标签: 载人航天

一次性使用是安全性的保障

jiangming800403 2018-4-2 21:11

中 国载人航天为什么仍然选择几十年前的飞船模式，而没有跟随美国可反复入轨的航天飞机？主要是考虑了载人飞船的主要矛盾是安全性。而航天飞机的任务太多，无法保障安全性。特别是在最容易发生事故的升空和降落过程中，宇航员根本无法逃生。两次惨烈的航天飞机事故，牺牲了14名宇航员也证明了这一点。 一次性使用是安全性的有效保障。比如安全套就不会重复利用。越复杂的系统为了保障其安全和稳定性，子系统就越多，而且不同子系统之间相互独立，呈正交关系，在功能上不互相干扰。哺乳动物是生物进化的高峰，早期下蛋的哺乳动物继承爬行动物的泄殖腔，雌体的肠道、尿道、生殖道末端是合在一起的，在身体下面有一个共同的开口，被称为单孔目。更进步的哺乳动物，雌体的消化、泌尿和生殖系统是完全独立的，在身体下面有不同的出口。 转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自赵建民科学网博客。 链接地址： http://blog.sciencenet.cn/blog-595119-1099209.html

个人分类: 安全与健康|2207 次阅读|0 个评论

对“重型猎鹰”首飞的再思考

热度 23 lxu2800 2018-2-16 10:09

对“重型猎鹰”首飞的再思考 “重型猎鹰”的首飞引起了轰动，它重新点燃了人们探索深空的热情，激发了关于航天事业发展方向的再思考，真是从这个意义上，我要为“重型猎鹰”的首飞成功点赞。在众多有关“重型猎鹰”的评论中有三条值得与读者分享。 1）英国卫报专栏作家——Nathan Robinson：“观看一个亿万富豪化费9千万美元把一部十万美元的汽车送入太阳系远端，没有比这更能体验二十一世纪全球不平等的悲剧了。” 【There is, perhaps, no better way to appreciate the tragedy of 21st-century global inequality than by watching a billionaire spend $90m launching a $100,000 car into the far reaches of the solar system.】 2）美国华人学者网“文学城”——yaowangshanhaiguan：“在人类进入载人航天时代后的第57个年头，丧失该项能力的美国打一个假人上去，真是凄凉得令人唏嘘。” 3）中国科学网——某某大学教授的博客（该博文被精选并置顶）： 【国转民，军转民，契约精神，培育了来自民间的永不遏止的创新精神和进取动力。这几个方面最终集成在完善的市场经济的平台之上。正是这些因素，共同成就了马斯克“这个男人”，“这个男人以一己之力干翻了美俄中三个航天大国”。】 国内国外一些精英对“重型猎鹰”首飞成功的看法会有如此大的反差，真正是“令人唏嘘”。为什么同一事件会产生如此绝然不同的看法，背后的原因更值得深入的研究，这可能比研究事件的本身还要有意义。不过这是题外话了，我也是门外汉，还是把它留给社会学专业人士吧。 分析评价火箭必须先从火箭的引擎着手。重要的话要连说三遍，那么重要的数据至少也得连看二次吧？这里把俄中美的液氧煤油引擎的重要参数再次放在表中作一比较。从表中可以清楚看出SpaceX的“梅林1D”是推力小、比冲差、室压低，这无论如何不能算一款“干翻了”中俄的优秀引擎吧？无论怎样美化“梅林1D”，总也改变不了一个铁的事实：它的推力仅是中国YF100的百分之七十。 国家 型号 推进剂 循环方式 地面推力 (KN) 真空推力 (KN) 地面比冲 (m/s) 室压 ( MPa ) 中国 YF100 液氧煤油 分级燃烧 1224 1339 2942 18 俄国 RD-180 液氧煤油 分级燃烧 3800 4200 3051 25.6 美国 梅林 1D 液氧煤油 燃气发生器 845 914 2770 9.7 仅有一款资质平庸的引擎，靠大量捆绑在一起就能造就出一枚超一流火箭，还“干翻了美俄中三个航天大国”，这不是痴人说梦话吗？按这些人的逻辑，中国豈不是也可以用十多只小推力引擎放在国产大飞机上了吗？省得一直被公知们冷潮热讽说中国只会造没有“心脏”的飞机壳子了。天下真有这样的好事，家家都可造越洋大飞机，波音空客早就去喝西北风了。 没有高效大推力航空引擎就不会有越洋大飞机，同理，没有高效大推力火箭引擎就造不出超级重型火箭。“重型猎鹰”不可能是一枚优秀的超级重型火箭，这是被他自己的基因——它使用的那款“梅林1D”引擎——所决定了的。梱绑难成夫妻，梱绑大量引擎难成一枚优秀的火箭。梱绑大量引擎的致命缺陷是：1）降低火箭的推重比影响整体效率；2）增加故障几率；3）火箭上升时的振动问题变得更为严重复杂，不适合用作载人航天。 尽管马斯克一再宣称“重型猎鹰”是除了土星五号以外最强大的火箭，但是这次首飞把一轮重不足2吨的小汽车送入绕日轨道，实在令人失望。就像衡量一个举重运动员的真实水平凭的是他究竟能举起多重的杠铃，而不是听他吹自己有多大的力气。 一般来说火箭首飞会使用配重，最合适的是放一罐子水进入太空，这即便宜、又安全、也不会污染太空。马斯克却偏不採用常规做法，送了轮他自己的樱桃紅色的特斯拉电动车进入太空，还美其名曰：“我喜欢汽车在星辰大海中无休止地漂流，或许它会在未来数百万年里被外星人所发现。”于是乎许多人被他的浪漫所感动，也有人指出这是为特斯拉汽车公司作的最好的商业广告。但极少有人能知道马斯克真正的苦衷。请从他的角度思考，首飞放配重，究竟放多少重合适？这是一道极难解的题，放多了他知道会出问题，放少又露了馅。马克思是绝顶聪明的商人，就送了轮二吨不到的小汽车上去，一招“瞒天过海”轻松地从两难困境中解脱了出来。如此一来，说他有浪漫情怀也好，认为是广告高手也罢，就很少有人会去质疑为什么首飞的载荷二吨多不到。 “重型猎鹰”的载荷究竟有多大，可能永远只能是个谜。SpaceX网站上的数据是他们自己算出来的，不是“重型猎鹰”举出来的。关于“重型猎鹰”63.8吨LEO和26.7GTO这组数据一直受到质疑，却从未见过公司有像样的回应。 网上有人对猎鹰9号的载荷能力作过分析。迄今为止猎鹰9号火箭发射的最重载荷是2016年3月5日执行的SES-9任务。在该任务中，载荷重5271千克。该任务的结局卫星是顺利入轨，执行回收任务的火箭第一级在回收试验中因燃料耗尽而坠毁在着陆平台之上。此次任务其实在很大程度上已经向外界泄露了猎鹰9FT版运载能力的极限。如果放弃华而不实的回收操作，拆除用于执行该任务的设备，并且不预留用作回收的额外燃料，猎鹰9号最大GTO运力当在6吨以下 。 因为 重型猎鹰 = 猎鹰9号+猎鹰9号+猎鹰9号，重型猎鹰的最大载荷一定小于三只猎鹰9号的总和，估计它的GTO当在15吨左右。SpaceX官网所宣称26吨的GTO运力，无论从哪个方面看都是匪夷所思。估计公司方面也意识到了这点，为了支撑其数据的真实性，宣称重型猎鹰将使用“推进剂交叉输送技术”（Cross-Feeding）。 但是这次“重型猎鹰”并未使用所谓的“推进剂交叉输送技术”，究竟何时使用，只有天晓得。马斯克的真真假假、假中有真、真中有假的手法玩得可谓炉火纯青，他把重型猎鹰宣传成为世上最强的运载火箭，而且还是可回收的成本最低的火箭。给人们的印象是重型猎鹰是枚兼具以上两个优点的完美的运载火箭。事实上，重型猎鹰作回收时同步轨道运载能力仅2吨多，连重型火箭都算不上；而为了达到最大运载能力，则什么回收也谈不上。 马斯克的话都只能当故事听听，当不了真。他说过，要放4千多颗卫星组成全球WIFI，让全球人可以高速接入互联网；他又说过，他要用他的火箭以27000公里时速把旅客从纽约送到上海，仅需39分钟；他还说过，他要建造真空管道（高速胶囊列车）把旧金山到洛杉矶的通行时间缩短到35分钟。他描绘的图景一幅比一幅动人，但绝大多数都是镜中花水中月。奇怪的是有关他的一些故事都变成了大众的心灵鸡汤，不少人还喝得美嗞嗞，中国的公知们功莫大焉。 就在“重型猎鹰”首飞的第二天，在美国商业空间会议(annual Commercial Space Conference from February 7-8, 2018)上的一些专家尖锐指出：这辆重型车辆（指重型猎鹰）似乎太小，无法运送乘员或将大件货物运送到深空；与此同时，为今天这一代小型卫星服务似乎又太大了。 这段评论确实击中了“重型猎鹰”的软肋。我在前文中也反复强调，“重型猎鹰”根本无力担当起未来深空探索的重担，它不能为重登月球和火星之旅作出任何有价值的贡献。这一点实际上也为马斯克最近的表态所证实。去年秋天，马斯克公布了重型猎鹰的替代计划——BFR(Big Falcon Rocket)。马斯克说，SpaceX的所有资源都将投入到BFR的研制过程中，接着在佛罗里达州他再一次表示，公司决定放弃猎鹰重型的载人计划，会将这些任务转移到BFR。原定在2018年的某个时候使用重型猎鹰发送两名付费游客去绕月轨道的计划已被取消。 重型猎鹰用作一般卫星发射又太大了一点。近年来，电子技术的飞速发展使得卫星越做越小，卫星发射市场需求已经发生了很大的变化，大型重载卫星的发射任务明显减少。商业卫星运营商越来越追求通信和遥感卫星小型化。五角大楼和国家安全部门的客户也担心，数十亿美元的大型卫星将面临中俄攻击的潜在威胁。美国战略司令部负责人约翰·海登说，我不会支持购买多用途的大型卫星。在过去的几年里，五角大楼只发射了一两颗超重的卫星。重型猎鹰又能去哪里找合适它的市场？ “重型猎鹰”就像一个三流大学刚毕业的大学生，高不成低不就，在航天领域进退两难处于十分尴尬的境地。就这样一枚火箭，却在中国国内出尽了风头，在这一点上，马斯点确实创造了奇迹。难怪国外有人评论，SpaceX是三流的技术，二流的财务，一流的公关。 一个企业，无论私企国企，没有长期基础研究的投入，没有过硬的技术，它就不可能有真正意义上的创新。靠一流公关泡制出来的创新其实与忽悠仅 隔 一层纸，这种创新不要以罢。如果说一定要在“重型猎鹰”首飞中找到什么经验教训的话，那就是中国的航天业界更应坚持自己的道路，练好内功、夯实基础，打造出有中国特色的大推力液氧煤油和液氧液氢火箭引擎。祝愿中国航天人砥砺奋进、行稳致远，为人类的深空探测作出贡献。 数据更新：中新网2017年7月5日报道，当地时间7月5日7点37分，该公司搭载Intelsat 35e通信卫星的猎鹰--9号运载火箭佛罗里达卡纳维纳尔角航天基地的LC-39A成功发射，据悉，这次任务发射的卫星是Intelsat 35e地球同步轨道通信卫星，猎鹰-9火箭负责将卫星送入同步转移轨道(GTO)，然后由卫星依靠自身动力完成同步轨道定点。Intelsat 35E卫星是基于波音BSS-702MP平台的通信卫星，重6.76吨，这也是太空探索首次发射IntelSat公司的卫星。这次猎鹰9号火箭就搭载了其有史以来最大的一颗卫星。

个人分类: 科普集锦|12886 次阅读|50 个评论

贺“天神之吻”，随FITEE特邀文章探秘载人航天先进控制方法

热度 1 zyzhai 2016-10-19 10:45

相继于9月15日、10月17日成功发射的天宫二号和神舟十一号飞船，于北京时间10月19日凌晨成功实施自动交会对接，这意味着中国向建成国际空间站的目标迈进一大步。 中国工程院院刊 《信息与电子工程前沿（英文）》 2016 年第 9 期发表了负责神八、神九、神十号飞船与天宫一号对接的 解永春 研究员团队撰写的特邀综述文章 “先进控制方法在航天器上的应用：进展、挑战和未来发展” 。该文全面调研了目前已发射航天器所采用的先进控制方法，旨在为从事航天器先进控制理论研究的学者和从事航天器型号研制的工程师搭建沟通桥梁。 据中新网报道： 今天的交会对接是一个非常复杂的过程，包含一系列的步骤，让两个8吨多的“大家伙”在太空中以每秒7.9公里左右的飞行速度下完美对接在一起，过程无异于是在太空中穿针引线。 神舟十一号是在经过5次变轨后，到达天宫二号后方约52公里左右的位置，两个8吨重的“大家伙”进入自动控制状态，由飞船加速追赶天宫二号。为了安全起见，两个“大家伙”在距离5公里、400米、120米和30米共四个停泊点处减速调整。 在神舟、天宫追追停停的过程中两名航天员并没有闲着，他们首先回到返回舱穿上航天服并将返回舱和轨道舱之间的舱门关上。等到在相距120米的停泊点处，两名航天员处于随时备份状态，准备手动控制干预。到相距30米的停泊点处，神舟十一号飞船伸出捕获索，伸到天宫二号卡板上面，捕获索慢慢收缩，将飞船和天宫慢慢拉近，然后进行交会对接。 凌晨3时24分，神舟十一号与天宫二号对接环接触，在按程序顺利完成一系列技术动作后，对接机构锁紧，两个飞行器建立刚性连接，形成组合体。 在成功对接3个小时之后，航天员逐步打开轨道舱前舱门、天宫二号实验舱舱门后，景海鹏顺利进入天宫二号，成为第一个进入天宫二号的航天员。几分钟后，陈冬也进入天宫二号。两人在天宫二号里向全国人民问好。 北京控制工程研究所作为我国最早从事航天器研制的单位之一，在卫星姿态与轨道控制技术、飞船逃逸救生控制技术、月球探测器轨道控制技术、手动和自动交会对接技术、再入返回控制技术等方面处于世界先进行列。该所吴宏鑫院士提出的特征建模理论，开创了一套新型控制理论框架体系，揭示了线性定常物理对象差分方程系数的客观规律，解决了线性反馈控制在线参数辨识的工程可行性问题。经过该所以解永春、胡军为代表的一大批专家的发展，特征模型的研究突破了建模和控制理论在实际应用中的瓶颈，目前已成功应用于天宫一号与神舟飞船的交会对接任务，以及神舟飞船、嫦娥五号试验飞行器的返回再入任务。 编辑部邀约到中国空间技术研究院北京控制工程研究所解永春研究员团队（负责神八、神九、神十号飞船与天宫一号对接）撰文 “ 先进控制方法在航天器上的应用：进展、挑战和未来发展 ” ， 发表在 2016 年第 9 期中国工程院院刊《信息与电子工程前沿（英文）》 （前身为《浙江大学学报英文版 C 辑（计算机与电子）》）。该文对目前已发射的航天器所采用的先进控制方法进行了全面调研，旨在为从事航天器先进控制理论研究的学者和从事航天器型号研制的工程师搭建一座沟通的桥梁。一方面为从事航天器控制系统设计的工程师提供先进控制方法的实际应用案例，同时帮助相关理论研究的学者们有效地避免脱离工程实际的假设。 航天器控制的理论研究和工程应用长期存在脱节现象。一方面，针对航天器挠性、结构摄动、未知环境干扰等问题，学者们开展了大量的研究工作，取得了显著的研究成果。另一方面，世界各国在轨运行的各类航天器中， 99% 以上都采用传统的 PID 控制加结构滤波器方法。可见，在航天器控制领域，理论研究并没有得到很好的工程转化，而实际航天器的研发过程中，对先进控制方法的应用，一直较为保守。本文作者立足工程实际，充分调研国内外在轨航天器中先进控制方法的应用及实现情况。涉及到的航天器型号涵盖日本 ETS VI ，美国 MACE 、哈勃太空望远镜，以及中国的神舟飞船和嫦娥五号试验飞行器等航天大国的著名航天器。所采用的先进控制方法包括 LQR 最优控制， H 2 / H ∞ 鲁棒控制， μ 分析，以及自适应控制方法等。通过大量的调研发现，针对航天器不同的控制难点， H 2 / H ∞ 控制方法对处理航天器挠性问题具有较好的效果， LQR 控制方法在航天器的优化控制中应用案例最多，而针对航天器的参数不确定问题，自适应控制方法能够很好地适应参数大范围变化的情形。 更多内容，请访问 http://www.zju.edu.cn/jzus/article.php?doi=10.1631/FITEE.1601063 Xie, Y.C., Huang, H., Hu, Y., et al. , 2016. Applications ofadvanced control methods in spacecrafts: progress, challenges, and futureprospects . Frontiers of Information Technology ElectronicEngineering , 17 (9):841-861. http://dx.doi.org/10.1631/FITEE.1601063 解永春，1989年获清华大学工学学士学位，1991年和1994年分获中国空间技术研究院北京控制工程研究所工学硕士与博士学位。现为北京控制工程研究所研究员、博士生导师，任神舟飞船GNC（制导、导航与控制）系统、交会对接GNC系统主任设计师，参与了神八、神九和神十载人飞船与天宫一号的对接任务，出色完成了飞船自主交会对接技术方案设计，为后续空间站、货船、探月三期交会对接等任务奠定基础。

1863 次阅读|2 个评论

从航天大国走向航天强国

热度 5 lunarsoil 2016-5-9 22:28

从航天大国走向航天强国 出品：科普中国 制作： 中国科学院国家天文台 郑永春 监制：中国科学院计算机网络信息中心 经国务院批准，自2016年起，将每年 4月24日 设立为“中国航天日”。从此，航天将走进每个普通人的生活。 中国航天日为什么选在4月24日？ 这得从46年前说起。1970年4月24号，中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”，成为继苏、美、法、日之后第五个把卫星送上天的国家，正式成为“太空俱乐部”的一员。几亿中国人从收音机里听到了“东方红，太阳升”这首从太空传回地球的电子音乐。80后或90后的你可能会觉得陌生，但在那时的中国人心中，这是一个激动人心、无比自豪的日子！每当卫星经过夜空，全国人民都翘首仰望，收听这首他们熟悉的乐曲，这一刻成为陷于文革困顿中的亿万国人最惬意的时刻。 图1 “两弹一星功勋奖章” 时至今日，“东方红一号”仍在围绕地球飞行。在天气晴好的日子，许多天文爱好者每年都会拍摄经过祖国上空的这颗“爱国星”！虽然当年为这颗卫星发射奉献了青春和智慧的很多人已经不在了，但他们留下的“热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于登攀”的“两弹一星”精神，将永远激励今天的中国航天人。 人造地球卫星、载人航天与空间站、月球与深空探测是航天事业的三大领域。随着人造地球卫星技术的逐渐成熟，1992年9月21日，中国开始实施载人航天工程，于是，全世界看到了一部史诗级的载人航天大片。 1999年，我国发射第一艘不载人试验飞船神舟一号； 接着，神舟二号、三号、四号连续突破和验证载人航天的关键技术； 2003年，杨利伟驾乘神舟五号飞船，成为第一位进入太空的中国航天员。 图2 2003年10月15日，胡锦涛总书记在酒泉卫星发射中心与执行首次载人航天飞行的神舟五号航天员杨利伟挥手 之后的剧情更是实现了“花式跳跃”: 2005年，神舟六号实现多人同时飞天； 2008年，神舟七号实现航天员出舱活动； 图3 2008年9月27日，执行神舟七号载人航天飞行出舱活动任务的航天员翟志刚出舱后挥动中国国旗 2011年，神舟八号成功对接天宫一号； 2012年，我国首位女航天员随神舟九号进入天宫一号； 2013年，神舟十号搭载三位航天员再次进入天空一号进行科学实验，美美的航天员阿姨还专门给全国小朋友上了一堂妙趣横生的太空课！ 图4 2013年6月21日，神舟十号航天员王亚平为全国青少年进行太空授课 在20多年的任务实施过程中，载人航天工程形成了“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神，未来将朝着建设空间实验室和建造载人空间站的目标前进。 不管是人造卫星还是载人航天工程，都是环绕地球运行的。脱离地球引力，飞向遥远的深空，成为中国航天的必然选择。月球是离地球最近的天体，也是地球唯一的天然卫星。皎洁的月光、嫦娥奔月的美丽神话，寄托了中国人对亲人的牵挂和对故乡的思念。2007年10月24日，我国第一颗月球探测卫星嫦娥一号成功发射，神秘的月宫终于迎来了中国人的首次探访。 图5 2007年嫦娥一号卫星发射 我国的探月工程分为“绕、落、回”三步走。嫦娥一号和2010年10月发射的嫦娥二号，是“绕”月探测的第一阶段。2013年12月2日，嫦娥三号成功发射，萌哒哒的玉兔号月球车成功登陆月球并实现自动驾驶，成为上世纪六七十年代阿波罗登月以来人类航天器首次登陆月球，标志着“落”月探测获得圆满成功。 图6 2010年发射的嫦娥二号卫星不仅探测了月球，还实现了近距离探测图塔提斯小行星 图7 嫦娥三号任务的玉兔号月球车 1970年东方红一号卫星发射，开创了中国航天的第一个里程碑；2003年神舟五号载人飞船成功飞天，开创了中国航天的第二个里程碑；2007年嫦娥一号绕月探测卫星的成功发射，开创了中国航天的第三个里程碑。46年来，中国已成功发射了200多颗卫星、10艘飞船和1个空间实验室。其中，“北斗”系列导航卫星、“高分”系列对地观测卫星、“风云”系列气象卫星、海洋卫星、资源卫星等应用卫星，助力经济发展，服务国家安全；“悟空”暗物质探测卫星、“实践十号”微重力科学实验卫星等，推动我国空间科学迈向世界先进水平。长征五号、长征六号、长征七号等新一代火箭，正在托起中国航天的未来。 图8 2013年6月24日，习近平同神舟十号航天员亲切通话 雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。从1956年到今天，我国航天事业已经走过了60年，建立了运载火箭、飞船、卫星、地面应用、测控通信与发射场等完整的航天工业体系，实现了全面自主发展，成为名副其实的航天大国。 “航天梦、中国梦”。2016年，我国第一次设立中国航天日，航天开始走下神坛，与每一个普通人的生活发生交集。2016年，也是中国航天的“大年”，我国将实施20多次密集发射任务，神舟十一号飞船将与天宫二号空间实验室将进行交会对接。2017年，“嫦娥五号”将从月球取样返回。2018年，嫦娥三号的备份星“嫦娥四号“将实现人类航天器首次登陆月球背面。2020年前后，中国将建成属于我们自己的空间站。 中国航天，正在迈步走向建设航天强国的伟大征程。 以下视频为国家天文台郑永春、北京人民广播电台段玉龙、专业视频制作者杨傲飞合作出品，以纪念第一个中国航天日，请在wifi情况下收看，土豪随意！ “科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。 本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。 《科学青年》： 为未来而生 供稿邮箱：451239743@qq.com

