內(nèi)要維持使人舒適的溫度，還要密封增壓，讓飛船在幾乎真空的宇宙環(huán)境中內(nèi)部依然維持人類可以承受的氣壓。同時(shí)，載人航天的整個(gè)系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求都非常高，必須確保航天任務(wù)的整個(gè)流程安全穩(wěn)妥、萬無一失。”

壯壯問：“那軌道艙前面這個(gè)凸出的部分是做什么用的呢？”

大兵老師說：“你觀察得很仔細(xì)，這個(gè)部分叫作‘附加段，其實(shí)是為了驗(yàn)證飛船與其他航天器交會(huì)對(duì)接用的。從‘神舟七號(hào)開始，這個(gè)部分就換成正式的對(duì)接機(jī)構(gòu)了，飛船就是通過它和空間站進(jìn)行交會(huì)對(duì)接的?！?/p>

小菲搶著說：“老師，我還有個(gè)問題！我看過‘神舟五號(hào)的視頻，好像并沒有航天員楊利偉叔叔在軌道艙工作的畫面?。俊?/p>

大兵老師回答道：“是的，我國(guó)第一次執(zhí)行載人航天任務(wù)的飛船是2003年發(fā)射的‘神舟五號(hào)飛船，它把中國(guó)第一名進(jìn)入太空的航天員楊利偉送入了地球軌道。楊利偉的整個(gè)飛行任務(wù)時(shí)長(zhǎng)有21個(gè)小時(shí)，他一直都在返回艙的座位上。所以這次任務(wù)不但充滿了挑戰(zhàn)，還非常辛苦?！?/p>

小天說：“航天員真不容易??！如果我想成為一名航天員，都需要做哪些準(zhǔn)備呢？”

小菲挖苦道：“航天員首先得記性好吧。”

小天不高興地說：“我又不是每次都忘……”

航天員的選拔

大兵老師說：“有這樣的理想值得鼓勵(lì)。不過要想成為航天員可不容易，身體和心理素質(zhì)都要過關(guān)，還要接受很多專業(yè)訓(xùn)練才行?！?/p>

小天立刻忘記了剛才的不快，好奇地問：“都有哪些訓(xùn)練呢？”

大兵老師說：“一共包含八大類，下面又細(xì)分為五十八項(xiàng)訓(xùn)練。這八大類是……我也記不住了，還是讓神奇小屋顯示給你們看吧！唉，看來我以這記性也當(dāng)不了航天員了?！?/p>

大家聽到大兵老師的自嘲都笑了起來。

神奇小屋的屏幕上顯示出了八大類航天員訓(xùn)練的具體名稱：基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、體質(zhì)訓(xùn)練、航天環(huán)境適應(yīng)性訓(xùn)練、心理訓(xùn)練、航天專業(yè)技能訓(xùn)練、飛行程序與任務(wù)訓(xùn)練、救生與生存訓(xùn)練和大型聯(lián)合演練。

“哇，這么多，感覺好難??！”小天有點(diǎn)兒泄氣了。

大兵老師解釋說：“也不用害怕，想成為航天員的話，現(xiàn)在你只需要認(rèn)真學(xué)習(xí)，同時(shí)加強(qiáng)體育鍛煉，保持強(qiáng)健的體魄，將來也許就會(huì)夢(mèng)想成真。即使沒有真正成為一名航天員，有了知識(shí)和體魄，在任何一個(gè)工作崗位上，你都能勝任。”

小天又興奮起來：“老師說得對(duì)啊，我一定努力！”

大兵老師說：“之前我國(guó)航天員的選拔都是在飛行員中進(jìn)行，對(duì)身體和心理素質(zhì)的要求都非常高。但是隨著載人航天技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)入宇宙將會(huì)越來越安全、越來越舒適，將來普通人上天的機(jī)會(huì)也會(huì)越來越多的?！?/p>

小天開心地說：“那太好了，我們的機(jī)會(huì)還是很多的！”

小菲突然問小天：“那你現(xiàn)在說說，載人飛船由哪些艙段組成？”

小天撓撓頭：“這……我好像又沒記住……”