4481 次阅读|5 个评论

地球妈，我们仨回来了

热度 2 lunarsoil 2016-3-2 20:36

地球妈，我们仨回来了 一、太空推再也看不到了 今天，北京时间3月2日中午12时25分，在太空生活了将近一年的航天员斯考特.凯利和其他两名俄罗斯航天员回到了地球。昨晚临睡前，凯利从国际空间站发表了最后一篇简讯：“地球，明天我将回到你的怀抱，晚安。” 本次返回地球的共有3名航天员，其中包括：美国航天员凯利、俄罗斯航天员米哈伊尔·科尔尼延科（Mikhail Kornienko），他们俩已在空间站生活了340天，开展了400多项科研试验，欣赏了10944个日出日落，绕地球运行了2.3亿千米。美国宇航局电视台NASA TV向全球媒体和公众全程直播了太空英雄们返回地球的实况。 在太空生活的一年时间里，凯利保持了每天发表一篇推特简讯的习惯，把自己在太空中的生活和拍到的风景分享给大家，被粉丝们称为“太空推”。一些人甚至养成了每天看完韩剧和凯利在太空推中的晚安后才能入睡的习惯，而今，凯利回到了地球，太空推是看不到了。但还有三位航天员驻留在国际空间站，希望他们能继承凯利的衣钵，继续分享他们的太空生活。 凯利在国际空 间站拍到的日出美景，并通过太空推分享给全世界的太空爱好者 按照以往惯例，航天员在国际空间站连续生活的时间一般在半年以内，而此次凯利（左）和科尔尼延科连续在太空连续生活了近一年，是其他美国航天员太空生活时长的两倍。生活这么长时间的原因，是为了研究长期太空生活对人体的影响，为航天员适应飞往火星的长期旅行奠定基础。 航天员在太空生活一方面开展各类科研试验，另一方面他们本身就是科学家的研究对象，似乎类似医学上的小白鼠。所以，美国航天员凯利与俄罗斯航天员科尔尼延科实际上是代表人类在开展太空生活试验，所以他们也是全人类的英雄。 以凯利和科尔尼延科为对象的研究将持续三年时间。在离开地球、进入太空前的一年时间内，科学家们已经连续采集他们的血液、尿液、唾液以及其它样本，获得各项生理数据。在太空生活期间，他们采集了同样的样本和分析数据。从今天回到地球开始，科学家将在未来一年继续采集他们的各项生理数据。这一研究的主要目的是了解人类在长期太空生活中的反应。 随着凯利和科尔尼延科回到地球，他们在太空生活的各项生理数据分析早就已经开始，这一研究过程将长达数月甚至数年，并陆续发表。这两位航天员在太空生活中采集的生理样本并没有全部回到地球，有些还会存储在空间站上的冰库中，等待下一次任务才会返回地球。 二、希望人类早日登陆登陆火星 　　 火星是太阳系中与地球最为相似的行星，也是未来唯一有可能实现太空移民的星球。因此，载人登陆火星将是世界航天事业在未来二十年内最重要的目标。但由于地球和火星之间的遥远距离，人类往返火星的旅行需要长达500天的时间。航天员如何适应长期的太空旅行，如何确保他们的身体健康，如何使他们在长期旅行之后还有很好的工作状态，这是人类登陆火星之前需要了解的基本问题。 载人登陆火星是世界航天事业在未来20年内最重要的目标 此前的研究表明，航天员的身体可以适应连续太空生活半年。但如果连续生活一年以上，航天员的身体会出什么问题呢？微重力条件下他们的视觉、骨骼、心理会有什么变化？如何干预和应对这些变化？凯利和科尔尼延科的太空生活，将证明人类可以适应更长时间的太空旅行，降低人类登陆火星的技术风险。随着生命科学近年来取得十分瞩目的进步，精准医疗、基因技术等生物技术也首次应用于对凯利和科尔尼延科的研究。 虽然在苏联的和平号空间站上，已经有四位俄罗斯航天员在太空生活长达一年。分别是1994年1月至1995年3月，Valery Polyakov连续生活438天；1998年8月至1999年8月，SergeiAvdeyev连续生活380天；1987年12月至1988年12月，Vladimir Titov与Musa Manarov连续生活366天。相比之下，美国航天员在太空生活时间一般不超过半年，凯利是第一位连续太空生活时间达一年的美国人。 　 美俄领导人在地球上总是争执不断，但两国航天员在国际空间站却合作顺利。这是凯利和科尔尼延科一起庆祝他们太空生活300天 三、原来航天员大叔还有一个孪生哥哥 美国航天员凯利还有一个在地球上的双胞胎哥哥马克，也曾经是一名航天员，现已退役。凯利在国际空间站生活和工作的一年内，马克作为试验对象，在地面上配合开展对比研究。凯利在国际空间站生活期间，需要经常采集自己的血样、尿样、唾液样本，并分析这些样本；他要进行 眼部扫描和超声波扫描（B超），记录睡眠状况，穿上负压裤研究体液转移情况；他要将这些分析 数据记录在案并传回地球。科学家将对比研究太空生活和地球生活在生理指标、身体行为、人体微生物组成、心理健康等方面的差异。 此外，凯利还参加了 运行SPHERES机器人、协助部署立方体卫星、测量空间站中的声音和太空辐射、 负责照看植物栽培箱中的两颗作物等科研任务。同时，国际空间站已经连续运行十多年了，部分器件和设备已经老化，故障不断，需要进行常规性的更换和维修工作，有些工作还需要出舱进行太空行走才能完成。 凯利在太空中照看的作物开出了漂亮的花朵，由于没有重力的影响，太空中的花朵开得更加自如，花瓣也与地球上的花瓣有所区别 凯利（右）和他的双胞胎哥哥、曾经的航天员马克，一起参与太空生活和地面生活的对比试验 四、终于能吃上黄瓜了 每个人心中都有一个飞翔的梦想，每个人内心深处也都有一个太空的梦想。虽然有一辈子不曾看到的风景，但真实的太空生活其实简单而又枯燥。凯利和科尔尼延科在太空生活期间，既没有什么可吃的，也不能想吃就吃。他们的食谱只有袋装和灌装两种，食物摄入量受到严格控制，刚刚够他们身体所需的营养，喝水也是定时定量，只能用吸管挤着喝。更为悲催的是，太空里可没有自来水，他们今天喝下去的水，排泄出来净化之后明天还要继续喝下去，虽然水的成分是两个氢原子和一个氧原子组成的纯净H2O。 太空中的航天员食谱不是灌装就是袋装 结束太空生活了，凯利和科尔尼延科终于将要迎来他们日思夜想的家乡美食。但在他们走出太空舱的时候，通常只能得到一根黄瓜或一片水果。然后进行一系列的健康检查，在凯利回到他位于休斯顿的家中，他才可以自主选择和享受期待已久的美食。 太空生活中，航天员的肌肉和骨骼会在失重环境下逐渐萎缩。虽然，国际空间站也有专门“健身房”，有一套独特的太空健身法来锻炼身体，但肌肉萎缩和钙的流失仍然不可避免。回到地球后，凯利和科尔尼延科将立即参加一项名为“长时间太空飞行后的功能性感知运动性能的恢复测试”的现场测试。在回到休斯顿的约翰逊航天中心后，他们将参与功能性任务测试，评估人体在失重环境下长期生活后的影响。此后，逐渐加大力量训练，并注意身体的日常调理。在长期的太空生活后，这些人类的航天英雄们需要好好地休养生息。 太空中的凯利在自拍 五、接下来要看中国的 国际空间站是由十六个国家联合建设的太空设施，但这一国际合作计划长期排斥中国加入。独立自主、自力更生的中国航天人具有与生俱来的勇气，要凭自己的实力，赢得国际航天界的尊重。 始于1992年的中国载人航天工程目前已经取得了突破性的进展，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船进行了成功的对接，航天员在太空连续生活15天。而从今年夏天开始到明年年中的一年时间里，将是中国载人航天发力的一年，将先后执行四次发射任务。两名航天员将乘坐神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室进行交会对接，新研制的长征七号火箭将发射天舟一号货运飞船，为空间实验室进行在轨“加油”（燃料加注）和货物补给，航天员在轨生活时间将达到一个月。 空间实验室建设是我国载人航天的重要一步，在空间实验室之后，2020年左右中国将建成自己的空间站。届时，国际空间站或已退役，中国空间站将成为人类在太空中唯一的家。当然，太空探索是全人类共同的事业，国际合作是太空探索的重要内容。中国空间站在设计之初，也为未来开展国际合作提供了接口，其他国家的舱段和飞船也有可能与中国空间站对接，利用中国空间站为人类的太空事业做出贡献。 　　 出品：科普中国 　　 制作：中国科学院国家天文台 郑永春 　　 监制：中国科学院计算机网络信息中心 “科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。 《科学青年》 用温度让人温暖 用深度让人思考 用态度让人信服

6060 次阅读|2 个评论

为什么需要载人登月

热度 1 chenzhao 2014-2-14 11:11

关于载人登月的科学、政治、经济意义，许多其它文章都说过了，我只想讲人们心灵上需要的两点： 1. “感受”的价值绝不亚于“认识” 不载人的航天探索，可以给我们带来关于地球以外世界的“认识”。但是“感受”不一样，非得亲临现场才能体验。譬如黄山也好，有许多纪录片、风景照，其它人写的游记都记载过了，有必要亲自去吗？是否可以通过下载谷歌地图来游览？但是每年游客络绎不绝地前往访问，不顾及旅途劳顿、也不在乎金钱花费，冒着天气不好，拍照不理想的风险...... 这一切说明，人的本性里面，关于某个事物的“认识”是取代不了“感受”。感受是一种独特的价值，只有亲自体验才能知道，而且多半是不能言传的。 假如上世纪69-72年登月的宇航员全部不幸辞世了，而后续没有任何宇航员登月。那么全人类作为整体而言，也将失去对月球的直接“感受”，这是人类精神财富上一个巨大的损失。 2. 人类有“英雄情结”，人类需要能够普遍唤起公众的有意义的、非暴力的、进取的英雄形象。 如果没有甘冒风险的英雄出现，人们会感到普遍的空虚和无聊。现代社会中，狩猎早已变成残忍的杀害野生动物，而失去了英雄的价值； 战争总是与征服和破坏，屠杀同类相伴，在二战后普遍的和平要求中，也早已算不得英雄。于是，极限运动作为一种能够让参与者冒着伤亡风险的活动出现，吸引了大量拥趸。但是极限运动本质上是游戏，除了感兴趣者之外，其意义和价值难以唤起公众普遍的爱好。 那么其它类型的英雄:抢险救灾、反抗不公， 总之，是与人类的灾祸相联系的。他们的壮举尽管伟大，但是假如没有灾害、也没有英雄，那似乎更好。 真正有意义的英雄在哪里？——唯有在代表全人类进行太空探索上，这种冒着生命风险的行为是非暴力的、有深远意义的，并且与未来人类的幸福相联系，而且最能唤起全部公众的热情。如果缺少了这一类的英雄，我们的社会价值取向是不完整的。 正像旅游、兴趣爱好反映了在物质基本需要得到满足后，个体人类对自我的关照一样；进行载人登月这样一次探险，无论成败，心理层面上面的收获是不可估量的。所以在分析其利弊得失时，请切勿轻忽了巨大的情感价值、审美价值，社会效益。

6130 次阅读|1 个评论

[转载]第64届国际宇航大会在京开幕

alick1 2013-9-25 21:22

　【中国载人航天工程网 9月23日】由国际宇航联合会（IAF）、国际宇航科学院（IAA）、国际空间法学会（IISL）、中国宇航学会联合主办的第64届国际宇航大会（IAC），于2013年9月23日至27日在北京召开。本届大会的主题是“推动航天发展，造福人类社会”。来自中国、美国、俄罗斯等74个国家和地区的航天界领军人物、专家学者、企业家和青年学生约3600人参加。 　　国家副主席李源潮、全国政协副主席韩启德出席大会开幕式。李源潮代表习近平主席和中国政府欢迎国际宇航界的科学家。他说，中国愿同世界各国分享发展航天技术促进经济发展的经验，秉承合作开发、共享太空理念，加强航天国际交流与合作，和平利用太空，共谋人类福祉。 　　李源潮表示，人类永远有探索未知的理想，科学永远不会停留在某一点上。宇宙探索是人类共同的事业，代表了人类对未知世界的追寻。航天人追求真理的探索精神、科学精神、创新精神是航天事业之魂，坚守这种精神，人类迈向太空的步子才能更大、更远。 　　李源潮强调，太空资源是全人类的共同财富，共享太空是各国的平等权利。航天技术用于和平是人类之福，用于战争是人类之祸。当前人类面临的自然灾害、资源匮乏、环境污染、空间威胁等共同挑战越来越多，开发利用太空应以和平为本，谋求民众福祉，促进所有国家的福利和利益。而航天科技在和平利用、造福民众的同时，也获得了发展的持久动力和广阔空间。 　 国际宇航联主席樋口清司、中国国家航天局局长马兴瑞分别在开幕式上致辞。第64届国际宇航大会中国组委会主席、中国宇航学会理事长许达哲主持大会开幕式。 开幕式上，国际宇航联授予中国国家航天局局长马兴瑞“爱伦•艾米尔奖”，以表彰其在国际航天技术合作方面所做的杰出贡献；授予爱德华•斯通“世界航天奖”，以表彰其对宇航技术发展作出的特殊贡献。 　　本届国际宇航大会吸引了来自世界各国、各地区的航天政府机构、企业、科研院所、高等院校的领导、专家、学者、工程技术人员及其他相关人员参会。人类第一个登上月球的飞行乘组成员巴茨•奥尔德林，欧洲资深航天员托拉斯•莱特，执行美国航天飞机最后一次飞行任务的女航天员桑德拉•马格努斯，包括美国国家航空航天局局长查尔斯•博尔登、欧洲航天局局长让•雅克•多尔丹以及俄罗斯联邦航天局副局长萨维利耶夫等在内的多名重要航天国家的航天局长、议会议员等，出席大会并将就人类航天发展发表各自的见解，同时参加一系列与公众互动的活动。 　　第64届国际宇航大会将召开7场全体会议：航天局长全体会议，中国航天发展及展望专场，工业界领导及下一代专场，女性航天五十年成功故事，天基监测干旱、沙漠化和其对粮食安全的影响，空间太阳能的全球进展与机遇，国际创新在促进人类太空探索方面发挥的作用。举行三场亮点报告：中国北斗卫星导航系统，国际空间站的前十个研究成果，爱德华•斯通作关于旅行者一号飞入星际空间的报告；以及包括中国神舟十号载人航天飞行在内的两场最新进展报告。会议期间还将举办多场展览会，中国国家航天局、中国载人航天工程办公室也将展示中国航天最新成果。 　　国际宇航大会已连续举办63届，是世界航天界的盛会。第64届国际宇航大会共收到3675篇论文，创历史新高。其中1249 篇论文将到场口头陈述，其中中国311篇；论文海报张贴318篇，其中中国217篇。 　　中国曾于1996年成功举办第47届国际宇航大会及航天展览会，至今已过去17年。17年间，中国航天事业实现了跨越式发展，运载火箭、载人航天、月球探测等重大航天工程取得突破性进展，空间技术、空间应用和空间科学整体水平大幅跃升，经济与社会效益显著提高。第64届国际宇航大会将极好地展示、宣传中国航天，提升中国航天的影响力；加强中国航天科技工作者与各国同行的广泛交流；促进中国航天各单位与各国航天组织、机构、企业的交流与合作；推动中国航天技术的自主创新。 http://www.cmse.gov.cn/news/show.php?itemid=3634 第64届国际宇航大会航天局长论坛在京举行 【中国载人航天工程网 9月23日】23日下午13时，第64届国际宇航大会航天局长论坛在北京召开，来自中国航天局、美国国家航空航天局、欧洲航天局、日本航天局、俄罗斯联邦航天局、印度航天局的局长出席会谈并回答了相关提问。 　　各国航天局局长简要介绍了航天领域的最新进展和未来计划。中国工业和信息化部副部长、国家航天局局长马兴瑞回顾了中国航天发展历程，并介绍了中国发射嫦娥三号卫星，实现月面软着陆和月面采样返回的计划。他表示，未来五年中国航天将统筹规划、合理部署各种航天活动，继续实施载人航天工程，逐步建立短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室。中国政府一直把航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分，予以鼓励和支持。2012年9月以来的一年间，中国成功进行了14次运载火箭发射，将24个航天器送入太空。载人航天、月球探测、北斗导航、高分专项等航天重大科技工程取得了突破性进展。 　美国国家航空航天局局长查尔斯•博尔登介绍了《全球探索路线图》、航天员选拨、月球大气与粉尘探测器（LADEE）发射、开发商业乘员运输能力的相关情况，并展望了未来火星探测计划。俄罗斯航天局副局长回顾了俄罗斯利用遥感技术和遥感数据在对地观测、灾难控制方面的努力，并提出俄罗斯2030年前的空间活动计划，他表示，俄罗斯新建的航天发射场将于2015年启用，新一代载人飞船计划2018年首飞，2020至2030年间，俄罗斯将建成可重复使用的航天发射系统。印度航天局长介绍说印度已经完成了环火星轨道运行的准备工作，计划10月下旬发射火星探测器。 　　在谈到与中国的航天合作时，查尔斯•博尔登指出，“空间竞争的时代已经成为过去时，合作需要耐心，我们正在积极推动与中国和各方的合作。” 　　各国航天局局长还探讨了未来一年内各国航天机构所面临的最大挑战。中国国家航天局局长马兴瑞指出中国航天面临的最大挑战是航天运输系统，中国目前的航天运输系统运载能力约10吨级，希望未来两年左右时间内能达到25吨级；查尔斯•博尔登指出资金是美国国家航天局面临的最大问题；欧洲航天局多尔丹则表示，如何在成功和创新之间找到平衡将是摆在欧洲航天局面前的最大难题。 　　多国航天局长会议结束后，国际航天教育委员会（ISEB）组织和青年学生与航天局长们进行了对话。各位航天局长回答了学生们的提问，并就航天科技、航天教育普及、女性在航天事业发展中承担的比重、航天应用等方面的问题征集学生们的建议。（尉艳娟 刘爽） http://www.cmse.gov.cn/news/show.php?itemid=3637 中国载人航天以开放姿态开展国际合作 ——王兆耀主任在64届IAC中国航天专场作报告 【中国载人航天工程网 9月24日】9月23日，第64届国际宇航大会中国航天活动发展与展望专题报告交流会在国家会议中心举行。中国载人航天工程办公室主任王兆耀在报告中向与会的3000余名会议代表介绍了中国载人航天飞行任务实施情况及载人空间站建设进展情况，并表示中国载人航天正以开放的姿态积极开展国际交流与合作。 　　王兆耀在报告中说，在圆满完成载人航天工程二步一阶段之后，中国载人空间站工程近三年来取得较大进展。目前已完成载人空间站工程总体和主要系统的方案论证工作，正在进行天宫二号空间实验室、空间站、货运飞船、长征五号B和长征七号运载火箭等主要新研飞行产品的关键技术攻关、试验验证和产品试制，新建的海南航天发射场等系统也正在按计划推进，工程整体进展顺利。 　　王兆耀强调，坦诚的交流和广泛合作有助于推动世界载人航天更好发展。中国一贯主张在相互尊重、平等互利、透明开放的原则基础上，积极开展载人航天领域的国际合作。中国载人航天实施以来，先后与多个国家、地区和国际组织开展了广泛的技术交流，在航天医学研究、空间科学实验、航天员选拔训练等领域均开展了务实的合作。在空间实验室与空间站建造与运营阶段，我们将以更加开放的姿态，积极寻求开展国际间的交流与合作，与世界各国特别是发展中国家，分享中国载人航天技术发展的成果。 　　王兆耀说，载人航天作为当今世界高科技领域最具代表性的科技实践活动之一，体现了人类探索未知世界、发现科学真理的伟大精神，承载着一个国家创新发展和民族昌盛的梦想。中国载人航天是中华民族勇于探索、敢于超越的重要展现，目前才刚刚迈出第一步，将在载人航天的万里征途上继续前进。中国作为一个负责任的大国，愿意和世界各国一道，在和平利用空间、探索宇宙奥秘，为人类谋福祉等方面做出更加积极的贡献。（张智慧 宋阳） http://www.cmse.gov.cn/news/show.php?itemid=3639

个人分类: 航天 动力|1213 次阅读|0 个评论

载人航天技术发展史

热度 1 ailiyakong 2013-9-23 12:02

载人航天技术是指有人类参与的，在外层空间进行的探索、开发和其他行为的太空活动。人的判断力、创造力和思维能力是机器无法替代的，人是航天活动中不可或缺甚至可以认为是最核心的部分。因此载人航天技术是人类航天工程的基础，也是必须要发展的航天技术。 从 1961 年苏联成功发射东方 1 号载人卫星，尤里·加加林成为首位进入外太空人类开始，载人航天技术已经发展了五十余年，并且形成了庞大、成熟的技术体系。 载人航天发展的历史 载人航天系统在轨道上主要包括载人飞船、航天飞机和空间站 3 个单元。 载人飞船 载人飞船又称宇宙飞船，其最基本的作用是作为地面和外太空间的载人往返运输工具，同时也可作为空间站机组人员的应急救生艇。其目的是能保障宇航员在外层空间执行航天任务并返回地面，属于一次性使用的返回型载人航天器。载人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。载人飞船不能重复使用。 联盟号宇宙飞船 载人飞船大多由乘员返回舱、轨道舱、服务舱（推进舱）、对接舱和应急救生舱等部分组成，登月飞船还具有登月舱。其中乘员返回舱和服务舱是载人飞船的基本舱段。返回舱是飞船的核心舱段，它是飞船上升和返回过程中航天员的座舱，也是整个飞船的控制中心，返回舱不仅和其他舱段一样要承受起飞、上升和轨道运行阶段的各种应力和环境条件，而且还要经受再入大气层和返回地面阶段的减速过载和气动加热；服务舱通常安装推进系统、电源和气源等设备，对飞船起服务保障作用；为了扩大航天员的生活空间，也可在上述两舱之外加一个轨道舱，轨道舱是航天员在轨道上的工作场所，里面装有各种实验仪器和设备；对接舱是用来与空间站或其他航天器对接的舱段。完成轨道任务之后，只有返回舱载人返回地面。 目前世界上只有俄罗斯 / 苏联、美国、中国成功地研制并发射过载人宇宙飞船。 从神舟五号初次载人发射成功，到神舟九号成功完成空间载人交会对接，我国的神舟系列飞船已经突破了除“载人登月飞行”外的所有飞船技术。 航天飞机 航天飞机是以火箭发动机为动力，具有飞机外形的，往返于地球表面和近地轨道之间，可重复使用的载人及载货飞行器。虽然世界上有许多国家都进行过航天飞机的开发，但至今只有美国与前苏联曾经制造、成功发射并回收能进入近地轨道的航天飞机。 美国是最早研制成功，和唯一以航天飞机成功进行载人任务的国家。从 1981 年 4 月 12 日，“哥伦比亚”号航天飞机首次轨道试飞成功开始，美国已经研制和发射成功了“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现者”号、“亚特兰蒂斯”号、“奋进”号等多艘航天飞机，其中“挑战者”号 1986 年升空后炸毁，“哥伦比亚”号 2003 年在返回大气层过程中解体。 企业号航天飞机 前苏联曾提出和发展过暴风雪号航天飞机计划，并于 1988 年成功进行了暴风雪号航天飞机的无人轨道飞行任务，但随着苏联解体和经费缺乏，整个项目最终于 1993 年终止。 相比于宇宙飞船，航天飞机具有载荷量大、可重复使用等优点。但由于现有科技水平的限制，航天飞机的可靠性和使用成本都不能很好地满足现有的航天活动需求。 2011 年 7 月，随着“亚特兰蒂斯”号航天飞机最后一次从太空中返回，美国航天局宣布所有航天飞机退役。 载人空间站 载人空间站是在近地轨道上运行的有人居住设施，是人类在太空中长期驻守的据点，长远来看也可以发展成为利用太空特殊环境生产制造太空产品的太空工厂。 空间站的总体设计方案经历了三代演变：单模块空间站、多模块组合空间站、一体化综合轨道基地的发展演变过程。 单模块空间站是指由火箭一次发射入轨然后运行的空间站。在空间站发展初期，试验型的空间站都采用的是单模块方案。单模块空间站一般不长期连续住人，而是间断地短期有人照料的设施。单模块空间站除了有保证人员生活的带有生命支持系统的增压仓以外，还必须带有推进系统、指导与控制系统、交会对接系统、电源系统、对地通信与指令系统等全部维持在轨独立运行所需的基本系统。单模块空间站的典型代表如苏联的“礼炮”、美国的“天空实验室”，我国的天宫一号及后续的天宫二号等也属于单模块方案。 多模块组合空间站是指将空间站的各个部分分若干次发射至太空，然后对接组合成为一个整体，类似于堆积木一样，因此也称为积木式结构。多模块组合式空间站解决了在火箭运力对于空间站体积和质量的限制问题。由于多模块组合式空间站的设计特点，每个舱段都有其独立的电源及控制系统，目的是为了在发射入轨后进行变轨、导引及交会对接。多模块组合空间站的缺点是增加了每个舱段的复杂性，优点是在空间站组合体连接以后，这些系统可以起到冗余作用，增加了空间站运行的可靠性。苏联 / 俄罗斯的和平号空间站是多模块组合空间站的典型例子，和平号于 1986 年发射了核心舱，之后的十年间，经过数次发射和交会对接，最终于 1996 年完全建成。除核心舱外，和平号还有 5 个有效载荷舱。 2001 年 3 月，和平号受控坠毁。 和平号空间站 一体化综合轨道基地是一种桁架式和多模块组合混合式的设计方案，以国际空间站为代表。国际空间站是由美国、俄罗斯等 16 个国家和机构合作建造。在建造过程中，先将“曙光”号多功能货仓送入轨道，然后又将“团结”号节点 1 号舱送入轨道，并实现两者组装。而后再讲气闸舱、实验舱、居住舱、大桁架等构件发射入轨，并在轨道上实现装备。全站有统一的服务设施，集中供电、散热，统一的姿控系统，使每个组成模块的功能单一化，提高了全站的效率。按照计划，国际空间站整个建造工作完成后，国际空间站将会有 1200 立方米的内部空间，总重量 419000 公斤，额定乘员 6 人。 虽然一体化综合轨道基地是目前最先进的空间站设计方案，未来的空间站也将朝着这个方向发展。但其规模大，管理复杂，其建设依赖于大型运载火箭，研制和建造成本高，所以我国目前所要建设的“长期有人照料的空间站”的设计方案应该是多模块组合式空间站，等到我国的经济和科技发展到一定水平之后，再开始研制和建造更大型的空间站。 载人航天未来的发展 天地往返运输工具 载人宇宙飞船是发展最早，技术最成熟的天地往返运输系统。但宇宙飞船有效载荷小，发射准备周期长，而且不能重复使用。所以目前的载人宇宙飞船设计方案远不能满足以后航天活动的需要。在载人宇宙飞船之后发展出来的航天飞机，也被证明不是一种良好的设计方案。因此，载人航天迫切需要一种新型的运输技术。 针对这一问题，目前比较可靠的解决方案是发展空天飞机。空天飞机是航空航天飞机的简称，它兼具航空和航天两种平台的功能，通过航空发动机和火箭发动机的切换，它可以实现能像普通飞机一样在大气层内作高超声速飞行，又能像火箭、卫星一样进入太空，并能够灵活地进行轨道机动飞行。目前空天飞机已经有了大致的理论模型，美国、俄罗斯、中国、日本及德国都在研究空天飞机，并取得了一定的进展。 美国X-37B飞行想象图 载人空间站 未来世界上主要的空间站将以目前国际空间站的设计方案为基础，向大型化方向发展。大型空间站以大尺寸的空间桁架做基础构架，在上面安装生活舱、实验舱、起吊设施、太阳能电站及其他辅助设施。大型空间站将不仅是近地轨道的空间加工厂和实验室，也是飞向太阳系其他行星的中转站，可以在这里组装大型火箭，向月球及其它行星发射载人飞船。 除以国家为主体建立用于科研和空间开发的大型空间站外，载人空间站可能出现的另一个发展方向是商业用途。现在有不少组织开始筹划商用的空间站项目，提供太空旅馆、可出租的实验室等服务，因此未来可能会有私人的商业组织单独或者与政府机构合作研制基于现有成熟技术的小型空间站，以进行商业运作。还有学者提出，在极端气候下，地球人类可能无法在地球生存，所以人类必需在太空中建立一个永久性空间站，包括能源及粮食空气水都能自给自足的空间站，里面可以长期生存和繁衍人类。 载人行星探测 在阿波罗计划之后，人类再也没有登陆过地球之外的天体。但随着航天技术的发展，人类最终要探索和征服更远的太空。未来在载人登月和月球开发技术成熟之后，载人行星探测必然会成为载人航天技术的又一个热点。现在就有不少学者提出了载人行星探测的步骤和方案： 1） 建立近地空间站 2） 建立月球基地，或在 L5 平动点建立大型空间基地 3） 实现载人探测和登陆火星 4） 建立有人火星基地，开发火星。 结语 为什么要把人送到太空中去，这是从航天发展之初就有人提出来的问题。人类对于太空的想象和探索，最初来自原始的了解未知世界的渴望。无垠的太空可以满足人类无限的好奇心和求知欲，而太空中所拥有的资源也可以满足人类无尽的需求。总有一天，太空会成为人类文明更大的舞台

2657 次阅读|1 个评论

[转载]专家建议把太空育种纳入载人航天及空间站计划

热度 1 jldxwsj2000 2013-7-29 10:29

 中国工程院院士、中国空间技术研究院技术顾问、“神舟五号”载人飞船总设计师戚发轫7日建议，要把航天工程育种纳入载人航天及空间站计划，协调利用好中国空间搭载试验机会，为空间诱变机理和航天工程育种研究提供一个长期的科学试验平台。 中国“2011年航天工程育种论坛”当天在北京开坛，戚发轫做主题报告时作上述表示。他说，在“十二五”期间及以后相当长一段时间内，中国将发射多艘载人飞船、多艘货运飞船和多个空间实验室，尤其是中国空间站的建立，可为中国航天工程育种提供稳定、长期、高效的空间试验平台和有利保障条件，为中国航天工程育种技术及产业化的快速、稳固发展奠定重要基础。 这位资深航天专家介绍说，1987年至今，中国共进行包括“实践8号”种子卫星在内共22次、1200多个品种的航天工程育种搭载试验。据不完全统计，现已有70多个太空育种农作物新品种通过审定，200多个品系在农业生产中推广应用。 中国空间技术研究院拥有开发、利用空间资源和地面空间环境模拟技术的独特优势，积累有20余年航天工程育种科研及产业化的实践经验和成果。目前，在北京建立空间分子生物学实验室，并在北京通州、甘肃天水与张掖、海南文昌等地建立航天工程育种选育、制种及种植推广基地，还在全国各地建立各种类型的航天育种种植推广基地100多个，推广种植面积累计近2000万亩。 中国是世界上第三个掌握航天器返回技术的国家，并与美国、俄罗斯等发达国家几乎同时开始航天工程育种研究。戚发轫称，“这是中国比较有希望跻身世界先进水平的领域之一，随着中国空间实验室、货运飞船和空间站计划的实施，我们完全有机会、有可能赶上甚至超过发达国家的水平”。 航天工程育种又称太空育种，它是集航天技术、农业技术、生物技术于一体的跨学科系统创新工程，其利用返回式航天器，通过宇宙辐射、微重力和弱地磁场等多种因素对植物、微生物的诱变作用，使种子产生变异，科研人员再从中筛选出需要的变异品种。太空育种较传统育种的最大优势是缩短育种时间，能在相对较短时间内，创造出大批优质种质资源，对缓解农作物优质种源贫乏、保障粮食安全具有重要意义。 

个人分类: 专题综述|1357 次阅读|1 个评论

航天特因环境下机体适应的中医药干预

热度 1 liuyueisme 2013-6-14 17:01

博主注：随着“神十”的顺利发射，中国在全球载人航天领域所扮演的角色越来越重要，这其中饱含了数代中国航天人的努力，是多学科协同创新的突出成果。这篇旧文2007年曾经正式发表在《自然杂志》上，但是现在看依旧有现实意义。 航天特因环境下机体适应的中医药干预 谢鸣 刘玥 我国“神五”—“神九”的成功发射和顺利返回，标志着我国在载人航天领域取得了突破性进展，实现了中华民族自古以来的飞天梦想。随着我国月球探索计划的实施，美丽的神话“嫦娥奔月”也指日可待。 载人航天飞行具有很大风险，宇航员要面对与地面不同的恶劣的太空环境，如振动、冲击、噪声、失重、超重、宇宙辐射、高真空、昼夜节律变化、剧烈的温度变化、超负荷的心理和工作压力等，这些环境因素可能导致机体心血管系统功能紊乱、航天运动病、骨骼与肌肉结构和功能变化、感觉-运动功能迟缓、睡眠周期紊乱、情感抑郁等一系列生物医学和心理方面的问题，直接影响航天员的工效和身体健康，甚则威胁生命。因此，如何提高航天或太空特殊环境下的机体适应能力，最大程度保护航天员的健康一直是航天医学领域的重要课题。 较之于前苏联和美国，虽然我国的航天医学探索起步较晚，但发展中的我国航天医学较早地融合了有着几千年经验的以整体综合调节为特征的传统中医药学，探索将中医辨证论治的丰富经验和中药复方的整体调节特色运用于航天载人的医学健康保障，取得显著成效，不仅为保障航天员飞行和维护其健康发挥了重要作用，而且对建立具有中国医学特色的航天医学保障体系有重要的意义。这里介绍中医药运用于我国航天医学及其新近一些年所取得的重要进展。 1 、研究背景 首次载人航天至今已有四十多年历史。40多年来，包括俄美科研人员在内的航天医学专家们对航天条件下所致的机体生理效应进行了广泛研究，特别是在失重下的心血管功能、肌肉骨骼系统、血液系统、免疫系统、体液调节系统、呼吸系统及神经前庭系统的变化方面获得了大量的资料，并探索多种防护措施在载人航天中的运用，取得了一定的效果。 目前已经了解到执行太空飞行的航天员机体适应的主要问题：由于重力感受器所受刺激的丧失、肌肉运动装置的负荷丧失及维持飞行中身体姿势的主动反射的生理需要等因素导致航天飞行中宇航员出现各种神经原性失调, 如步态结构异常，嗅觉和味觉异常,胃中不适、恶心呕吐，头痛或眩晕，疲劳及虚弱 等。 处于太空失重（微重力）环境下的机体，由于重力压力梯度的消失，体液向头部转移，引起头部组织压力的增加，毛细血管压力增高和血流增多导致面部和颅内的肿胀以及空间运动病 。而返回地面后，由于血容量减少，地面重力使下肢血管充盈，下肢肌肉功能减弱，控制头部血压和血流的压力感受器反射功能下降，使站立时头部血压下降，脑组织的血供不足而发生晕厥，同时下肢血管流体静压以及血管外的组织液体量的增加而使下肢肿胀，出现立位耐力降低的症状，这种反应的发生及强度与太空飞行时间的长短有关 。模拟或航天飞行中的心血管系统可出现心肌萎缩、心功能降低，大、中动脉血管发生性质相反的结构重塑变化 ；血液系统表现出红细胞质量下降 ；肌肉骨骼系统出现骨骼肌萎缩、肌肉功能下降及骨盐丢失 。呼吸系统对失重的适应，一方面改变了肺的扩张方式，另一方面肺循环中压力梯度的消失很大程度导致肺部血流趋于平均 。但当航天员返回地球后机体将面临重新适应，反复适应也会导致机体系统的损伤。微重力环境还改变了体液-电解质的平衡 ，航天飞行导致钠分泌和尿量的减少，血浆肾素活性增加 。 研究发现，航天短期飞行会引起自然杀伤细胞的细胞毒活性指数（CI）、有丝分裂原诱导的淋巴细胞产生白细胞介素（IL）-2和干扰素能力降低，部分可见延迟超敏皮肤（DTH）反应严重降低 ，卧床模拟失重试验中人淋巴细胞增殖率、IL-2、干扰素产生及CD 25 明显降低 ；飞行着陆后航天员T淋巴细胞植物血凝素（PHA）反应降低 。这些现象提示航天飞行使免疫系统出现部分功能的降低，或有免疫缺陷状态的形成，这可使航天员发生疾病的危险程度增加。 不同时间航天飞行或模拟去负荷可引起承重肌肉的肌纤维萎缩,酶活性降低 ,肌肉耐力和肌肉收缩能力降低 。航天期间骨形成降低，骨质减少和骨力学特性降低 ，其中成骨细胞功能降低，是航天骨质减少的重要原因。 在广泛研究失重生理适应和空间运动病的发病机理的同时，人们也在积极寻求有效防护方法，如对抗航天运动病，采用口服和皮肤给予抗晕动药或佩带减少头部运动的装置；为对抗失重引起的骨骼肌肉功能的减弱，采用阻力训练、服用生长激素（GH/IGF-I）和儿茶酚胺衍生物 ；为防止飞行后立位耐力减退采用穿戴抗荷服、下体负压 以及下体负压加运动 ，返回地面前口服盐水 或氟氢可的松 、血管紧张类药物 等。总体来看，这些方法基本上是限于对症处理，效果不太理想。 2 、中医药运用于航天医学的可能性 航天飞行中航天员所经历了不同的飞行阶段，这些阶段是连续的。而人体是一个复杂系统，各系统之间是密切联系的。因此航天飞行中的生理适应性反应是一个多系统、连锁的整体性反应。前苏联学者Blomqvist曾提出航天状态下的机体适应是一个从分子、细胞到器官、系统多个层次的综合生理学问题的概念 ，提示仅着眼于局部或单一系统的干预是难以解决航天生理适应性问题的。近些年来，人们越来越感到整体调节对于解决航天医学问题的重要性。但由于受局部分析等认识方法上的局限，到目前为止，在针对航天特殊环境下机体的适应特点实施综合调节以最大程度地保持航天员良好身心状态和工作能力方面，西医尚未找到合适的切入点。 基于中药含有多种成分，具有多环节调节及因机体状态而选择性（适应原样）发挥作用等特点，俄罗斯宇航员曾应用人参来提高前庭耐力，加加林航天员训练中心曾将红景天等草药口服液，作为个人物品带向空间站，对长期飞行的航天员进行医疗保健。不过，有关草药的运用仍限于经验的提示，其确切的效用仍有待科学评价。 中医药在我国有着几千年的历史，历代医家在运用中药防治疾病方面积累了丰富的经验。中医学认为人与自然相应，体内五脏六腑与经络官窍是相互联系的。疾病是特定自然环境下的机体阴阳失调的结果，疗疾防病本质上就是从机体阴阳气血和脏腑之间的失调关系中求得新的平衡。中医还特别重视疾病演变中的时空特性和治疗中“因人因时因地”的针对性。中医的诊疗主要是在辨别具体病证基础上，根据中医药学理，通过多味药的合理配伍组成复方来对患者进行施治，而中药复方则以其多系统、多环节作用呈现出对机体的整合效用为特点。中医的这种整体观和治疗学特点与航天机体适应的综合生理学概念内涵非常接近，中医“辨证论治”经验中蕴涵的整体动态调节理念也与航天飞行中机体多系统多时相的适应反应相吻合，提示运用中医药以提高航天特因环境下的机体整体功能调节能力是可能的。不过从逻辑上讲，中医中药虽然有几千年的运用经验，但这些经验均是源自常态地球圈内的医疗实践活动，用于航天特因环境中的人是否也有效？仍是一个问号。 3 、早期的探索 较之于俄美国家，我国航天事业起步较晚，航天医学的研究也是上世纪90年代前后才开始的。我国科学家们在追踪国外研究动态的基础上，在航天医学各领域积极探索的同时，开始尝试运用中医中药来解决航天飞行中一些医学问题。 最初，研究人员观察了刺激穴位 、运用中药 、气功 等方法对模拟实验动物生理病理的影响，发现中医药具有一定的调节作用。不过早期的研究尚没有考虑到运用中医药理论，大多数实验仅限于对动物个别系统或某些局部的药理作用观察，研究比较零散，缺乏主攻目标，从有关研究结果中难以得出中医药在航天领域运用的实际价值。 随着研究的逐渐开展，人们试图依据中医学理和辨证论治的经验来解决航天机体适应中的一些问题。张瑞钧等 曾根据人体神经-内分泌-免疫系统生理功能的改变和相互关系,提出了航天飞行机体反应的“整体功能态”的概念,将航天员的生理反应归纳为抑制型、应激型和血瘀型三种功能态类型,提出三种类型分别与中医的阳虚证、阴虚火旺证和血瘀证相对应。谢力勤等 曾根据中医学气血虚实理论,认为航天初期为气机逆乱的实证，随着飞行时间延长，正气渐损，出现肝肾阴虚合并气滞血瘀的虚实夹杂证。沈羡云等 利用兔头低位-20°限制活动模拟失重,通过观察动物血液循环系统的变化,提出“航天血瘀证”的概念以及“活血化瘀”、“益气活血”、“扶正固本”等中医防护大法。王宝珍等 运用中医望、闻、问、切四诊合参的方法，对头低位-6°卧床模拟失重的人体进行辨证,发现被试者在21ｄ的卧床全程中先后出现类似中医肾阴虚、阴虚阳亢、脾气虚和血瘀四种证型的变化。 在中药运用研究方面，则以寻求对抗性有效中药为目标。如针对失重状态出现的中医血瘀证及其涉及到的现代病理基础，从中医活血化瘀中药中选出药味组成复方丹黄合剂，观察复方对模拟失重动物血液流变学的影响 。也有以药理作用为指导，观察单味中药及其成分如斛皮素、泽兰提取物对微重力环境下的心肌收缩力和血液流变性的作用 ，以期能筛选出有效中药单体或组分。 这一阶段的研究主要是通过模拟一些航天条件下的动物实验和人体试验，获得了一批有关航天飞行中机体适应性反应的资料，依据中医辨证经验，从整体功能反应的角度，初步观察到航天环境下机体适应反应中的中医证候类型，为进一步运用中医药干预航天环境下机体适应的研究奠定了一定基础。但此阶段，还没有能从整体上系统认识到航天飞行过程中不同适应阶段的中医病机及其演变规律和提出适宜的防治原则及方法，所拟防治方药与病证病机之间的针对性不够。有关中药防护效应的研究也比较局限，未能很好体现出中药复方的多向整合作用及其对航天生理适应的整体系统调节等特点，方药效应机理的研究也待开展。 4 、航天特因环境下机体适应的中医病机学探索 在经历上述有关中医药运用与航天领域的一些探索后，研究者进一步调整了以中医辨证论治经验为背景的研究思路。中医辨证与施治是密切联系、相互统一的两个环节。辨证是施治的基础，施治是针对辨证结果落实治疗方案和具体方药。其中从整体上把握航天载人机体适应的中医发病及病机演变规律是确定防治原则和方法的关键 。 由航天医学工程研究所和北京中医药大学国家重点方剂学学科联合组成攻关小组，在前期研究的基础上进一步调整了研究思路。研究小组在充分收集目前国内外航天飞行中机体各系统生理反应相关资料的基础上，综合分析航天员航天飞行各阶段人体的整体功能状态，结合我国航天训练员的整体反应特点；根据中医“人与天地相参，与日月相应”即强调人的生命活动受自然环境影响的观点和航天飞行中人体受到如失重、昼夜紊乱、太空辐射等特殊因素的作用和航天飞行中离地升空、太空适应、返回地面不同阶段的特点，运用中医病因病机学说对航天特因环境下机体适应的不同阶段的症候反应态进行归纳类比，提出航天飞行生理适应性反应的中医病机及辨证的理论假说。 失重 长期适应于地面的航天员从地面进人太空，机体突然处于失重或微重力状态下，流向头部的血流加速增多，出现头面肿胀，头重鼻塞，眩晕呕恶，甚则昏仆等症，即所谓“运动病”，这种状态类似于中医的阳失潜藏，阳亢气逆，由此而引起气血逆乱，脏腑功能紊乱，较为突出的是肝旺阳浮，肝火升动而见目赤头痛、心烦易怒等症；心阳浮动，神失潜藏，而见心悸、心烦不寐；肝阳扰胃，升降失常，而见恶心呕吐，饮食减少等症。 飞船环境 飞船狭小拥挤，人体也处于紧张应激、孤独寂寞的状态，这些特殊的精神情志活动，作为一种持续刺激则可引起体内多种功能紊乱导致疾病。中医认为心主神，肝主疏泄，人的精神活动主要由心所主宰，与肝的疏泄功能也有密切关系。狭小隔离环境，紧张孤独引起情志郁结；而紧张应激，引起心阳不潜，血脉不利。病位早期虽主涉肝、心二脏，日久则可波及脾肾。狭小环境，航天员的体能活动受限，加上失重，机体几乎处于一种悬浮状态，骨骼肌肉去负重，类似中医病因中的过逸状态。过逸可导致气血运行不畅，久则气滞血瘀；筋骨肌肉不用，久则筋骨痿软，肌肉萎缩；少动则脾失健运，化源不足可致气血不足，而见心悸气短，倦怠乏力；气机不畅日久还可导致气郁、瘀血、水湿、痰阻等病变。 节律变化 飞船在太空绕地球飞行，往复于地球阳面（相对于太阳）与阴面，每90min（一圈）经历一昼夜的变化，24h绕地球飞行16圈。按中医“天地人”和“昼夜阴阳消长”的观点，进入太空飞行后，长期适应地面每24h一昼夜的人体在一天内要经历16个昼夜的再适应，如此大的变动幅度对经脉运行、脏腑盛衰及阴阳变化产生重大影响。祖国医学认为“卫气者，昼日常行于阳，夜行于阴，故阳气尽则卧，阴气尽则寤”（《内经》）。睡眠－觉醒异常与卫气有密切关系，日节律的变化对航天员睡眠造成一定影响，且对营卫的影响最大。卫气充养肌腠，护卫机体不受外邪侵犯；营气化生血液，营养全身。中医还认为月亮朔望运行周期和人体生理活动相应，“月始生则血气始精，卫气始行。月廓满则血气实，肌肉坚。月廓空则肌肉减，经络虚”（《内经》）。长期飞行中，月节律的变化也会影响气血运行和脏腑功能。太空飞行中的“天地人”系统、大气场发生的根本性变化，可能对机体生理状态产生深远影响。 太空辐射 太空中除飞船的振动、噪声、低压、高浓氧、高低温等因素外，太空辐射也是影响人体的一个较为重要的因素。宇航员的出舱活动，太阳核子的异常活跃，都可能使航天员接受的辐射剂量大大增加，导致人体的防御、修复、代偿及免疫功能等的低下。辐射类似中医的热毒邪气，可损害人体的脏腑气阴，引起脏腑阴虚阳热的病机。 中长期飞行 有研究报道随着太空飞行时间的延长，机体适应可导致不可逆性的损伤。中医认为早期的不适症状虽然可随着适应时间持续而有所减轻或消失，但适应过程中机体经历了由实（阳旺气郁血滞）向虚（阳弱气虚阴伤）的转化过程。根据脾主运化，在体合肉；心主血，在体合脉；肝主藏血，在体合筋；肾主藏精，在体合骨等理论，推测这些变化可能涉及肝肾不足，精髓亏乏，血不荣筋，肌损骨痿；脾胃虚弱，气血渐耗，卫外无能，心脉虚衰。中长期飞行返回地面时，已适应于太空环境的机体内环境由于再次受到重力的作用，心血管反射性调节作用减弱，回心血流减少以致脑部缺血而发生晕厥，与中医气血虚弱基础上的阳气虚陷，气血无能上注，脑失充养的机制很为类似。 在以上中医病机类比分析的基础上，初步概括体航天特因环境下生理适应的中医发病学理论：航天生理适应以神劳-形逸-毒损引起的脏腑虚损，气血逆乱，阴阳失调为主轴；其中航天早期（升空和初入太空阶段）阳亢神浮，气血升逆，营卫不和；中期（太空飞行适应及后期阶段）气虚血滞，阴伤精亏，筋骨失养；后期（返回地面阶段）气血两虚，清阳虚陷，心脑失充为其主要病机。 5 、 航天特因环境下机体适应的中医 药干预研究 根据上述病机假说，结合中医药治疗经验，首先确定航天飞行人体生理适应中医药干预的分时相辨证论治原则，再根据早、中、后不同时相的主要证候病机，分别设定平肝降胃，养心安神，调和气血；补肾养肝，健脾益气，行气活血；补气升阳，养血活血的防治大法和制定体现三法的相应方剂；进一步重点围绕载人航天中的失重、辐射等特因条件下机体心血管、运动系统（骨组织）、免疫系统的生理适应性问题，选择多种模拟航天条件下动物模型和以模拟失重为重点的人体试验，从神经-内分泌-免疫相互联系的角度，分别观察有关方药对模拟的航天 不同生理适应期的动物模型的干预效应，并在整体、器官、细胞以及分子不同水平上探讨其作用机理。 5 ．1强骨抗萎方对抗失重骨丢失 最初的中医药干预性研究是以航天飞行中较为突出的由失重所引起的骨丢失问题为切入点。失重下骨丢失主要表现为骨质疏松，筋骨萎软，腰膝无力，类属中医的“骨痿”。航天失重骨丢失主要发生在飞行中长期，根据中医“肾主骨”、“肝主筋”、“脾主肌肉”的理论和脾肾不足，肝郁血滞，筋骨失养的病机，设立补肾健脾，舒肝活血，荣筋强骨治法，据此组成强骨抗萎方，在整体、离体，组织、细胞及分子不同层面上较为全面的观察了该方对失重骨丢失的影响。结果发现，强骨抗萎方能显著提高模型大鼠负重骨的骨生物力学性能最大载荷、最大应力和增强其骨密度、骨矿含量；显著升高模型大鼠血清Ca ++ 、P ++ 、肌苷（Cr）和碱性磷酸酶（ALP）及腰椎骨羟脯氨酸含量；显著提高模型大鼠小肠和胫骨组织ALP活性。光镜观察到，该方能增加悬吊大鼠胫骨骨干处骨皮质厚度、骺端骺板厚度及骨皮质中的骨细胞数，促进成骨细胞分化, 减少破骨细胞形成，改善哈佛系统结构；电镜观察显示, 该方能增加模型大鼠胫骨骨基质内胶原纤维含量, 使其成骨细胞呈活跃的增殖状态。进一步的体外研究表明，该方可改善模拟失重条件下类成骨细胞分化抑制状态，显著提高类成骨细胞ALP活性及其mRNA转录水平 。首次从多个不同角度证实了中药具有对抗失重下骨丢失的效用，证明中药用于对抗失重下骨丢失的可能性。 5.2 载人航天不同时相的中医序贯干预 上述研究结果使课题组人员兴奋不已。接着课题组根据航天员航天飞行各阶段整体功能状态特点及其中医病机，制定出不同时相干预方药A方、B方和C方，动物实验分别观察了三方对航天不同时相的生理适应的调节效应，人体试验采用序贯给药观察了三方对模拟航天条件下生理适应整体调节效应，以验证中医防治理论的合理性，并结合分析性模型探讨方药的作用机理。 动物实验观察到，中药方 A具有显著提高短期模拟失重兔立位耐力的作用，能显著降低尾悬吊大鼠应激早期血清去甲肾上腺素和多巴胺含量（抑制交感神经兴奋性）；降低模型大鼠心肌ATP酶、琥珀酸脱氢酶（SDH）、乳酸脱氢酶活性（LDH），升高储存能荷值（降低增强的有氧代谢，减少能耗，保存了心肌能量的储备）。电镜下还观察到中药方对悬吊5天的模型大鼠心肌肌原纤维的溶解或断裂、线粒体嵴模糊或膜局部退化以及核膜间隙局部扩张等异常变化有一定的保护效应。序贯给药可提高尾悬吊中后期大鼠的椎骨矿盐含量和骨骼的结构力学及材料力学性能，改善骨形态，提高血清总骨调素（BGP）、结合BGP及骨组织BGP含量。 人体-6 0 头低位卧床试验观察到，A、B和C三方序贯给药对被试者静息状态下指标的变化影响不明显，但能显著提高动态负荷状态下各观察点的心肺功能储备、心血管调节能力、体能耐力；显著提高不同观察时间点的血BGP和ALP同功酶及卧床第18d、恢复后5d的血P水平，降低卧床第18d甲状旁腺激素水平；提高卧床21d的胫骨骨密度。结果表明干预方药具有调节心肺血管功能和骨代谢的作用。 体外研究表明，中药方能抑制模拟失重条件下培养的心肌细胞LDH活性，上调其心肌细胞钙调蛋白的mRNA表达，减轻由失重引起的心肌细胞凋亡。 上述研究从不同纬度上初步证明了依据不同时相的中药治方序贯给药对人体心肺功能和骨盐代谢的调节作用，对模型动物早期心血管的保护和对中后期骨盐代谢的改善作用，且在不同层面上发现其保护或改善作用的部分机制。 5.3 太空燮理汤对航天中长期飞行中的机体免疫系统的影响 研究表明，按中医防治理论，分阶段序贯给药对航天飞行不同时相的适应反应中某些异常改变，尤其是对于心血管功能和骨丢失具有显著改善或调节作用。考虑到航天医学面临的突出问题是中长期载人飞行中骨丢失和免疫系统的潜在损伤，而在航天环境中的诸多复合因素中尤其以失重和可能的辐射对机体影响最为突出，贯穿于各时相的中医病机虽然侧重点不同，但其间演变有着一定的内在联系，这些联系变化以神经-内分泌-免疫网络为基础。研究人员在归纳出贯穿飞行不同时相的中医基本病机“肝肾不足，心脾两虚，气血瘀滞”的同时，对先前序贯给予的A、B、C三方中的药味进行重新组合，拟订出体现“补益肝肾，健脾养心，行气活血”治法的基础干预方药“太空燮理汤”，在探索复制大鼠模拟失重（尾部悬吊）和空间辐射（ 60 Co-γ）复合的动物模型的基础上，重点考察了太空燮理汤对模型大鼠中后期的不同时间点下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）、免疫功能以及骨调节因子的影响。 结果发现，模拟失重加辐射能引起机体细胞免疫功能下降，非特异性免疫功能中腹腔巨噬细胞功能增强，下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPAA）的功能紊乱。其中脾淋巴细胞功能下降与血清皮质酮（CORT）持续升高和脾细胞CORT受体mRNA表达的上调关系密切，而标志骨形成/吸收的血清BGP的降低总是伴随血清CORT和IL-1、IL-6升高，表明这些内分泌激素和免疫细胞因子参与了模拟失重和辐射引起的骨丢失形成。研究还发现HPA轴表现出不同时间的变化，实验较早期的第11天下丘脑促肾上腺皮质释放激素（CRH）、垂体促肾上腺皮质激素（ACTH）和血清CORT均显著增加，即此时存在HPAA兴奋；实验较后期的第16和21天，随着血清ACTH和CORT的逐渐回落，下丘脑室旁核的IL-1受体mRNA表达降低，下丘脑CRH下降，表现出HPA反馈性调节效应。实验第16天血清IL-1升高的同时伴有胸腺细胞凋亡的增加，提示存在非特异与特异性免疫之间的调控异常。 中药太空燮理汤能通过减少胸腺细胞的过度凋亡，维持体内T淋巴细胞的数量，增强脾T淋巴细胞功能以及抑制过度升高的腹腔巨噬细胞功能来调节模拟失重加辐射引起的机体免疫功能的紊乱。该方还能通过降低升高的ACTH、CORT、IL-1和IL-6的含量，调节CRH的合成释放，上调下丘脑中IL-1受体mRNA表达和下调脾细胞糖皮质激素受体mRNA表达以及提高血清BGP水平等环节，恢复机体神经-内分泌-免疫网络的自稳功能，发挥其抗骨丢失和调节免疫等多种作用 . 上述研究成果曾经试用于航天特殊环境下的航天员适应性训练，结果表明有关方药的确有减轻训练员不良生理适应反应、对抗模拟失重状态骨组织丢失和提高特殊环境心血管耐力的效用，能提高航天员体能、增强对特殊环境的适应能力和耐受能力、缓解疲劳。相关方药应用于执行神州五号、六号载人航天飞行任务的航天员的健康保障，被证明有很好的效果。 6 、展望 人类首次载人航天已有四十多年历史，航天医学在航天飞行生理适应机理的研究领域虽取得一些重要进展，但由于太空特因环境及其复合因素对机体综合影响的复杂性，有效可行的防护措施仍处于探索中，而提高航天员太空飞行的生理适应能力和最大程度地降低由于适应引起的机体病理损伤，保护航天员生命和提高其工效，仍是航天生命领域的重要课题。至今，航天员在太空停留最长的时间已达到438天。随着21世纪人类探索星际太空计划的实施，航天员在太空逗留的时间将进一步延长，解决载人航天飞行中航天员的健康问题就愈发迫切，而具有数千年经验的中医药学将越来越发挥其重要的作用。 实践表明，运用中医药经验与理论解决航天特因环境下的生理适应引起的健康问题具有一定的可行性，并展现出良好的应用前景。中医药应用于航天医学赋予我国航天医学之特色，其与现代航天医学的结合也促进了一门新兴交叉领域—航天中医学的诞生。无论对于传统的中医药学，还是对于现代航天医学而言，都是一个全新的探索。随着该领域研究的深入，中医药在载人航天中将得到更多的应用，不仅将大大拓展中医药学的运用范围，也将对揭示中医药的生命调控奥秘及发展具有中国特色的航天医学产生重要的影响。 参考文献：限于科学网字数限制，在此省略，如有感兴趣的读者请查阅在《自然杂志》上的原文。

个人分类: 科研笔记|2688 次阅读|1 个评论

水熊虫和太空辐射

热度 4 jiangxun 2013-4-13 09:21

作者：蒋迅 本文发表在《北京青年报》2013年5月20日“科学·前沿”版。 水熊虫（ Tardigrades ） 水熊虫是我最喜欢的动物。水熊虫有八条脚。它们可以长到一毫米长。他们是唯一在地球上可以生活在真空中的动物。宇航员把水熊虫带到国际空间站的舱外面，它们还能活。科学家们发现，没有水，水熊虫还可以活好几十年呢！在-273.15 o C的低温条件下存活，也可以在水的沸点的高温条件下存活。他们通常生活在青苔上。水熊虫是我最喜欢的动物。 以上是我儿子在中文学校布置的春假期间的作文里写的一段。老师说可以任意选题，他就选了这么个题目。他写得不够完整准确，煎蛋网有一篇文章“ 如果地球上有外星生物，那一定是水熊虫 ”写得更详细： 2011年，欧洲宇航局将地球上最古怪最强悍的生物“水熊虫”利用无人宇宙飞船送入太空，进入12天的太空环绕之旅。最厉害的是水熊虫还不是处在太空舱内部。科学家直接将它们暴露在舱外，并测试这种长的就像外星人的虫子生命力到底如何，表现的有多“外星人”──它们是人类迄今发现的唯一一种可以在真空和太阳辐射双重严酷条件下存活的动物。当然，水熊虫不仅光靠它金属般的外壳长得像外星终结者而出名，据美国航空航天局科学家透露，“这种只有1毫米多长的缓步门类动物可以不吃不喝生存长达10年之久。够厉害吧，还不止如此，从绝对零度到沸点温度，从真空到一个标准大气压，或者直接暴露在致命的辐射当中，这种强大的熊虫都能存活(飞船回到地球后，研究人员发现大部分水熊虫挺过太空之行生还)”，“哦，还有，它们可以修复自己损伤的DNA以及可以自发减少身体的含水量。” 但我觉得，对这种动物的研究意义不在於它是否来自外太空，而是宇航员在外太空飞行中的太空辐射防护。 这种动物的学名叫“ 缓步动物门 ”，是动物界的一个门，有记录的大约有750余种，分布在全世界，在喜马拉雅山脉（6000m以上）或深海（4000m以下）都可以找到它们的踪影。它的最大特点是在恶劣环境下生存：可以低湿隐生、缺氧隐生、低温隐生、变渗隐生和在太空真空辐射环境里生存。 我们知道，目前载人星际飞行的最大障碍是辐射。因为失去了地球辐射带的保护，宇航员被直接暴露在太阳辐射下，而太阳辐射无法预报。所以保护宇航员免受辐射就成了一个难题。所以，如果人们能发现它在恶略条件下生存的机理，也许可以为外太空宇航中的辐射保护提供一个新的思路。 另外一点是可以为科学家提供寻找外太空生命的思路。本篇就不多写了。

个人分类: 航天|8528 次阅读|6 个评论

空间退行性变---Space degeneration

热度 1 rongqiaohe 2013-3-31 15:06

最近参加了几次有关人类载人航天的学术会议，在会上，大家提出，在空间弱磁场，特别是微重力的作用下，空间乘员发骨骼脱钙、肌肉萎缩、肌肉力量减弱、操作正确性降低、记忆力下降等现象，这些现象采用什么“概念”来描述？ 本博客在此 将上述现象称为： 空间退行性变 (Space degeneration)。 Space degeneration is defined as that any astronaut will suffers from decalcification, amyotrophy, decline in cardiac capability, operating accuracy and working memory and so on while s/he is going into space and taking a journey long enough with spacecraft. 需要补充的是，这是一种可逆性退行性变，即空间乘员从太空返回地面后，可以在一定时间后，获得恢复。 用“空间退行性变，Space degeneration”来描述上述载人航天时，空间乘员所发现的异常生命现象，不知国内外航天同行有什么看法？

个人分类: 浅谈|2748 次阅读|3 个评论

[转载]一周国际要闻（1月14日—1月20日）

crossludo 2013-1-21 13:52

一周国际要闻 （1月14日—1月20日） 本周焦点 “奥赖恩”航天器真正起死回生 美国国家航空航天局（NASA）正与欧洲航天局合作研制新型载人飞船“奥赖恩”航天器（Orion，又名“猎户座”），其用于将宇航员送上地球轨道以外的天体——月球、火星甚至造访小行星。该项目官员们16日表示欧洲将负责提供推进和动力装置。 “奥赖恩”的原效力项目是“星座计划”，即“新重返月球计划”，“奥赖恩”作为载人舱一度被计划负责搭载人类往返于地球和月球之间。如今这一计划已经黯然退场，而“奥赖恩”航天器经改造后仍然被认为是美国载人航天事业青黄不接的拯救者——借助该航天器，人们或将可以首次探索月球的偏远地区、登陆小行星、也可以降落在火星的某个卫星的表面上，再去操作机器人等太空探测装备。 一周之“首” 首部可再生能源资源分布图册问世 国际可再生能源机构（IRENA）第三次全体会议13日在阿联酋首都阿布扎比举行。会议推出世界第一部全球可再生能源资源的分布图册，这也是一部在互联网上向公众开放的地图册，其推出是为了评估和分类全球能用来产生可再生能源的自然资源，如太阳光照、风力、潮汐等。地图汇集了不同研究机构和企业提供的图谱和数据，据此首先形成了各国太阳能和风能资源的详细分布图。 两大国际组织首发全球贸易测算新方法 世界贸易组织（世贸组织）与经济合作与发展组织（经合组织）经过多年合作，在本月16日首度公布了全球贸易测算新方法——附加值贸易测算法及反映这一方法的数据库。新的测算方法更清晰地显示出，贸易壁垒不仅对一个国家的竞争力产生巨大不利影响，而且有可能扰乱甚至中断国际产业链。国际贸易谈判需要正视这些新的现实，各国政府也需要采取措施帮助出口企业更好管理其在国际价值链中的地位。 一周技术刷新 石墨烯等离子超介质可使药检达单分子水平 一个由英国曼彻斯特大学和法国艾克斯—马赛大学人员组成的研究小组，开发出一种新型的等离子超介质探测设备，利用了奇点光学中超常相位拓扑的性质，能通过简单的光学系统就看到单个分子，并在几分钟内分析出它的成分，药物检测精确度提高了3个数量级，可用于人体药检、机场安检、爆炸物探测等。测试中科学家给一种等离子超介质涂了一层石墨烯，将氢气导入石墨烯上面，利用可逆的石墨烯氢化反应证明了其灵敏度。 新型纳米涂层可屏蔽上百种液体浸透 美国密歇根大学和空军研究实验室合作开发出一种新型纳米涂层材料，称为“超全恐液面”，其是一种叫做“聚二甲硅氧烷”的弹性塑料粒子，混合物其中95%以上是空气，能排斥上百种液体。用这种材料涂在纱网或织物上，其表面可形成一种对液体的弹力。用这种布料做成的衣物不仅超级抗污染，保护穿着者免受化学药品伤害，还可能开发出用于船舶的先进防水涂料，大大减少水流对船只的拖曳。 新材料可刺激膝软骨髓细胞产生干细胞 人体关节骨的两端都有一层很薄的软骨，软骨很容易受伤害，而一旦受损却不会自行生长的。但美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称，他们开发出一种新型水凝胶生物材料，在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞，能帮助刺激病人骨髓产生干细胞，长出新的软骨。在临床试验中，新生软骨覆盖率达到86%，术后疼痛也大大减轻。 前沿探索 观察量子信息新方法可及时纠错量子状态 耶鲁大学研究人员成功开发出一种新方法，既可以观察量子信息，同时还能保持其完整性，这将给量子力学研究提供更大的控制权，以纠正随机错误，并将极大地提升量子计算机的发展前景，研究人员称其是“量子计算过程中必不可少的一次彩排”。其目前可以成功地测量一个量子比特，下一步面临的挑战是一次测量和控制更多的量子比特。 科学家揭示神经元如何影响决策过程 人们在做最终决定时，通常很难确定各种因素该占多大权重，但决定总是要由大脑神经元来做——德国图宾根大学和马克思·普朗克生物控制学研究所等多家单位开展合作研究，揭示了在决策过程中，单个神经元在保持与其他神经元互相关联的条件下是怎样重建权重的。 麻风病细菌可将成熟细胞转化为干细胞 英国爱丁堡大学科学家在研究麻风分支杆菌（Mycobacterium leprae）在体内的传播时，无意中发现这种麻风细菌能对细胞进行重编程，使之逆转成类似干细胞的状态，再次发育变成不同类型的细胞。研究人员指出，虽然麻风细菌“绑架”细胞的机制尚不清楚，但模仿这一机制有望带来新的干细胞治疗策略，将来科学家可能在实验室用细菌改变成熟的组织细胞使其变成干细胞，从再生医学途径来治疗糖尿病、老年痴呆症等疾病。 本周争鸣 新能源还需闯“三关”？ 可再生能源（如风能和太阳能等）的迅猛发展和近年来北美地区的页岩气革命浪潮，使它们有望成为未来全球能源供应的主要角色。但美国斯坦福大学地质学教授3位权威地质学家认为，研究人员必须克服来自地质学和环境方面的一些基本挑战，只有在人造地热能、页岩气和地球关键元素三个领域的研究取得重要进展，亦才能使新能源的潜能得到充分发挥。以页岩气为例，其对基础研究来说亟待解决的问题就是——页岩气的开发如何促进水力压裂技术的改进以及探索页岩气开发对环境影响最小化的新方法。 奇观轶闻 气候变暖：黑碳远胜甲烷 美国一个联合研究团队认为，黑碳或烟灰对气候变暖具有较强的影响，其致暖效应大约是头号温室气体二氧化碳的三分之二，超出先前估计的两倍。黑碳作为一种吸光性物质，可强烈吸收太阳短波辐射，同时释放红外辐射，加热周边大气。这项研究刷新了以前的其他研究，证明黑碳对气候变暖具有较强的影响，甚至排在甲烷之前。但团队亦承认，黑碳对气候变化的作用是复杂的，所有这些影响必须结合在一起考虑。

个人分类: 综合科研|1026 次阅读|0 个评论

[转载]同窗王跃明

sunset78 2012-12-16 15:48

无意翻出科学报去年的一篇旧文，记录的竟然是旧日同窗王跃明。至今记得这个东西整理得特别干净、喜欢从床上跳下来和人争辩、喜欢在寝室练书法的家伙，他的笑容总能给人正能量。好样的王跃明，你在上海还好吗？没有逃离科研，快乐吗？ 一起传承的，还有载人航天精神 □齐时 颜昌翔和王跃明，一个是东北人，一个是南方人；一个在长春工作，一个在上海打拼。可这两个看似八竿子都打不着的人，一见面却是称兄道弟，情同手足。 他们的相识，都是因为天宫一号。 此次天宫一号目标飞行器空间应用系统中的高光谱成像仪，是由颜昌翔所在的中科院长春光学精密机械与物理研究所和王跃明所在的中科院上海技术物理研究所合作研制而成的。 与神舟系列飞船上的光谱仪相比，这次高光谱成像仪的分辨率更加精细，能够分成100多个通道，分辨率达到了原来的7~8倍，已与国际先进水平相当。 但对颜昌翔和王跃明及他们背后的研究所来说，在合作过程中得到的，却远远不止技术上的突飞猛进。 3年要来5公斤 天宫一号上的高光谱成像仪现在的体重是80公斤，能够对地面景物进行十分精密的光谱探测。地物的光谱图像展开之后，通过对光谱曲线的判别，还能对地表的物质特性作更细致的研究。 可是，载人航天工程首要的任务是载人，给空间应用系统的资源配置就相当紧张。因此，最初中科院空间科学与应用总体部分配给高光谱成像仪的重量只有75公斤。 “我们就为了这5公斤，磨了整整3年。” 高光谱成像仪分系统主任设计师、中科院长春光机所一部副主任颜昌翔说，“那时候，每次开会都要为这5公斤讨价还价，到初样设计阶段还没定下来。” 他们的这台高光谱成像仪，首次使用了适合航天的、重量轻刚度好的新材料，在设计、工艺等方面都做了最优化的考虑。 “我们已经把每一个步骤都做到了极致，仪器确实没法再轻了。” 高光谱成像仪分系统副主任设计师王跃明告诉《科学时报》记者，从75公斤到80公斤，高光谱成像仪经历了无数专家的“严刑拷打”。 “每个零件的重量都拿出来计算，每块板子都要问是不是太厚了。后来专家们发现确确实实没有‘油水’可榨了，才给了我们这5公斤。” 但他们也理解，总体部的这种“抠门”，对中国载人航天事业来说，在很多时候是必须的。 “对空间科学实验而言，8公斤、10公斤可能就能安排一项实验，这项实验可能代表了一个领域，可能能够产出重要的科学成果。我们这样不近人情，都是为了大局考虑。” 空间应用系统总设计师助理、中科院空间科学与应用总体部总体室主任吕从民说。 其实，吕从民自己也是被“严刑拷打”出来的。一面要在确保载荷正常工作的前提下，尽可能控制资源配置，一面还要向任务大总体打报告，尽量为空间应用系统多争取一些资源。 “王院士没把我们当外人” 在光学仪器领域，中科院长春光机所已经有了60多年的积累，是这一领域的“老大哥”，而上海技物所则在上海后起直追，也具备了雄厚的实力。 “两个研究所强强联合进行单台航天仪器研发的模式，在中科院乃至整个中国都很少见。”长春光机所和上海技物所合作的历史比较悠久，但在航天领域如此大规模的合作，确实还是第一次。 从2006年初开始，两个研究所的科研人员就制定了两周碰一次头的协调机制。这次光机所去上海，下次技物所来长春。“几年下来，我们都混成航空公司的VIP了，连我们所长都没有这待遇。”颜昌翔开玩笑说。 而最让王跃明感动的是，颜昌翔的导师、中科院院士王家骐。 天宫一号任务开始后，中科院副院长给王家骐下了一道“委任状”，邀请他给项目组当技术质量顾问。 虽然是义务劳动，但70多岁高龄的王家骐还是尽心尽力。当时，上海技物所负责研制的高光谱成像仪指向镜遇到了一些难题，王家骐就帮助他们把关设计，并提出了许多建议。 “王院士没把我们当外人，他把我们都当做自己的亲学生，毫无保留地指导我们。”王跃明说，“他真正是站在国家的层面，一切都是以确保完成任务为出发点的。” 2005年博士毕业后，28岁的王跃明就接手了天宫一号空间应用系统重要载荷的研制任务，而颜昌翔也是在博士后出站一年多后就走上了这个岗位。 “我们两人虽然都很年轻，但我们背后有两个实力雄厚的研究所，还有许许多多经验丰富的专家给我们帮助和指导，才让我们能够担当这样的重任。” 而老一辈航天人传承给他们的，除了知识和经验，还有特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神。 实验室的灯半个月没关过 在这次高光谱成像仪的研制中，长春光机所负责可见光部分的研发和仪器的最后集成，上海技物所负责短波红外部分的研发。 2009年，上海技物所一个仪器组件的研制进度受到了影响，从4月16日到30日，实验室里的灯就没有关过。“不光是我们，其他部门也是24小时待命。当时我们那一个装配师傅，半夜10点把他从家里叫来，一直干到3点多。然后师傅回家睡觉，下一道工序马上跟进。那时候，没有一个人有怨言。” 经过半个月的昼夜攻关，进度终于赶上了。5月1日，王跃明带着最新研制的仪器组件，到长春和颜昌翔胜利会师。 不仅在中科院内，这种大力协作的精神在高光谱成像仪项目的几十家外协单位中也十分普遍。当时，负责高光谱成像仪感应同步器的中国船舶工业集团下属的一个公司，为了让部件满足航天要求，也进行了大量的攻关。这件事让颜昌翔非常感动：“他们做这些是不赚钱的，但还是开足马力配合我们。” 这样的精神也延伸到了他们的家庭里。王跃明的小孩只有1岁，但因为工作的关系，没有更多时间帮助妻子照看小孩。“说家里人没有怨言是假的。不过，他们虽然嘴上有怨言，但我能感觉到，他们在内心深处是支持我们的。” 神舟六号发射的时候，颜昌翔的儿子在幼儿园，到处跟小朋友说“我的爸爸是发明神舟飞船的”。对这个总是不在家的东北汉子来说，儿子发自内心的自豪让他动容；对这些把所有醒着的时间都献给了载人航天事业的人来说，家人的理解和支持就是他们最大的宽慰。 《科学时报》 (2011-09-30 A2 中科院助力天宫寻梦专题报道)

2792 次阅读|0 个评论

[科普连载]飞向星星的故事II

blueyye 2012-12-15 20:12

1.3 载人航天——梦想成真 1961 年 4 月 12 日 ，人类历史上一个新纪元开始了，这一天，苏联航天员加加林 ( Ю . А . Гагарин， 1934-1968) 乘坐“东方”号飞船绕地球飞行一圈，并平安返回地面，成为第一个进入太空的人。 美国 1960 年至 1972 年实施的“阿波罗”登月计划，则成为迄今为止最辉煌的载人航天工程，下列专章陈述。 载人航天是一项复杂的系统工程，它不仅设及机械、电子、材料、能源、遥控等技术问题，而且涉及物理学、心理学、生理学、医学、社会学等一系列交叉学科问题，几乎涉及了当今世界上所有的科学技术，可以说是综合科技实力的集成。因此，载人航天技术代表了一个国家的综合科技水平，各国都奋力争先。 中国是继苏、美之后第三个掌握航天器回收技术的国家，这为发展载人航天奠定了坚实基础。 1992 年 1 月，中国正式将载人航天立项为 921 工程，以中国空间技术研究院为主开始实施载人航天计划。 1999 年 11 月 20 日北京时间 6 时 30 分，第一艘试验飞船“神舟一号”由长征二号 F 运载火箭发射升空，并于 11 日 21 日 3 时 41 分完成试验任务后成功回收。 2001 年 1 月 10 日，“神舟二号”又腾空而起，在绕行地球 7 昼夜、 108 圈后，于 16 日在内蒙古中部地区准确着陆。 2002 年3 月25 日22 时15 分 ，模仿真实载人飞行的“神舟三号”飞船搭乘长征三号F 运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，按照预定轨道，环绕地球共飞行了 108 圈，耗时 6 天零 18 个小时，于 2002 年 4 月 1 日 16 时 51 分在内蒙古中部地区成功着陆，顺利完成原定的空间科学和技术试验任务。 2002 年 12 月 30 日，“神舟四号”飞船成功发射，这艘飞船除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致，飞行中，先后进行了对地观测、材料科学、生命科学实验及空间天文和空间环境探测，在完成预定空间科学和技术实验任务后，于 2003 年１月５日在内蒙古中部地区准确着陆。 2003 年 10 月 15 日，中华民族举世铭记的日子，中国首位航天员杨利伟乘坐“神舟五号”载人飞船，于北京时间上午 9 时整，在酒泉卫星发射中心成功发射升空，实现了中华民族的千年飞天梦。飞船按照预定计划绕地球飞行了 14 圈、运行 21 小时，于 16 日清晨 6 时 23 分，返回舱在内蒙古四子王旗主着陆场安全着陆，杨利伟自主出舱，首次载人航天飞行圆满成功！中国由此成为继苏、美之后第三个实现载人航天的国家。 2005 年10 月12 日 ，“神舟六号”运载着费 翔龙、聂海胜2 名航天员升空，飞船绕行地球 76 圈、运行 115 小时 32 分后顺利返回，实现了多人多天的飞行计划，再次表明了中国载人航天的科技实力。 然而，载人航天也不是一帆风顺的，甚至会付出生命代价。从 1967 年美国阿波罗号燃烧和苏联联盟 1 号返航失事和 1986 年 1 月 28 日 美国“挑战者”号航天飞机升空后 73 秒凌空爆炸，到 2003 年 2 月 1 日 美国“哥伦比亚”号航天飞机返航失事，共有 22 名航天员为人类的载人航天事业英勇牺牲，其中包括一名首次选拔进入太空、准备在太空中向学生现场授课的美国女教师麦考利夫 (Christa McAuliffe) 。在此，应向这些为载人航天事业而英勇献身的勇士们，致以崇高的敬意和深深的怀念！ （待续）

个人分类: 科普科幻|5272 次阅读|0 个评论

[科普连载]飞向星星的故事I

blueyye 2012-12-8 20:52

地球是人类的摇篮， 但人类不能总是生活在摇篮里 ... —— 齐奥尔科夫斯基 1 幻想与现实：飞出地球的故事 1.1 美丽的传说 翱翔天空、飞向星星，这曾是一个同人类文化一样古老的幻想。千百年来，人们在神话传说、文学作品中作过各式各样的想象，中国古代就有两则相互关联的神话传说，叫做“后 羿射日”和“嫦娥奔月”。 相传尧当皇帝的时候，有十个太阳一齐出现在天空，给人类带来了严重的旱灾：土地烤得直冒烟，禾苗全都枯干，甚至铜铁沙石也晒得软软的快要熔化了；人民更是不好受，血液在体腔里仿佛在沸腾，怪禽猛兽纷纷从火焰般的森林、沸汤般的江湖里跑出来伤害人民，弄得人民苦上加苦。天帝知道这事后，就让一位名叫羿的擅长射箭的天神到凡间去解救人民。羿箭术精良，即使是小鸟从天上飞过，羿也能一箭把它射落，因此天帝赐给羿一张红色的弓、十支白色的箭。 羿奉了天帝的命令到了凡间，受到人民的欢迎。他摆好架势，弯弓搭箭，对准天上的火球，嗖的一箭射去，起初没声响，过了一会，只见天空中流火乱飞，火球无声爆裂，接着，一团红亮亮的东西坠落在地面上。人们纷纷跑近前去探看，原来是一只三足乌鸦，颜色金黄，硕大无比，原来它就是太阳精魂的化身；再一看天上，太阳少了一个，空气也似乎凉爽了一些。人们不由得齐声喝采，这使羿受到鼓舞，他不顾别的，连连发箭，只见天空中火球一个个地破裂，满天是流火。 站在土坛上看射箭的尧，忽然想到人间不能没有太阳，急忙命人暗中从羿的箭袋里抽去一支箭，总算剩下一个太阳没被羿射落，因而形成今天一个太阳的现状。 此后，羿还为人民除去了许多妖魔鬼怪。 嫦娥是羿的妻子，原来也是天上的女神，因为丈夫羿奉天帝之命到人间除害，就跟随他来到地上。羿成天在外，为人民射落了九个太阳、杀死了许多怪禽猛兽，顾不上家，嫦娥就慢慢对他不满。一天，羿从西王母那里求来长生不死的灵药，如果两人一同吃了这灵药便可长生不死，一人独吃，就能升天成神。羿把药带回家，交给嫦娥，要她好好保管，想挑一个吉日两人一起吃。但嫦娥觉得自从跟了丈夫来到人间吃了不少苦头，灵药既然有升天成神的妙用，何不一人独吃呢！ 在一个晚上，嫦娥趁羿不在家，从葫芦里倒出灵药，全吞下肚子去。顿时她的身体轻飘飘地，不由自主地飘出窗外，直向天上飞去。她边飞边想：如果到天府，众神要耻笑她自私，况且见了丈夫也不好办，不如到月宫里暂时躲藏一下为好，于是她奔向月宫，但月宫里非常寂寞，常年陪她的只有一只捣药的玉兔和一株桂树，她又后悔莫及，却已难以挽回了。唐朝著名诗人 李商隐 (813-858) 有“嫦娥” 诗一首，描述此情： 云母屏风烛影深，长河渐落晓星沉； 嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。 后来，月宫又来了一个被天帝罚作苦役的吴刚，让他不停地砍桂树，桂树却随砍随合，他就永远不得休息。因此，月宫成了寂寞的嫦娥和不停劳作的吴刚的居所。也有另一种传说是说嫦娥在月宫变成了蟾蜍，因而月宫也叫蟾宫。 1.2 火箭——飞向星星的运载工具 古人也许万万没想到： 20 世纪短短的几十年间，幻想的飞升和奔月神话居然在科学技术的强大推动下变成了事实—— 1903 年，就在美国莱特兄弟制成第一架动力飞机并试飞成功的同一年，俄国学者齐奥尔科夫斯基 ( К . Э . Циолковский， 1857-1935) 发表了“利用喷气工具研究宇宙空间”一文，提出了著名的齐奥尔科夫斯基公式：V=Wln(Mo/Mt) 其中 V 为火箭获得的速度增量 ( 理想速度 ) ， W 为喷流相对于火箭的速度，Mo 和Mt 分别为起始和结束的火箭质量。 奥尔科夫斯基公式奠定了火箭理论和航天技术的基础。 1926 年，美国工程师戈达德 (Robert Hutchings Goddard ， 1882-1945) 将多年研制成功的世界上第一枚液体火箭射入天空——人类历史上崭新的一页揭开了，飞向星星的宿愿即将变成现实，而且，仅在一代人的时间内就实现了！ 如何才能飞出地球奔向星星呢？物理学家和天文学家们已经从理论上研究过了。 地球上的万物以及大气层之所以能紧贴地球，是因为地球的强大引力将它们牢牢吸附，要想飞出地球，就必须克服地球引力，而要想克服地球引力，就必须达到足够的速度。计算表明：当物体的速度达到每秒 7 . 9 公里 时，它就能沿地表绕地球作圆周运动而不掉落下来，这叫第一宇宙速度或环绕速度；当地球上发射的物体速度达每秒 11 . 2 公里 时，该物体就能挣脱地球引力进入太阳系的行星际空间，这叫第二宇宙速度或脱离速度或逃逸速度；而当地球上发射的物体速度达每秒 16 . 7 公里 时，该物体就能克服地球和太阳的引力飞出太阳系，进入银河系遨游，这叫第三宇宙速度。 人类至今造出的最快的飞机，其速度也不到每秒 1 公里，要想达到每秒 7 . 9 公里 ，必须想些新办法。由齐奥尔科夫斯基公式可知：要使火箭的速度增大，应提高喷气速度 W 和火箭始末质量比Mo/Mt 。对一般化学燃料来说，喷气速度 W 可提高到每秒 2-3 公里 ，这时为实现第一宇宙速度要求，Mo/Mt 应为 20 左右，但对地球上现有的材料和技术来说，要达到这样的质量比非常困难。怎么办呢？齐奥尔科夫斯基为此提出了多级火箭方案：由多个单级火箭组合成多级火箭，采用“接力”式工作。开始时，第一级火箭启动，整个火箭起飞；第一级火箭燃料用完时，火箭达到一定高度和速度，接着第二级火箭启动，在已有速度基础上继续给火箭加速，而第一级火箭自动脱落，使整个火箭质量比增大；这样，一级一级加速，一级一级脱落，多级火箭就可以达到很高的最终速度。这是一个了不起的构想——多级火箭即可将物体载入星空！后人经过充分考虑，从经济可行性、技术可靠性分析后，确认以 2-4 级火箭为最佳。 目前，各国研制成功的主要多级运载火箭如表 1 所示。 表 1 各国研制的主要运载火箭 研制国 火箭类别 主要型号 起飞重量 (T) 起飞推力 (T) 低轨载荷 (T) 逃逸载荷 (T) 美 巨型： 土星号 ( 农神号 ) 土星 1 号 土星 1B 号 土星 5 号 508 587 2930 680 744 3400 8 18 127 2 6 48.8 美 大型： 大力神号 3A 3B 3C 160 180 635 195 200 1070 3.6 4.5 13.4 1.6 美 中型： 德尔塔号 3920/ PAM-D 193 200 1.312 苏 ( 俄 ) 大型： 东方号 月球型 载人型 279 287 500 500 4.725 0.278 苏 ( 俄 ) 中小型： 宇宙号 B C 42 75 65 180 0.3 1 中 中大型： 长征号 CZ-1 CZ-2 CZ-3 82 191 202 112 230 280 0.3 2 5 1.3 欧盟 大型： 阿里亚娜 1 型 3 型 4 型 207 237 300 249 397 500 4.5 1.7 58 5 日 中型： N 号 N-1 N-2 90 135 148 200 1 0.13 0.35 一般用表 1 中具有逃逸载荷的运载火箭发射月球和行星探测器，而低轨载荷主要指发射人造卫星和导弹。 以上理论和运载火箭主要是基于从地球上发射人造卫星和人造行星考虑。 对于恒星际航行，还必须考虑相对论效应，这时应该采用广义齐奥尔科夫斯基公式 ( 阿克莱公式 ) 来计算理想速度 ( 其中 c 为光速 ) ：V=c / 由火箭载入星空的物体统称航天器 ( 区别于在地球大气层中飞行的航空器 ) ，主要有不载人的探测器，包括人造卫星、人造行星、行星探测器、恒星探测器等，和可以载人的轨道站 ( 又叫空间站 ) 、航天飞机、宇宙飞船等。 1957 年 10 月 4 日，苏联用 P-7(SS-6) 洲际导弹改装的运载火箭，将世界上第一颗人造地球卫星送入了太空； 1958 年 2 月 1 日，美国首次发射人造地球卫星成功； 1970 年 4 月 24 日，中国也成功发射了第一颗人造地球卫星“东方红 1 号”。至 2000 年底，世界各国共发射了 5000 多颗人造天体，其中 90% 以上是人造地球卫星。 人造地球卫星按用途可分为通讯卫星、气象卫星、科学卫星、军事卫星等等，对人类社会来说，这些卫星是最有实用价值和经济效益的航天器。然而，对于探索星空奥秘、寻找地外生命、研究地外文明、实现科学幻想来说，也许那些不到航天器总数 10% 的月球、行星、行星际、恒星际探测器，尤其是载人航天器将更有科学价值和深远意义，这，也许才是科学家们的真正追求和真正永垂不朽的人类文化行动。在实施这些前所未有的航天工程时，人们会重新思索生命的意义、生活的目的，重新审视人生的价值、地球的文明。难道还有比这更伟大的事业吗 ? ( 待续 )

个人分类: 科普科幻|5769 次阅读|0 个评论

其实火星很遥远

热度 17 jiangxun 2012-8-18 08:24

作者：蒋迅 我必须承认，我说过“ 移民火星已经‘不再’遥远 ”。但我说的“不遥远”是指1000年之内。相对于整个人类史，一千年真的应该不算遥远吧。最近美国航天局的“好奇号”火星车 成功到达目地 ，把航天爱好者们对行星探索的兴趣又挑动了起来。在科学网上有鲍海飞老师畅谈“ 2030菜单--人类的火星之旅 ”和杨先碧老师断言“ 火星是个清净之地 ”。好像在二十年后，人类就可以登陆火星了。对此，我想说，在现实中这样想的话就太乐观了。 让我们还是回到现实来，我们离火星到底有多远？我们知道，飞到月球需要三天时间，但飞到火星则需要八个月。这就是说，人类登陆火星将会面临急救、供给的难度。在飞往火星的征途中，还有生理和心理上的问题，俄国牵头的 火星-500 就是为了解决这个问题进行的。在飞行过程中还有辐射问题，它对人体的损伤也是一个有待研究的问题。再看有效搭载。“好奇号”的质量不到一吨，但如果是载人之旅，有效搭载就要几十倍于此。此次新开发的太空吊车是否能承载这样的重量呢？问题很多，基本上我们可以说，火星的载人之旅的技术还不具备。 技术还只是一个客观原因。更糟糕的是经费。在NASA大幅度 消减火星科学研究经费 之后，火星探索无疑受到了严重挫折。在 经费 一砍再砍，从鼎盛时期的占联邦预算的4.41%到现在的不到0.5%，NASA只有拆了东墙补西墙。很显然，想单靠美国是没有指望的，尽管美国是目前最强大的航天大国。也许我们可以指望俄国领头，在欧洲航天局和中国（以及印度）的参与下，齐心协力，有钱出钱，有力出力，大家一起干出一番事业来。还有一种可能就是中国走到世界航天的第一位上，第一个独自实现人类在火星登陆的幻想。现在中国的航天业日新月异，进步飞快。是航天业的新生力量。但自从俄国的“ 福布斯-土壤 ”发射失败导致中国的“ 萤火一号 ”掉到太平洋后，似乎中国还没有任何新的火星探索的计划。 对于未来的火星探索，我们大致可以以目的为标准分成：无人环绕；无人落地；样品返回；单程载人；短期载人和长期载人。无人环绕和 (小载量) 无人落地已经实现了。其他的几个目标都还没有实现。那么，火星离我们到底有多远呢？我只能说，在我的有生之年恐怕见不到了。

个人分类: 航天|6919 次阅读|52 个评论

[转载]党中央关心中国载人航天工程科学发展纪实

whyhoo 2012-7-31 13:07

浩瀚无垠星空，中华神舟翱翔—— 从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到太空行走，从单船飞行到组合体稳定运行……中国已成功发射了9艘飞船、1个目标飞行器，4次把航天员送上太空。 1992年，党中央决定实施载人航天工程，20年间中国已成为世界上第三个独立掌握载人航天基础技术的国家，建立了比较完整的载人航天体系。天地往返、出舱活动、交会对接、航天员驻留……20年不懈探索，在党中央坚强领导下，中国向着建设空间站的目标稳步迈进。 党中央科学决策，中华民族飞天梦想化作国家发展战略 2012年6月16日18时56分，执行我国首次载人交会对接任务的神舟九号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空后准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送上太空。 正在丹麦进行国事访问的中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛闻讯后发来贺电：希望同志们继续发扬载人航天精神，精心做好各项后续工作，奋力夺取首次载人交会对接任务全面胜利，为推进我国载人航天事业发展再立新功…… 回望神舟飞天的壮丽航程，航天人不会忘记，正是党中央的战略决策，把中华民族千年梦想化作国家发展战略，引领着中国开启了壮丽的飞天征程。 1986年3月3日，由王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允4位著名科学家撰写的《关于跟踪世界战略性高技术发展》建议，呈送给了邓小平同志。 两天之后，邓小平同志作出重要批示：“此事宜速决断，不可拖延”。“863计划”的出台，对中国载人航天探索起到了催化剂作用。科学家们经过反复论证，对中国载人航天发展的途径也逐渐形成共识：从载人飞船起步。 经过技术、经济可行性论证，专家们形成了中国载人航天工程“三步走”发展规划：第一步，发射无人和载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射空间实验室，解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题。第三步，建造空间站，解决有较大规模、长期有人照料的空间应用问题。 1992年9月21日，党中央正式批准实施中国载人航天工程。在听取专家汇报后，江泽民同志强调，要下决心搞载人航天，这对我国政治、经济、科技等都有重要意义。载人航天是综合国力的标志，要坚持不懈地、锲而不舍地去搞…… 1992年，“国际空间年”。这一年，中国开始了圆梦九天的壮丽起飞。 1998年11月10日至11日，刚刚建成的北京航天城迎来了一个不寻常的日子——江泽民等中央领导同志先后来到这里，考察载人航天工程主要研制成果和神舟号试验飞船。 就在这次考察前，中国载人航天工程指挥部为中国载人飞船取名“神舟”，江泽民同志亲笔题写了“神舟”二字…… 历史的脚步终于走到了一个辉煌时刻—— 1999年11月20日清晨，西北大漠深处。 成千上万的人们在袭人的寒风中兴奋地等待着。6时30分，随着指挥员“点火”命令的下达，大地震颤，烈焰喷腾，长征火箭托举着中国自行研制的神舟一号无人飞船直上云天…… 神舟一号成功飞天4天之后，江泽民同志、胡锦涛同志兴致勃勃地来到北京航天城，详细了解神舟一号飞船发射试验情况，仔细观看一天前从内蒙古着陆场运抵这里的飞船返回舱，亲切会见参加载人航天工程研制建设和试验的部分科技人员。 2002年3月26日，正在酒泉卫星发射中心视察的江泽民同志再次会见航天科技人员代表。谈到头一天晚上成功飞天的神舟三号飞船，江泽民同志说：我国的载人航天事业刚刚起步，今后还要搞空间实验室和长期有人照料的空间站，任重道远…… 在成功进行了4次无人飞船发射后，中国首次载人航天飞行按计划在2003年秋天举行。还在年初，中共中央政治局常委会就将这项工作列入这一年的工作要点。 10月14日下午，党的十六届三中全会刚一闭幕，胡锦涛同志就赶赴酒泉卫星发射中心，连夜听取载人航天飞行准备工作情况汇报。次日凌晨，他来到航天员公寓问天阁，为航天员杨利伟壮行…… 神舟五号任务取得圆满成功不久，胡锦涛同志又对即将实施的神舟六号任务提出明确要求：精心组织、精心指挥、精心实施，确保成功、确保万无一失…… 2005年10月17日，神舟六号飞船平安返回祖国，中国航天员费俊龙、聂海胜圆满完成双人多天太空飞行。 在庆祝神舟六号载人航天飞行圆满成功大会上，胡锦涛同志要求中国航天人，要始终把科学管理作为推动科技进步和创新的重要环节，不断提高科学管理水平…… 2008年9月27日，随着航天员走出舱外，成功掌握空间出舱活动技术的中国航天，离建设空间站的目标越来越近。 此时，建设什么样的空间站？如何应用空间站……一系列问题引起党中央高度关注。2010年9月25日，中共中央政治局常委会审议并通过空间站建设立项报告。胡锦涛同志明确要求，在2020年前后建成具有中国特色、能够充分发挥效益的空间站…… 从最小配置的试验飞船神舟一号到全系统状态上天的神舟二号；从神舟五号第一次载人飞行到神舟六号多人多天飞行、神舟七号太空行走；从天宫一号发射升空到神舟八号、九号相继突破自动、手控交会对接，实现航天员短期驻留……党中央审时度势、科学统筹，中国独立自主地发展了载人航天，根据中国自己的国情和需求开展规模适度的飞行试验。 从载人航天“三步走”战略的制定，到把航天工程列入国家中长期科学和技术发展规划；从航天产业进入国民经济和社会发展十二五规划纲要，到对航天员选拔、大型运载火箭研制作出周密部署……党中央作出的一系列高瞻远瞩的科学决策，推动着中国载人航天事业走上全面协调可持续发展的道路。 党中央深情勉励，激励着中国航天人自主创新建伟业 实际上，中国载人航天工程的发端可以追溯得很远很远。 1957年10月，苏联成功发射人造卫星的消息传来，震动了拥有千年飞天梦想的中国人—— 1958年5月，毛泽东同志发出了“我们也要搞人造卫星”的号召，随后，北京、上海、南京、天津等全国各地的科研机构和高等院校，纷纷行动起来，钱学森等专家学者还负责制定了人造卫星发展规划设想…… 就在中国人造卫星躁动于母腹之中的时候，中国进入到一个艰难年代。调整任务，收缩机构，停止大型运载火箭和人造卫星的研制，把力量先转移到探空火箭上去，成为当时正确的选择。 1960年2月19日，中国人自己研制的第一枚液体火箭在上海郊区发射成功。中华民族在走出地球、奔向太空的远征路上，迈出了关键一步。10年后的4月24日，西北大漠深处，中国成功地将自己的第一颗人造地球卫星送上了天。 在举国欢庆“东方红”的时候，科学家们就把目光投向了更远的地方，提出一鼓作气载人飞天。然而，由于种种原因，当时的这些设想未能付诸实施…… 1992年，中国启动载人航天工程时，世界航天大国在载人航天领域已经行进了30年。此时，尽管我们已经掌握大推力火箭和返回式卫星技术，但对于载人航天，却几乎一切从零开始。 面对飞天路上的一系列挑战，党中央明确要求，我们起步虽晚但起点要高，要从总体上体现中国特色和技术进步。 在载人航天工程发展的许多重要时刻，胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、习近平、李克强、贺国强、周永康等中央领导同志或亲临发射现场慰问科技人员，或深入科研一线解决实际困难，鼓励航天科技人员瞄准世界先进水平，坚持自主创新，奋起直追…… 2008年9月25日，执行神舟七号飞行任务的航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏，肩负着出舱使命踏上太空征程。 舱外航天服决定着此次出舱活动的成败。胡锦涛同志不仅关注着舱外航天服的研制进展，还亲笔为我国自行研制的航天服题名——“飞天”。神舟七号升空的第3天，他又来到北京航天飞行控制中心观看出舱活动实况。当看到身着“飞天”航天服的翟志刚在另外两位航天员的协助下打开轨道舱舱门、把中国人的第一行足迹留在茫茫太空，胡锦涛同志随即拿起话筒同航天员通话，代表党中央、国务院和中央军委，代表全国各族人民，对航天员出舱活动的圆满成功表示热烈祝贺…… 作为一个承载着责任、使命、荣誉的特殊群体，党中央对中国航天员队伍始终给予了特殊的关注。早在1998年，中国人民解放军航天员大队组建不久，江泽民同志就来到航天员中间，深情地对航天员们说，中华民族将会为你们感到骄傲和自豪…… 举国望天宫，电波传深情。中国首次载人交会对接任务实施以后，胡锦涛同志一直牵挂着执行这项任务的航天员。2012年6月26日10时许，胡锦涛等中央领导同志专程来到北京航天飞行控制中心。此刻，天宫一号与神舟九号组合体正在距地面约343千米的轨道上飞行，飞控大厅大屏幕上清晰显现出航天员景海鹏、刘旺、刘洋在天宫一号内的实时画面。 10时16分，胡锦涛同志走到指挥席前，拿起话筒同神舟九号任务飞行乘组指令长景海鹏通话，亲切的话语通过电波传向正在茫茫太空遨游的天宫一号与神舟九号组合体——你们作为担负我国首次载人交会对接任务的航天员，表现得非常出色，为我国载人航天事业发展作出了突出贡献，祖国和人民感谢你们…… 中国载人航天工程向前发展的每一步，都凝聚着党中央的深切关怀。每次载人航天飞行任务成功之后，党中央都要隆重褒奖参试人员；每逢春节、元宵节等传统佳节，中央领导同志都会亲自登门看望航天工作者或邀请他们参加联谊活动；每次召开有关会议，都征求航天老专家的意见；国家设立专门的航天人才特殊津贴，鼓励年青一代早日成才…… 党中央的深情勉励，激励着中国航天人不畏艰险、勇攀高峰，通过突破关键技术带动着工程研制、建设的整体跃升—— 神舟飞船从研制开始就瞄准了国际第三代载人飞船水平，直接采用三人三舱的设计方案，轨道舱可留轨半年，继续进行空间科学实验和技术试验； 为打造托举神舟飞天的神箭，运载火箭设计制造人员开展了近千项技术攻关，让长征2号F型火箭成为享誉世界的“金牌火箭”； 建设载人航天发射场，采用中国特色的总体技术方案——垂直总装、垂直测试、垂直整体运输、远距离测试发射，跻身世界先进行列； 由陆基测控站、远洋测量船和中继卫星组成的新一代航天测控网的迅速建成，使中国拥有了与国际先进技术接轨的陆海天基航天测控网； 发展载人航天，目的在于利用太空，造福人类。空间应用系统的科技人员先后研制出上百种船载科学仪器和设备，开拓了中国空间材料科学、生命科学、天文观测、地球环境监测、空间环境探测与预报、流体物理六大科学领域…… 自强不息，自主创新——中国航天人在较短的时间内，以较少的投入，高标准、高质量、高效益地走出了一条具有中国特色的载人航天工程发展道路。 2005年11月27日，在庆祝神舟六号载人航天飞行圆满成功大会上，胡锦涛同志讲了一句意味深长的话：在科技进步突飞猛进的今天，我们要在日趋激烈的国际竞争中赢得主动，就必须显著增强自主创新能力…… 这正是实施载人航天工程留给人们最重要的启示。 党中央大力倡导，载人航天精神成为助推神舟飞天强大力量 2003年11月7日，在庆祝我国首次载人航天飞行圆满成功大会上，胡锦涛同志指出：“在长期的奋斗中，我国航天工作者不仅创造了非凡的业绩，而且铸就了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神。载人航天精神，是‘两弹一星’精神在新时期的发扬光大，是我们伟大民族精神的生动体现，永远值得全党、全军和全国人民学习。” 两年后的同一个季节，胡锦涛同志在庆祝神舟六号载人航天飞行圆满成功大会的讲话中，把载人航天精神的主要表现系统概括为5个方面：热爱祖国、为国争光的坚定信念，勇于登攀、敢于超越的进取意识，科学求实、严肃认真的工作作风，同舟共济、团结协作的大局观念，淡泊名利、默默奉献的崇高品质。 在圆梦九天的壮丽航程中，爱国奉献是永远的主旋律。仅是为了应对火箭上升段那短短10分钟的应急返回，就有6艘船、多家后方支持医院、数支空中搜索分队参与其中。在飞船副着陆场训练了8年的搜救队员从未见过飞船，他们最大的愿望就是能亲手摸摸返回舱…… 2004年2月20日，一年一度的国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行。从胡锦涛同志手中接过国家最高科学技术奖证书，72岁的中国工程院院士王永志，这位4个月前参与实施了中国首次载人航天飞行的载人航天工程总设计师，动情地说：“祖国的需要就是我们前进的方向，只有把自己的事业同祖国、同人民紧密联系在一起才能大有作为。” 把个人理想与祖国命运紧紧相连，把个人选择与党的需要紧紧相连，把个人利益与人民利益紧紧相连——这，就是中国航天人不断创造非凡业绩的最根本原因。 载人航天，成败系于毫发，质量重于千斤。20年来，党中央坚持把质量第一作为实施载人航天工程的明确要求，多次指示要“严上加严、细上加细、慎之又慎”、“一丝不苟，分秒不差”。 贯彻落实党中央的要求，中国航天人把质量当作载人航天工程的生命，把确保航天员绝对安全作为工程建设、研制、试验的最高原则，狠抓规章制度的建立和落实，加强工程建设全过程的质量控制，努力培育和锻造良好的科研作风，使每次发射试验都真正做到设施设备零故障、技术操作零差错、组织指挥零失误。 “归零”，中国航天人创造的名词。在载人航天工程的管理规定中，这个可以简单解释为“从头开始查找故障原因”的词语被细化为5个步骤，即定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三。“归零”原则与经过一次次发射试验淬炼而成的严慎细实作风，成就了中国载人航天的一次次成功飞行。 执行出舱活动试验任务的神舟七号飞船，原定于2007年发射。由于受部分核心部件的进度影响，计划被迫推迟。中央领导同志得知这一情况，专门嘱托工程负责同志：不要抢进度，要将确保质量放在第一位。遵照中央领导同志的嘱托，广大科技人员奋力攻关，很快攻克了关键技术。 载人航天工程实施以来，在党中央直接领导下，全国各相关部门和单位坚持全国一盘棋、上下一条心，统一指挥、统一调度，努力实现着人力、物力、财力的最佳组合—— 依靠团结协作、万众一心，依靠现代化的交通，在西安生产的火箭发动机，在天津制造的飞船太阳帆板，在上海制造的推进器，在四川制造的元器件，在哈尔滨制造的控制器……最终组装成了船箭组合体。 作为中国航天史上规模最大、系统组成最复杂、技术难度最高、协调面最广的跨世纪工程，直接承担中国载人航天工程任务的科研院所有100多家，如果算上协作单位，共有十几万人参与到这项工程之中。 面对如此宏大的工程，只有同舟共济，才能凝聚力量；只有群策群力，才能克服困难；只有团结协作，才能发挥出社会主义制度的政治优势。 20年神舟飞天，中国航天人在用心血和汗水铸就载人航天精神的同时，还培养造就了一支事业持续发展的人才方阵——今天，中国载人航天工程各系统总设计师大多在40岁至50岁之间，35岁以下的科研人员占工程科研人员的80%。在愈发密集的载人航天任务历练中成长起来的中国新一代航天人，正在为实现新的突破积蓄强大力量…… 2012年7月27日，胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、习近平、李克强、贺国强、周永康等中央领导同志在人民大会堂亲切会见了天宫一号与神舟九号载人交会对接任务航天员及参研参试人员代表。胡锦涛同志代表党中央、国务院和中央军委，向胜利完成任务的3名航天员，向所有参加这次任务的科技工作者、干部职工和解放军指战员，表示热烈祝贺和诚挚问候，勉励大家大力弘扬载人航天精神，团结拼搏、开拓奋进，推动我国航天事业不断取得新的更大成绩…… 20年神舟飞天，中国开启了一个充满光荣与梦想的航天时代。随着第四次载人航天飞行的圆满成功，中国人的太空探索又站在了一个新起点上。自信、自强、自立的中国人必将在更高的领域、更广阔的空间，创造中国载人航天事业的新辉煌。 （新华社北京7月30日电记者曹智、白瑞雪） 原文见 http://news.mod.gov.cn/headlines/2012-07/31/content_4387966.htm

个人分类: 国防|1680 次阅读|0 个评论

[转载]公路无线物联网研究纳入国家重大科技专项

evonchang 2012-7-8 09:01

近日，国家重大科技专项课题《面向公路智能交通系统的无线物联网总体技术研究》正式获批并启动。 　　据悉，重大科技专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中确定了新一代宽带移动通信、大飞机、载人航天与探月工程等13个重大专项，此课题是新一代宽带移动通信专项的重要内容之一。 　　此课题由交通运输部公路科学研究院牵头，工业和信息化部电信传输研究院、北京邮电大学等参加。课题将以公路交通领域应用需求为基础，结合无线通信前沿技术的发展，研究我国交通运输领域无线物联网发展的总体思路和关键技术，完成无线物联网在交通运输行业应用的体系框架设计，为我国新一代智能交通的发展奠定基础。 　　智能交通经过近20年的发展，在国内外已经形成了诸多应用和产业，同时智能交通不断吸收通信和信息技术的新成果，研究和开发新的应用系统和服务。车路合作系统以及车车通信和车路通信就是当前的热点。此课题紧紧抓住车路合作和车路通信这些前沿技术研究，带动未来宽带无线接入环境下智能交通体系框架的制定，使得所有交通参与者都能够得到及时和准确的交通信息，同时也为交通运输管理部门提供能力更强的管理手段。

1344 次阅读|0 个评论

[转载]公路无线物联网研究纳入国家重大科技专项

lhj701 2012-7-8 07:34

公路无线物联网研究纳入国家重大科技专项 近日，国家重大科技专项课题《面向公路智能交通系统的无线物联网总体技术研究》正式获批并启动。 据悉，重大科技专项是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中确定了新一代宽带移动通信、大飞机、载人航天与探月工程等13个重大专项，此课题是新一代宽带移动通信专项的重要内容之一。 　　 此课题由交通运输部公路科学研究院牵头，工业和信息化部电信传输研究院、北京邮电大学、中国电信集团公司、大唐电信科技产业集团参加。课题将以公路交通领域应用需求为基础，结合无线通信前沿技术的发展，研究我国交通运输领域无线物联网发展的总体思路和关键技术，完成无线物联网在交通运输行业应用的体系框架设计，为我国新一代智能交通的发展奠定基础。 　　 智能交通经过近20年的发展，在国内外已经形成了诸多应用和产业，同时智能交通不断吸收通信和信息技术的新成果，研究和开发新的应用系统和服务。车路合作系统以及车车通信和车路通信就是当前的热点。此课题紧紧抓住车路合作和车路通信这些前沿技术研究，带动未来宽带无线接入环境下智能交通体系框架的制定，使得所有交通参与者都能够得到及时和准确的交通信息，同时也为交通运输管理部门提供能力更强的管理手段。 本文来自: 中国高速网( www.cngaosu.com ) 详细出处参考： http://www.cngaosu.com/a/2012/0706/351330.html

个人分类: 物联网|1942 次阅读|0 个评论

[转载]载人航天390亿值不值？

热度 1 xupeiyang 2012-6-29 21:20

http://news.qq.com/a/20120629/001810.htm?pgv_ref=aio

个人分类: 军事科学|2021 次阅读|2 个评论

[转载]旋极目标码测试工具成功应用于“神舟八号”与“天宫一号”

热度 1 yangyongtian 2012-6-29 14:54

2011年11月3日凌晨，伴随着神舟八号飞船和天宫一号目标飞行器完美对接，载人航天二期工程中的软件质量和软件工程再次受到行业关注。其中，北京旋极信息技术股份有限公司的嵌入式软件测试工具——Systemverify嵌入式目标码测试工具成功应用于天宫一号和神舟八号。 Systemverify嵌入式目标码测试工具是目前国内唯一一款不利用插装技术进行目标码测试的工具，对被测软件没有任何干扰，结果真实可信。Systemverify是旋极公司拥有自主知识产权的目标码测试工具，完全符合DO-178B的要求，以不插装、无侵扰的技术优势适用于航空航天等安全关键软件的目标码测试阶段。 目标码测试工具能够很好的支持载人航天飞行器中各种处理器和编译环境，在神舟八号和天宫一号研制和验收阶段的测试过程中，目标码测试工具成为测量目标码覆盖率的专用工具。载人航天工程软件专家组给予旋极公司产品以高度评价。

个人分类: 历史时刻|2316 次阅读|1 个评论

天宫一号空间医学实验的研究内容和技术方法

xupeiyang 2012-6-26 15:35

载人航天工程航天员系统副总设计师、航天医学专家李莹辉介绍空间医学实验的研究内容和技术方法： 主要是围绕着人的长期在轨驻留，以航天员的健康保障能力为核心，开展了 航天健康监测检测技术，失重生理效应与机制，以及失重防护还有医学、功效学，评价技术研究。 这些实验是要分成三类， 第一类 是围绕 失重条件下人的影响和变化 开展的。主要是我们开展了失重对心血管功能的影响，失重对前庭功能的影响和失重对脑功能的影响，这是我们开展的一类实验，大家可以看到他们航天员头上戴的天机帽，做的实验就是这一类。 第二类 实验是我们为了获得 人体的一些参数 ，比如说我们在空间整个任务期间，我们 人的质量变化 ，在地面上我们大家都叫重量变化。到了空间因为没有重量了，我们不叫它重量，而叫质量。大家也看到我们质量测量仪，实际它的原理是基于牛顿定律，F=Ma，恒力等于质量乘以加速度。我们质量仪基于这样的原理设计的，通过把质量仪的拉杆拉出来，测质量仪的时候大家也看到，我们人是在拉杆上，让拉杆在拉杆回去，通过恒力和拉杆回去的加速度我们算出人的质量，这是第二类的实验。 第三类 实验就是和我们的比如说我们 药代动力学的实验 ，大家都知道在地面条件下，我们吃药有的药是一天两次，或者有的一天三次。这个给药的两次和三次，是基于药代动力学的特点来设计的，到了太空中，由于失重对人的影响，它的药代动力学是会有所变化的，所以在这里面我们就设计了一个实验，通过给他服入药物，来通过测量他唾液中药物的浓度变化，来看它的药代动力学的规律，将来指导我们的用药。 还有一类 我们是面向长期失重开展的失重防护技术研究，比如说长期失重中有空间骨丢失的问题，所以我们就设计了空间骨丢失防护技术研究。主要是基于直接力刺激对于我们骨细胞的，直接力刺激的影响来实现防护对抗的目的。当然我们也会较之其然，之其所以然，在一些咱们实验里面还是设计了一些失重生理效应机制学的研究，比如说我们细胞学实验，通过在轨的失重条件下观察和骨相关的细胞变化特征，包括它的基因表达的影响，来看失重为什么会导致骨丢失。

个人分类: 军事科学|2947 次阅读|0 个评论

[转载]中国载人航天21年投390亿 未来或送外国航天员上天

xupeiyang 2012-6-25 07:14

中国载人航天21年投390亿 未来或送外国航天员上天 http://news.ifeng.com/mainland/special/shenzhoujiuhao/content-3/detail_2012_06/25/15522704_0.shtml

个人分类: 科普知识|1586 次阅读|0 个评论

中医药“太空养心丸”为神九航天员翱翔太空发挥了独特作用

热度 4 xupeiyang 2012-6-24 21:22

为提高航天员心肺储备和心脑血管功能，维护航天员失重环境下心脑血管功能，中国航天员中心把自主研制的中药“太空养心丸”随飞船带上太空，供航天员在轨期间服用。 ‘太空养心丸’一天吃三次，直接装配在餐包里，随航天员每顿饭一起服用。 从神舟五号飞行任务起，中国特色的中医药就开始运用到航天员医监医保工作中。 载人航天飞行实践证明，中医药对于航天员在空间环境中增强心血管功能、提高机体免疫力、防治空间运动病发挥了明显作用。 中国航天员中心医监医保研究室主任李勇枝告诉记者，我国自主创新研制的 中医药 ，为神九航天员翱翔太空发挥了独特作用。 视频：航天员天宫一号进行五项空间医学实验 http://www.gd.chinanews.com/2012/2012-06-24/2/191439.shtml

个人分类: 科普知识|4741 次阅读|6 个评论

我看载人航天

chenzhao 2012-6-19 18:51

　　载人航天是一项带有科学实验意味的工程计划。 　　稍有常识者都知道载人航天计划的重心，恐怕不是仅仅在几位风采最卓著的宇航员身上，而在于一系列复杂的技术工程。　 　　首先是运载火箭系统，能否具备足够的推力允许载人航天器这种重型被发射？火箭的可靠性是否足以达到可以承载人类的地步？ 　　载人航天器系统（姑且不论是宇宙飞船还是航天飞机乃至未来的空天飞机），特别是其中的一系列的环境控制和生命保障子系统。 　　返回技术（包括着陆场地技术），由于人类的体能极限，即使是身体素质顶尖的航天员，过载必须限制在８～９个g以下，这要求对于返回地面的航天器采用和返回式卫星不同的方法。 　　空间通信和测控技术。 　　相应地、系统仿真和试验、高可靠性电子硬件和软件，循环生态系统技术等等其它难以详尽列举的技术，都是在载人航天过程中被发展起来和被检验的，也是受益方。 　　但是，反驳这一切的，究竟不过是外国人曾经提前我们40~50年，抢先实现过。那么，我们依旧发展这项工程的必要性究竟在哪里呢？ 　　回到20世纪初期，那时候，某种意义上，航空技术地位相当于我们今天的航天技术。很多当时的发达国家抢先发展了航空技术，是否当时对于一个上升中的大国来说，可以坐等其它人发展，而放弃发展自己独立航空技术的机会？ 　　答案显然是否定的。 　　那么，让我们考察21世纪初期的世界吧，地球上的任何资源都是有限的，而且顾及到生态系统，不能竭尽所有地进行开发。铁矿石价格的疯长让我们见识了什么叫做“不可再生”资源。开发太阳系空间中的资源，就在本世纪内，已经势在必行。我们至少必须做好准备。 　　而第一站，显然是离我们距离最近的自然天体：月球。在本世纪的任何一个十年中，都可能有突破性的技术进展，使得地球～月球之间的往返突然变得经济可行而便利。此外，在能源领域，核聚变，或者聚变－裂变联合电站或将得以实现。届时，月球无疑将具有１５世纪时新大陆的地位。 　　 　　想想看吧，如果读者您是１５世纪的一位十分开明的统治者，面对完全无人居住的新大陆，在国际上的强国跃跃欲试分一杯羹时却发现： 　　您的国家没有船，是的，没有任何一艘可以到达新大陆的船。连造船的技术都没有。 　　半个世纪以前，您的国家本来是可以造船的，但是儒生们宣称：“大船于民生何益？且西番亦已造之，未见何益于格致，徒糜金尔。 ” 　　您会怎么看待半个世纪前的儒生们？ 　　历史上，葡萄牙人、西班牙人、英国人、荷兰人、法国人开始扬帆远航时，他们的国家里遍布着惊人的贫困。但是，是大航海，而不是济贫，保证了今后几百年欧洲的优势地位。

2656 次阅读|0 个评论

载人航天不只是“形象工程”

热度 49 zhanglsci 2012-6-19 15:21

看到同人于野的一篇文章《载人航天的确是形象工程》，文章写得不错，逻辑上没有问题，但是觉得有一点需要补充。 文章转载如下： http://www.geekonomics10000.com/651 载人航天的确是形象工程 同人于野 关于载人航天，我想说两个一般人可能不太知道，或者不太愿意承认的事实。 第一，载人航天主要是个形象工程 航天很有用，但真正有用，能带来大规模经济效益和科研应用的航天活动，是卫星、太空望远镜和深空探测器，这些都是不需要载人的。 有人可能说宇航员可以在太空修复望远镜，NASA可能对外也会这么说。但有科学家（比如RichardMuller）认为，这种行为的实际意义并不大。望远镜坏了怎么办？最好的办法是直接发射一个新的。载人航天，是一个非常贵而且也非常危险的活动。 有人可能认为航天员可以做实验。但事实是并没有多少实验非得让人上去做不可。FreemanDyson在一次演讲中说，他曾经加入一个政府委员会，审查48个要在空间站上做的实验，来证明发射空间站的必要性。结果他们发现其中46个实验在实验室或者卫星上做更好，根本不许要空间站。剩下的两个的确不得不在空间站上做，因为它们是关于“空间站中宇航员的生存问题”。 中国神舟九号上做的实验，大部分，如果不是全部的话，也是为了“空间站中宇航员的生存问题”。换句话说搞载人航天做实验的主要目的是……继续搞载人航天。 实际上，如果不是关于宇航员生存的实验，那么即使不考虑载人的成本和风险，不载人也比载人好。宇航员的存在会产生热辐射等噪音，对太空实验来说是一个干扰。不但如此，很多科学家抱怨为了等载人任务，实验或者被延误，或者成本变高。 有人说登月可以开采核聚变原料氦3，这个借口找的，就如同一个小学生说他看《黑客帝国》是为了将来学习编程一样。要知道我们现有的技术连最简单的氘氚聚变都遥遥无期！而氦3聚变要困难得多，而且就算100年后真实现了，也未必值得开采的成本。 所以不管是中国，美国，还是前苏联，载人航天的都是形象工程。这三个国家的区别是前苏联理直气壮地就要搞形象工程，而中美两国政府总觉得搞形象工程很不好意思。 其实形象工程也有很多实际的利益，比如可以带动相关领域科研的进步，培养一大批人才等等。这还不算美国的“星球大战计划”这个形象工程拖垮了苏联。 但我要说的是，就算没有这些“实际利益”，也应该搞形象工程。 第二，搞形象工程就是搞民生 有人认为任何一个花了很多钱活动，如果最后一算投入产出比没赚到钱，那么就是形象工程，就是不应该搞的。比如中国举办个奥运会，就必须想尽一切办法证明最后赚钱了，否则公知们就会骂。 但事实是，在绝大多数情况下，举办奥运会也好，建个体育场也好，投资足球俱乐部也好，就算你把所有直接和间接的经济效益全算上，本来就不赚钱。每一个申办国和投资者心里都明白这一点。Soccernomics这本书，就引用了一些经济学家的研究来说明这一点。 干这些事情的最主要好处是让人民（包括纳税人）高兴。更多的金钱并不意味着更多的幸福。越是发达国家，金钱跟幸福之间的关系越不明显。但是经济学家调查发现，举办世界杯却可以显著提高一个国家的幸福度。我们的确会看到有人抱怨说这比赛使我们城市交通不变了等等，但大多数人的情绪是高兴的。向荷兰和法国这样的国家，想让国民获得跟举办世界杯同样大的幸福度提升，需要让他们每月收入增加数百美元才行。 为什么要搞载人航天？因为老百姓喜欢看载人航天。 有人一谈论自己，就说对我来说金钱不是一切，精神生活比金钱重要，这就是为什么我宁可花那么多钱出国去看演唱会。可是一谈到别人，就成了只认钱的底层。如果中国政府说这次神州九不发射了，把省下来的钱平均分给全国每个人—你怎么就知道人们就会更高兴？ 假设上世纪九十年代，有两个都不怎么富裕的家庭。一个家庭有点钱就吃喝了，另一个家庭却省吃俭用，买了一台通常只有富人才会买的电脑。我觉得这第二个家庭才是真有出息的家庭。 首先， 文中的两个主要观点：载人航天主要是个“形象工程”，搞载人航天这样的“形象工程”就是搞民生。虽然一下子不是很认同，但仔细想想这种观点还是有道理的。 仔细想想，觉得有两点值得补充一下。也欢迎大家讨论。 不把人送上去，怎么知道有些工作是由机械做得好呢还是由人工操作好呢？理论上得出的结论总需要实践来检验。如果载人航天是一种探索性质的实践活动，那么就没必要要求一定要有什么一定要由人操作的实验才能搞载人航天。载人航天工程个人认为可以看做是一种科研活动，既然是科研那么就不需要一定要有直接的用途。 说起科研中的“形象工程”，前一阵读过一本讲述佩雷尔曼证明庞加莱猜想的书，书名是《完美的证明》，书中介绍了一些苏联数学界的事情。在作者的眼中，苏联官方支持数学研究、允许中学生出国参加奥林匹克竞赛就是一项形象工程，通过支持数学研究，苏联官方可以用最少的投入赢得苏联的国家声誉。如果真的是这样的话，那么苏联官方的这种做法的确是把数学研究当做一种形象工程，但是苏联的数学成就大家有目共睹。许多的数学成就是在这种形象工程中产生的，这一时期苏联也出现了众多的数学家。 与载人航天类似，美国的曼哈顿工程同样也可以看做是符合同人于野“形象工程”的标准。曼哈顿工程这样的原子弹研制工程产生了一系列的与原子弹无关的成果，比如洛斯阿拉莫斯在核武的研制之外还支持了许多与核武无关的科学研究，而与核武直接相关的工作据说影响了后来对于黑洞等问题的研究，这样的大型科研项目对于一个国家的科研水平的带动是很明显的。 其实同人于野在文中的最后一段中讲到的电脑的例子已经有这样的意思了。这个例子确实值得我们思考。

10085 次阅读|61 个评论

航天员失重科学研究国际论文分析报告 1970-2012年

xupeiyang 2012-6-18 09:15

航天员 失重是航天飞行中的一个特殊物理因素。人体的结构特点，保证人对重力的对抗和适应。载人航天实践证明，失重对人体的生理功能有很大影响，但不像原先想象的那样严重。人在失重条件下连续生活工作365天后，返回地球经短期休息，可完全地恢复健康，并未发生不可逆转的生理变化。 　　失重引起的人体生理功能变化主要是： 　　心血管功能改变。失重时人体的流体静压丧失，血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反，下身的血液回流到胸腔、头部，航天员面部浮肿，头胀，颈部静脉曲张，身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加，机体通过体液调节系统减少体液，出现体液转移反射性多尿，导致水盐从尿中排出，血容量减少；出现心血管功能降低征候，如心输出量减少、立位耐力降低等，返回地面后短时对重力不适应。 　　随着航天的时间延长，心血管功能可在新的水平上达到新的平衡，心率、血压、运动耐力恢复到飞行前的水平。失重引起血容量减少的同时可出现血红细胞、血红蛋白量的减少，这些随着航天时间的延长逐渐恢复正常。 　　失重时，出现头晕、恶心，腹部不适，体位翻转等运动病症状，称为航天运动病，又称航天适应综合征。发生率约占航天员总数的1/3～1/2。航天初期进入失重后即可发病，持续一周，失重一周之后，前庭功能可对失重适应。有人认为失重时感觉重力的器官将异常信号传入大脑，形成前庭、视觉、运动觉等信号冲突，引起各分析器相互作用素乱，导致航天运动病。航天运动病至今还不能完全预防，发病时可服抗运动病药物。 　　骨盐代谢素乱。失重会引起人体的骨无机盐代谢素乱，经尿排出的钙磷增加，钙的排出量每月约六克左右。负重的跟骨、股骨等骨盐丧失较大，上肢挠骨、尺骨则较轻。脱钙的原因是适宜载荷垂直负重对骨骼肌肉的刺激减弱或消失，血液供应减少，骨细胞营养改变，破骨细胞功能增强，成骨细胞功能减弱，分解过程大于合成过程。骨盐的丧失引起骨质疏松，而且持续时间很长。 　　失重引起的肌肉变化，主要表现在对抗重力的肌群张力减弱，甚至萎缩。原因是抗重力肌不需做功，出现废用性萎缩。一般认为人在失重下生活六个月，生理功能不会发生不可恢复的改变。 研究论文引证分析结果： 引文报告 主题=(Weightlessness) 时间跨度=所有年份. 数据库=SCI-EXPANDED. 被引频次总计: 23251 去除自引的被引频次总计: 17435 施引文献: 11464 去除自引的施引文献: 10241 每项平均引用次数: 12.74 h-index: 60 http://apps.webofknowledge.com/CitationReport.do?product=WOSsearch_mode=CitationReportSID=Q15bDomhOicGJjCn@MEpage=1cr_pqid=1viewType=summary 研究论文计量分析结果： 字段: 作者 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 GHARIB C 48 2.630 % VICO L 29 1.589 % ALEXANDRE C 25 1.370 % GUELL A 23 1.260 % SMITH SM 23 1.260 % YOUNG LR 22 1.205 % CLEMENT G 21 1.151 % HARGENS AR 20 1.096 % BEYSENS D 19 1.041 % NORSK P 19 1.041 % BIKLE DD 18 0.986 % CHARLES JB 18 0.986 % FALEMPIN M 18 0.986 % CAMPBELL MR 17 0.932 % GARRABOS Y 17 0.932 % HALLORAN BP 17 0.932 % HEMMERSBACH R 17 0.932 % RAHMANN H 17 0.932 % TIPTON CM 17 0.932 % CONVERTINO VA 16 0.877 % GAUQUELIN-KOCH G 16 0.877 % HEER M 16 0.877 % KOZLOVSKAYA IB 16 0.877 % MAILLET A 16 0.877 % ANKEN RH 15 0.822 % 字段: 国家/地区 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 USA 713 39.068 % FRANCE 341 18.685 % GERMANY 193 10.575 % RUSSIA 137 7.507 % JAPAN 104 5.699 % ITALY 77 4.219 % PEOPLES R CHINA 66 3.616 % USSR 62 3.397 % CANADA 57 3.123 % NETHERLANDS 48 2.630 % 字段: 基金资助机构 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 NATIONAL NATURAL SCIENCE FOUNDATION OF CHINA 19 1.041 % EUROPEAN SPACE AGENCY 11 0.603 % NASA 9 0.493 % CENTRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES CNES 8 0.438 % RUSSIAN FOUNDATION FOR BASIC RESEARCH 7 0.384 % CNES 6 0.329 % GERMAN SPACE AGENCY DLR 6 0.329 % NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION 6 0.329 % ALEXANDER VON HUMBOLDT FOUNDATION 5 0.274 % CENTRE NATIONAL D ETUDES SPATIALES 5 0.274 % 字段: 机构 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 NASA 231 12.658 % RUSSIAN ACAD SCI 48 2.630 % CNRS 40 2.192 % MIT 38 2.082 % UNIV TEXAS 37 2.027 % CTR NATL ETUD SPATIALES 35 1.918 % UNIV CALIF SAN DIEGO 35 1.918 % DLR 34 1.863 % UNIV ARIZONA 31 1.699 % UNIV CALIF SAN FRANCISCO 30 1.644 % MINIST PUBL HLTH USSR 26 1.425 % FAC MED LYON GRANGE BLANCHE 24 1.315 % BAYLOR COLL MED 22 1.205 % INST BIOMED PROBLEMS 21 1.151 % UNIV SHIZUOKA 21 1.151 % UNIV TOULOUSE 3 21 1.151 % FAC MED 19 1.041 % KRUG LIFE SCI 19 1.041 % SLOVAK ACAD SCI 19 1.041 % UNIV LOUISVILLE 19 1.041 % UNIV STUTTGART HOHENHEIM 19 1.041 % UNIV SPACE RES ASSOC 18 0.986 % COLL FRANCE 17 0.932 % UNIV CALIF LOS ANGELES 17 0.932 % VET ADM MED CTR 17 0.932 % 字段: 出版年 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 1996 99 5.425 % 1998 99 5.425 % 1994 88 4.822 % 2001 84 4.603 % 1995 82 4.493 % 1993 75 4.110 % 2011 72 3.945 % 1997 70 3.836 % 1999 70 3.836 % 2002 70 3.836 % 2000 69 3.781 % 1992 67 3.671 % 2003 67 3.671 % 2007 66 3.616 % 2009 65 3.562 % 2005 62 3.397 % 2008 59 3.233 % 2004 56 3.068 % 1991 55 3.014 % 2006 54 2.959 % 2010 54 2.959 % 1984 27 1.479 % 1986 26 1.425 % 1987 25 1.370 % 1988 25 1.370 % 2012 24 1.315 % 1979 21 1.151 % 1981 21 1.151 % 1982 19 1.041 % 1983 18 0.986 % 1985 18 0.986 % 1990 18 0.986 % 1980 14 0.767 % 1972 13 0.712 % 1976 12 0.658 % 1977 11 0.603 % 1989 11 0.603 % 1970 10 0.548 % 1975 10 0.548 % 1978 10 0.548 % 1974 6 0.329 % 1971 2 0.110 % 字段: 来源出版物 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY 167 9.151 % AVIATION SPACE AND ENVIRONMENTAL MEDICINE 165 9.041 % ACTA ASTRONAUTICA 120 6.575 % ADVANCES IN SPACE RESEARCH 64 3.507 % KOSMICHESKAYA BIOLOGIYA I AVIAKOSMICHESKAYA MEDITSINA 49 2.685 % EXPERIMENTAL BRAIN RESEARCH 43 2.356 % EUROPEAN JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY 32 1.753 % JOURNAL OF BONE AND MINERAL RESEARCH 31 1.699 % MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY 28 1.534 % BONE 27 1.479 % FASEB JOURNAL 26 1.425 % MEDICINE AND SCIENCE IN SPORTS AND EXERCISE 25 1.370 % ACTA VETERINARIA BRNO 24 1.315 % JOURNAL OF CLINICAL PHARMACOLOGY 23 1.260 % JOURNAL OF VESTIBULAR RESEARCH EQUILIBRIUM ORIENTATION 23 1.260 % EUROPEAN JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY AND OCCUPATIONAL PHYSIOLOGY 17 0.932 % ACTA PHYSIOLOGICA SCANDINAVICA 16 0.877 % BRAIN RESEARCH REVIEWS 14 0.767 % AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY REGULATORY INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY 13 0.712 % CALCIFIED TISSUE INTERNATIONAL 11 0.603 % PHYSIOLOGIA PLANTARUM 11 0.603 % ACTA OTO LARYNGOLOGICA 10 0.548 % AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY 10 0.548 % BULLETIN OF EXPERIMENTAL BIOLOGY AND MEDICINE 10 0.548 % LIFE SCIENCES AND SPACE RESEARCH XXV 1 GRAVITATIONAL BIOLOGY 10 0.548 % 字段: 学科类别 记录 计数 %，共 1825 柱状图 表格中显示的数据行 所有数据行 SPORT SCIENCES 427 23.397 % PHYSIOLOGY 345 18.904 % ENGINEERING 289 15.836 % GENERAL INTERNAL MEDICINE 224 12.274 % PUBLIC ENVIRONMENTAL OCCUPATIONAL HEALTH 221 12.110 % NEUROSCIENCES NEUROLOGY 192 10.521 % ENDOCRINOLOGY METABOLISM 119 6.521 % LIFE SCIENCES BIOMEDICINE OTHER TOPICS 84 4.603 % CELL BIOLOGY 83 4.548 % ASTRONOMY ASTROPHYSICS 77 4.219 % BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY 73 4.000 % GEOLOGY 72 3.945 % METEOROLOGY ATMOSPHERIC SCIENCES 66 3.616 % PHYSICS 62 3.397 % RESEARCH EXPERIMENTAL MEDICINE 58 3.178 % MECHANICS 55 3.014 % OTORHINOLARYNGOLOGY 51 2.795 % PHARMACOLOGY PHARMACY 51 2.795 % SCIENCE TECHNOLOGY OTHER TOPICS 46 2.521 % THERMODYNAMICS 35 1.918 % BIOPHYSICS 33 1.808 % PLANT SCIENCES 33 1.808 % VETERINARY SCIENCES 31 1.699 % NUTRITION DIETETICS 23 1.260 % http://wcs.webofknowledge.com/RA/analyze.do?APP_RETURN_URL=http%3A%2F%2Fapps.webofknowledge.com%2Fsummary.do%3FSID%3DQ15bDomhOicGJjCn%2540ME%26product%3DWOS%26qid%3D1%26search_mode%3DGeneralSearchSID=Q15bDomhOicGJjCn@MEproduct=WOSPRODUCT=WOScanRun=yesmode=AnalyzeviewType=summaryparentQid=1db_id=resultSetID=1ua_url=http%3A%2F%2Fapps.webofknowledge.commaxRecs=100000maxSave=100000HISTORY=field=SJ_%E5%AD%A6%E7%A7%91%E7%B1%BB%E5%88%AB_SubjectCategory_enmaxRows=25threshold=2sortType=Valuex=24y=7

个人分类: 信息分析|3210 次阅读|0 个评论

祝贺载人航天神九发射成功！

热度 4 liuxuxia126 2012-6-16 19:07

伟大的祖国！ 先进的技术！ 我为你们骄傲！

个人分类: 观点评论|3180 次阅读|9 个评论

[转载]"神九"：中国航天新跨越——访中国载人航天工程总设计师周建平

whyhoo 2012-6-16 11:26

●中国首位女航天员进驻太空 ●中国航天员首次入驻天宫一号 ●首位中国航天员第二次飞天 ●中国航天员首次手控交会对接 “剧本”亮点纷呈—— 4个“首次”令人瞩目，刷新中国航天多项纪录 记者：周总，您好！去年那激动人心的一幕，至今犹如在眼前。天宫一号、神舟八号在浩瀚太空“相拥一吻”，标志着我国首次自动交会对接喜获成功。如今，“天宫”正翘首静待“神九”赴约，我国首次载人交会对接任务即将全面展开，对中国航天事业而言，这意味着什么？ 周建平：天宫一号与神舟九号载人交会对接任务，是实现我国载人航天跨越发展的关键之战，是中国载人航天工程承上启下的重要一步，对确保工程后续任务顺利实施，具有重要意义。如果任务圆满成功，标志着中国航天人成功叩开了通向空间站的一扇大门。 记者：“神九”飞天，会给我们带来哪些看点和期盼？ 周建平：此次任务4个“首次”令人瞩目：首次验证手控交会对接技术；首次实现地面向在轨飞行器进行人员和物资的往返运输；首次实现女航天员太空飞行，这也标志着中国第二批航天员正式出征太空；首次实现中国航天员二次飞天。3名航天员预计在太空停留长达13天，这将创造神舟飞船和中国航天员在太空停留时间最长的纪录。 总而言之，这次任务将标志着我国全面具备完整的载人天地往返运输能力，是中国载人航天工程的又一座崭新里程碑。 “演员”阵容强大—— 3名航天员携手飞天，乘员“新老搭配”“男女配合” 记者：我们知道，与神舟八号飞行任务相比，航天员的参与将使本次飞行任务更具看点，请您介绍一下神舟九号航天员选拔情况。 周建平：人，是载人航天的核心。神舟九号飞行任务由两男一女3名航天员执行，他们分别是：航天员、指令长景海鹏，航天员刘旺，航天员刘洋。飞行乘组的选拔过程与以往载人航天飞行基本一致，分初选、定选和乘组确认3个阶段。 初选阶段按照“优中选优”原则，根据航天员的身体、心理、专业技能等综合素质进行选拔，从我国首批航天员和第二批航天员中，选出了7名男航天员和2名女航天员。随后，入选的9名航天员进行乘组搭配训练，经层层考核排序，2012年3月底，确定了由两男一女组成的神舟九号飞行乘组，以及由另外两男一女组成的备份乘组。 记者：中国首位飞天的女航天员，是人们关注的热点，能否透露一些女航天员选拔训练的情况？ 周建平：针对神舟九号飞行任务特殊要求，我们综合女航天员的生理特点、训练完成情况、空间实验任务等因素，制订了训练考核标准、医学鉴定标准、心理素质评价标准，最终选拔出执行此次任务的女航天员。 记者：选择两男一女的乘组模式有何考虑？ 周建平：在乘组搭配上，我们吸取国外历次航天飞行乘组选拔经验，采用了“新老搭配”“男女配合”的模式。 采用这种模式，执行过飞行任务的航天员既可以起到“主心骨”作用，也可以与乘组成员分享飞行经验。女航天员参与任务，会为团队增加活力和特色，体现了征服太空是人类共同使命和追求的特点。 此外，要验证我国载人航天器是否具备全面的载人航天保障能力，必须对男女航天员都进行考察。中国之所以选拔和培训女航天员，是因为没有女性参与的太空活动是不完整的。相比男航天员，女航天员有其独有的优势，她们感觉敏锐，考虑问题细致，语言表达和沟通能力强。女航天员的耐心、耐力和亲和力，一定会为我们征服太空作出独特的贡献。 目前，通过在地面大量模拟试验，3名航天员技术娴熟、配合默契，正常模式和故障应急模式手控交会对接训练达到1500余次，完全具备了执行手控交会对接任务的能力，我对他们充满了信心！ “剧情”引人入胜—— 飞行程序空前复杂，“手动＋自动”激情演绎 记者：从神舟五号、神舟六号到 神舟七号 ，我国载人航天飞行能力跨越式提升。神舟九号飞船有哪些新的变化？飞行程序是否更为复杂？ 周建平：神舟九号飞船将由长征二号F遥九火箭发射升空。飞船沿用返回舱、推进舱和轨道舱3舱结构，起飞质量约为8100千克，安装了交会对接测量设备、主动式对接机构，以及反推和平移发动机，具备自动和手动交会对接功能，新增了组合体停靠工作模式，以满足交会对接要求。 神舟九号飞船计划在轨飞行13天，其中组合体飞行10天。飞船发射入轨后，两天内将完成与天宫一号的自动交会对接，此过程和天宫一号与神舟八号交会对接基本一致。组合体飞行第6天，将进行航天员手控交会对接。 记者：对老百姓而言，人们更为关注3位航天员上天之后的一举一动，他们将开展哪些工作？ 周建平：自动交会对接完成后，航天员将在地面指挥支持下，经过约3个小时，完成组合体状态设置与检查，并打开飞船返回舱舱门、轨道舱前舱门和天宫一号实验舱舱门，穿越对接通道进入天宫一号。 组合体飞行期间，3名航天员在飞船轨道舱就餐，在天宫一号实验舱进行科学实验、技术试验、锻炼和休息。 实施手控交会对接时，3名航天员返回飞船返回舱。随后，飞船自主撤离至距天宫一号400米处，再自主接近目标飞行器，在120米停泊点转由航天员手动控制，完成交会对接。 与以往飞行任务相比，神舟九号飞行难度和复杂程度大幅增加。对接过程中，航天员要准确判断两个航天器的相对位置，通过姿态和平移两个手柄，控制飞船姿态、前进速度和方向，对眼手协调性、操作精细性和心理素质要求极高。 记者：既然我们已经掌握了自动交会对接技术，那么为何还要实施手控交会对接？ 周建平：关于人控和自动交会对接哪种更好，国际上有过争论，最后达成的一致意见是两种方式兼备最好，因为二者可以互为备份。在神舟飞船设计中，人工控制是自动控制的冗余措施，有人参与的交会对接能提高任务的可靠性。 从自动到手动，虽只一字之差，却意义重大。只有突破和掌握手控交会对接技术，才能说我们全面掌握了空间交会对接技术。 记者：对于我国载人航天工程未来发展，全面掌握交会对接技术意味着什么？ 周建平：交会对接技术与载人天地往返技术、航天员空间出舱活动技术一起，构成了载人航天发展的3项基本技术，对于实现我国载人航天工程“三步走”发展战略具有十分重要的意义。这些技术的全面掌握，意味着我们具备了建设空间站的基本能力，也就是说，为今后开展更大规模航天活动提供了可能。 “舞台”空前壮观—— 独立自主彰显“中国特色”，多项预案防范风险 记者：世界上已经有过300多次空间交会对接，我国在这个领域起步晚，是否具备后发优势？ 周建平：美国、俄罗斯都是在上世纪60年代就进行了交会对接。随着科学技术的发展，今天我们可以利用现代最新的技术、尤其是信息和电子技术方面的成果来做这件事，因此能够站在一个更高的起点上，打造更高效、更精确、更经济的系统。 人类的科技成果可以借鉴，但技术是买不来的，所有技术和产品都必须由我们自己完全独立研发。本次任务中，神舟九号飞船所有单机设备均实现了国产化，交会对接“N＋1”模式也是我们的原创。有句话说“站在巨人肩膀上”，但仅仅站在人家肩膀上是不行的，还得有自己的脊梁，把自己的基础打牢。 记者：我们的航天事业有哪些“中国特色”？ 周建平：经济、高效是我们的特点。我国的航天科技工业充分发挥了“集中力量办大事”的社会主义制度优势。然而，“大协作”，并不意味着“人海战术”，而是资源更为合理、更加科学的配置。“一盘棋”也绝不是一句空洞的口号，而是“有荣誉共同分享、有困难共同克服、有余量共同掌握、有风险共同承担”。 从垂直总装、垂直测试、垂直转运和远距离测试发射“三垂一远”发射模式，到具有国际先进水平的航天测控网；从火箭控制系统采用更加精准的迭代制导手段，到具有中国自主知识产权的空间交会对接机构；从中国研制的舱外航天服，到瞄准国际前沿的空间科学实验……凭着自强不息自主创新的勇气和精神，中国航天人在较短的时间内，以较少的投入，高标准、高质量、高效益实施工程任务，走出了一条具有中国特色的载人航天工程发展道路。 记者：您如何看待这次任务的风险？ 周建平：航天是高风险的事业，我们很重要的一项工作就是确保方案的正确性、研制过程的科学性、实验验证的充分性和质量保障体系的有效性来控制风险。因此，我们设置了各种意外情况下的预案。 对方案严谨设计、对计划科学论证、对质量锱铢必较、对管理精细追求……我们采取一系列科学的措施来降低风险、防范失败，相信这一系列凝聚着成千上万航天人智慧和心血的精益求精，会为此次任务的每一个步骤、每一个瞬间保驾 护航 。 “导演”后劲十足—— 新一代航天人才崭露头角，年轻血液实现良性循环 记者：中国航天事业创始人钱学森回国后做的第一件事，就是给大学生讲最基础的航天知识课。钱老说，航天是一个庞大的系统工程，不能靠我一个人，要靠一大堆人。如今，我们提高自主创新能力，同样离不开强大的人才支持，请您谈谈中国航天人才的情况好吗？ 周建平：人才，是航天事业最重要的基石。在“人才与事业同步发展”战略思维引导下，新一代航天科技人才成批涌现。如今，中国载人航天工程中，总设计师多数在40岁至50岁之间，主任设计师很多30多岁，35岁以下的科研人员已占到80％。在一次次任务中历练成长起来的新一代年轻人才，正成为我国航天事业的坚强脊梁，为实现新的突破积蓄着强大发展后劲。 记者：以前我们说人才实现新老更替，现在是否可以说，年轻的血液实现了良性循环？ 周建平：对！这个比喻很精彩！新一代中国航天人胸怀报效祖国的理想，肩负为国争光的使命，为推进祖国航天事业的腾飞发挥了巨大作用。当年，美国执行“阿波罗登月计划”时，队伍平均年龄是30多岁。目前，中国航天队伍平均年龄与之相仿。与美国、俄罗斯等国家相比，虽然我们在技术上有差距，但这支航天队伍却是我们应该骄傲并寄予重托的所在。队伍的成熟，意味着我们不仅有能力完成好这次任务，也有能力完成好下次任务！ “续集”值得期待—— 筑梦2020，和平利用太空，造福全人类 记者：如果神舟九号飞行任务圆满成功，您能不能为我们前瞻一下神舟十号飞行任务？ 周建平：神舟九号飞行任务完成以后，按计划我们将实施天宫一号与神舟十号载人交会对接任务，再次全面验证交会对接技术。 记者：神八、神九、神十，为何安排3艘飞船与一个目标飞行器多次对接？ 周建平：航天界有一句话，一次成功并不代表次次成功。发射3艘飞船用于交会对接试验，就是要确保产品的可靠性、成熟性。通过3次交会对接飞行，神舟飞船将成为未来中国空间站使用的载人天地往返运输工具。 记者：按照中国载人航天工程“三步走”战略规划，2020年前后我国将建成自己的空间站。您能描绘一下中国未来的空间站吗？ 周建平：中国未来的空间站由核心舱、实验舱I、实验舱II组成，重量大概在60多吨，加上载人飞船和货运飞船将达到80多吨。各飞行器既是独立的飞行器，又可与核心舱组合成功能完备的空间组合体，在核心舱统一调度下完成空间站承担的各项任务。当然，我们的设计留有扩展余地，将来可以根据经济和科技发展水平增加舱段。 记者：中国未来空间站会向其他国家开放吗？ 周建平：浩瀚太空是人类共同的财富，探索太空是人类共同的追求。中国未来的空间站不仅给中国科学家提供空间科学研究场所，也会通过各种国际合作，为外国科学家提供研究的平台。中国实施载人航天工程，目的是同国际社会一道，和平开发外层空间，造福整个人类社会！ 从神一到神八 神舟一号 我国第一艘无人试验飞船 发射时间：1999年11月20日 神舟二号 我国第一艘正样无人飞船 发射时间：2001年1月10日 神舟三号 首次装载模拟人 发射时间：2002年3月25日 神舟四号 达到可以载人的程度 发射时间：2002年12月30日 神舟五号 我国第一艘载人飞船 发射时间：2003年10月15日 神舟六号 实现“多人多天”航天 发射时间：2005年10月12日 神舟七号 我国航天员首次出舱活动 发射时间：2008年9月25日 神舟八号 我国首次自动空间交会对接 发射时间：2011年11月1日 美术设计：方汉赵浪 责任编辑：柳刚王通化任旭 原文见 http://news.mod.gov.cn/headlines/2012-06/16/content_4377960.htm

个人分类: 国防|1263 次阅读|0 个评论

今日期待中国首位女航天员、首位再飞航天员

xupeiyang 2012-6-15 08:40

今日，中国载人航天工程办公室将正式公布“神九”航天员名单，此次航天员名单中，除了将诞生备受瞩目的中国首位女航天员外，我国首个“再飞”航天员也将随之产生。 神舟九号3名航天员今天亮相 新老、男女搭配 航天暗战 美：谋求领导权 如今,越来越多的航天员有机会从太空眺望地球。无论从哪个方面衡量,美国都是当之无愧的航天第一大国。近年来,美国国家航空航天局每年预算在170亿到180亿美元,超过其他国家航天投入的总和。2012年,备受关注的“好奇”号火星车8月将登陆火星。此外,美国宇航员正在接受训练,为登陆小行星做准备。 俄：启动太空之门 今年3月,俄联邦航天署提出将“确保世界三大航天大国之一的地位”作为战略目标,提出了登月、建立火星研究站等一系列雄心勃勃的计划,并制订了整合火箭航天工业的分步方案。4月,普京称将斥资10亿美元建造新航天发射基地,这一计划被外界称为新“太空之门”计划。 印：加速火星探测 今年,印度航空航天经费大幅增长,达到创纪录的9亿美元。其中,火星探测计划预算为2500万美元。印度计划于2013年11月向火星发射环绕飞行器。

个人分类: 科普知识|2682 次阅读|0 个评论

载人航天总工程师也忽悠：典型的八股忽悠文章！

热度 5 wya 2011-11-3 16:05

中国20年的GDP等于美国几年的？中国人均收入是美国的多少？中国的科研成本是多少？ 中国20年航天技术是什么水平？美国目前达到什么水平？系统研发的成本不一定就比系统维护多！至少天朝的项目基本如此。 轨道舱仍可留在轨道继续进行空间科学探测和技术试验。国际空间站不还在运行吗？哪个轨道舱废弃了？除非是廉价的虚拟载荷，有用的设备谁会废弃？ 　航天领域每投入1元钱，将会产生7元至12元的回报——这是美国、欧洲多家研究机构采用不同模型和方法的评估结果。上世纪60年代，美国的“阿波罗”登月计划共获得了3000多项专利。中国投入1元产出究竟多少？吹嘘的含糊文字一堆，看完也没有答案！美国的尿不湿、尼龙扣天天用，中国获取了哪些专利？举一两个具体的看看啊？？ 空洞的说教、含糊的措辞几时休？？ http://news.sina.com.cn/c/2011-11-03/072223406805.shtml 总设计师:我国载人航天20年花费不及美1年投入 　新华社北京11月3日电题：值不值——给中国载人航天算笔经济账 　　新华社记者赵薇、白瑞雪、孙彦新 　　中国载人航天花费几何？所得几何？在中国载人航天事业再获突破的关口，让我们一起算一算经济账。 　　 发展适度：中国载人航天20年花费不及美国一年投入 　　1992年中国载人航天工程正式启动以来，载人航天工程已花费约350亿元人民币。 　　载人航天工程办公室数字表明，从载人航天工程启动到2005年完成神舟六号飞船发射，即完成载人航天工程第一步时，工程总花费约200亿元人民币；从2005年载人航天第二步开始实施到目前为止，工程花费约150亿元人民币。 　　载人航天工程总设计师周建平在神舟八号飞船发射前夕接受新华社记者采访时说，中国载人航天20年的花费“不及美国一年的投入”。近年来，美国国家航空航天局每年的预算大概在170亿到180亿美元，俄罗斯不断加大投入，欧洲和日本也保持了平稳发展态势。 　　“我们这些年发展的确很快，但这是相对于过去规模小、发展慢而言的。”周建平说，目前中国经济总量居全球第二，“如果把航天看成一个工业体系，与国家经济同步发展也是正常的”。 　　 中国特色：少花钱，多办事 　　白手起家的中国载人航天工程，向来遵从“少花钱、多办事”的原则，这，也是中国航天的重要特点之一。 　　以神舟飞船为例，据中国载人航天工程飞船和空间实验室系统总设计师张柏楠介绍，神舟飞船研发起点高，设计一步到位，总体智能化程度较高，美苏当年载人航天的发展历经无人飞船、单人飞船，最后才是多人飞船。虽然中国载人航天工程起步较晚，但走的是跨越式发展路子，因而大大节省了研发费用。 　　张柏楠说，神舟可一船多用，飞船的轨道舱兼具生活舱和留轨试验舱的功能。同国外废弃轨道舱的做法不同，神舟飞船返回舱着陆后，轨道舱仍可留在轨道继续进行空间科学探测和技术试验。 　　此次交会对接的方案，也是充满了创新。相比美国、俄罗斯每次均需发射两艘飞船进行一次对接，中国制造的天宫一号飞行器将分别与三艘飞船进行对接，减少了2次发射，显著降低成本。 　　此外，天宫一号本身还可以作为空间实验室，探索空间站建设的其他相关技术，开展空间科学实验。 　　周建平介绍说，“N＋1”的对接方式，具有中国载人航天工程一贯的“少花钱、多办事、高效率”的特点。 　　 经济收益：1元＝几元？ 　　航天领域每投入1元钱，将会产生7元至12元的回报——这是美国、欧洲多家研究机构采用不同模型和方法的评估结果。上世纪60年代，美国的“阿波罗”登月计划共获得了3000多项专利，并使美国的高新技术产业发展受益匪浅。有3万多种民用产品得益于研制航天飞机发展出的技术，其人工智能、遥感作业等技术的转移又带动了整个工农业的繁荣。 　　中国航天事业的发展，同样创造了不可忽视的经济效益。 　　1984年，中国第一颗试验通信卫星发射成功。今天，通信卫星已被广泛用于电视、广播、长途电话、电视教育、金融、电力等部门，几乎每位中国人，都在不同程度地享受着卫星带来的文明和便捷。1987年以来，有800多个品种的植物种子乘坐我国发射的返回式卫星进行了太空育种试验，一大批高产、优质的农作物已经走进千家万户的餐桌。从新药品到新材料，我国1100多种新型材料中有80%是在空间技术的牵引下研制完成的，已有近2000项空间技术成果运用于通信、纺织、石油、交通运输、医疗等行业，改变着人们的生活。 　　还有气象预报、防灾减灾、卫星定位导航……科学家认为，如果没有当年“两弹一星”等诸多重大科学工程的带动和牵引，就不会有今天的运载火箭商业发射服务，不会有核电站、航天遥感等产业的兴起，也不会有我国的计算机及其应用、微电子以及玻璃钢、特种冶金行业的发展。 　　可以预计，载人航天工程的实施，必将推动诸多领域的科学研究，带动和促进一大批相关产业的发展。 　　或许交会对接任务的成功，并不能立刻显示出带动宏观经济增长了几个百分点，但专家认为，从过去的经验来看，不管是古代人类从非洲向高纬度地区的扩散，还是哥伦布发现新大陆，不管是人类的足迹由陆地走向海洋，还是飞向天空，每次人类突破自己的生存疆域，都必然会带来生活方式的改变、生活质量的提高和经济的飞跃。(完)

个人分类: 社会观察|2834 次阅读|13 个评论

周建平谈中国载人航天工程的意义与发展

可变系时空多线矢主人 2011-10-31 11:22

周建平谈中国载人航天工程的意义与发展 中国载人航天工程总设计师周建平１９５７年出生，湖南望城人，国防科技大学固体力学专业博士，曾任中国载人航天工程办公室总体室主任，酒泉卫星发射中心总工程师。 １０月３０日接受新华社记者专访，对这次任务的意义、中国未来空间站的建设及载人航天工程的发展进行了全面解读。 “交会对接为空间站建设奠定坚实基础” 空间科学研究、开发空间资源等活动都是一个长期过程，离不开空间站平台。 载人飞船只是天地往返的运输工具，飞行时间短，有效载荷重量小，而空间站规模可以比较大，在轨运行时间长，是保证人类空间活动的最有效的空间设施。 交会对接使得运输工具和平台得以联接在一起，不仅能把人送进空间站，还可以用于货物补给和空间站建造。 更远的航天活动比如登月、访问火星，使用交会对接技术则可以实现方案优化、提高效率、降低风险和难度。 交会对接技术的掌握为中国建设空间站奠定了坚实基础。 我们已经掌握了载人飞船的基本技术和空间出舱技术，一旦掌握了交会对接技术，就具备了建设空间站的基本技术和能力，为开展更大规模的航天活动提供了可能性。 “交会和对接是最大难点。” 首先，为了使神舟八号与天宫一号处于同一个轨道面，火箭发射入轨的精度要求比过去提高了三到五倍。 第二，交会过程对测量、控制提出了很高的要求，不仅要保证“看得见、找得到”的精度，还要充分利用航天器轨道特点寻找能量消耗最少、最优化的控制算法。 第三，两个航天器靠近后能不能“接得上”，从接触、捕获、缓冲到最终对接上，对接机构是难点。 实际上，到这一步，神舟八号的使命才完成了一半，之后的组合体控制、飞船分离和返回同样不容易。 航天是高风险的事业，我们很重要的一项工作就是通过保证方案的正确性、研制过程的科学性、实验验证的充分性和质量保障的有效性来控制风险。 同时，在飞行过程中我们要能够应对风险、化解风险，因此设置了各种意外情况下的预案。 这也是这次任务中最复杂的工作，因为方案最终只有一个，但预案不可穷尽，我们必须尽量设想各种意外情况并制定应对措施。 “独立自主与高效经济是中国特色” 美国、俄罗斯都是在上个世纪６０年代就进行了交会对接。从当时的技术水平来看，难度和风险非常大，俄罗斯当年搞交会对接的时候连计算机都没有，使用的是模拟技术。随着科学技术的发展，今天我们可以利用现代最新的技术、尤其是信息和电子技术方面的成果来做这件事，因此能够站在一个更高的起点上，打造更高效、更精确、更经济的系统。 交会对接的原理并不难，工程实现却非常复杂。人类的科技成果可以借鉴，但技术是买不来的，所有技术和产品都必须由我们自己完全独立研发。 中国航天一直是在独立自主自力更生地发展，形成了独立的工业体系、技术体系和创新体系。 有句话说“站在巨人肩膀上”，但仅仅站在人家肩膀上是不行的，还得有自己的肩膀、把自己的基础打牢。 任何领域都是这样，引进是好事，但一定要消化、吸收、再创新、坚持自我发展，这样才能最终实现超越。 高效、经济是我们的特点。 比如天宫一号，兼顾了空间实验室和交会对接的需求。 我们本来设想先搞交会对接、再建空间实验室，后来经过反复论证，决定同时验证两项技术，不仅更经济，也能够提高验证效率、缩短研制进程。 因此，天宫不仅是验证交会对接技术的平台，还是一个空间实验室，在轨运行期间将进行各种实验，可以说是“麻雀虽小，五脏俱全”。 “中国空间站将向全世界开放” 未来空间站由三个舱段组成，重量大概在６０吨量级，加上载人飞船和货运飞船将达到８０多吨。这个规模能够满足我国空间科学研究的急需。 当然，我们的设计留有扩展余地，将来可以根据经济和科技发展水平增加舱段。 人类进步的一个重要原因在于探索新的领域、开发新的资源，因此太空探索是人类发展欲望的体现，也是人类扩展生存疆域的需要。 今天，我们的生活已经离不开空间应用，最典型的例子就是通信、气象、资源卫星。 空间还有更多资源，比如微重力、高真空、高辐射，能够帮助我们获得新的知识、新的发现、新的产品，加深人类对我们所处宇宙和生命演进过程的了解。 这就是我们发展空间站的需求和动力。 “我们对国际合作一直持非常积极的态度。” 当年美苏的太空竞赛不会再次发生，但世界各国在不同领域的竞争一直存在。 本着和平利用太空的目标、为人类文明发展去竞争是好事，但我们坚决反对某些利用太空作为威胁手段的企图。 一方面，我们通过开展载人航天活动为人类文明发展作出中国应有的贡献，另一方面，我们的航天活动欢迎其他国家参与，我们也愿意参加国际航天合作。 我们会向全世界开放空间站。 中国的空间站不仅将给中国的科学家提供空间科学研究场所，也会通过各种国际合作为其他国家科学家提供平台。 通过空间科学研究获得的新知识应该是人类共同的财富，让全世界都能受益。 “中国航天规模是适度的” 我们这些年的发展的确很快，但这是相对于过去规模小、发展慢而言的。 目前我国经济规模居世界第二，如果把航天看成一个工业体系，与国家经济同步发展也是正常的。更重要的是，我们在发展快的同时高度重视可靠、安全。 虽然也有过失败，但中国航天十几年来的发射成功率在全球是比较领先的，这是中国航天人不断 奋斗的结果。 近年来，美国ＮＡＳＡ每年的预算大概在１７０亿到１８０亿美元，超过一半用于载人航天，俄罗斯不断加大投入，欧洲和日本也保持了平稳发展的态势。 我国载人航天发展近２０年来，花费约为３５０亿元人民币，不及美国一年的投入。 中国航天目前的规模是适度的，并没有超越国家经济和社会发展的需求，而是脚踏实地一步步按照科学规律办事。 美国和俄罗斯无论从航天的成果、门类还是规模来说都很强，我国与欧洲和日本的航天发展各有特点。 我国去年航天发射次数全球第二，卫星品种也比较多，但我们在运载能力、空间应用等方面与航天强国还有差距。比如，目前世界主流火箭的运载能力已达到了２０吨级，而我们到地球ＬＥＯ轨道的运载能力还不足。因此，我们正在发展长征五号，这枚火箭研制、发射成功后，我们在火箭运载能力上才能与国际先进水平相当。

个人分类: 其它|4193 次阅读|0 个评论

[转载]2009年世界载人航天发展综合分析

weixiuping 2010-11-18 11:11

2009 年世界载人航天发展综合分析 一、 国际空间站建设任务即将完成 1、 国际空间站常驻航天员达到设计人数 6 人。 2、 航天飞机按完成 5 次国际空间站飞行任务。 3、 国际空间站将延长使用至 2020 年。 4、 俄罗斯发射新的国际空间站实验舱。 二、 主要国家推进新型载人航天器研发 1、 美国阿瑞斯 1 火箭进行首次试验。 2、 俄罗斯计划研制新一代载人运输系统。 3、 欧洲航天局计划独立研制载人飞。 4、 日本计划在 2015 年前发射载人飞船 三、 国际航天合作持续升温 1、 中美开启航天对话探讨合作前景。 2、 多次召开会议研讨航天合作前景 3 月，在日本举行了第三次国际空间探索合作组织会议。 7 月，国际宇航科学院在俄罗斯召开第 17 届人在太空学术研讨会。 10 月，在韩国召开了第 60 届国际宇航联大会。 10 月，在捷克召开了第一届欧盟与欧洲航天局国际载人航天探索大会。 3、 美欧探讨联合探测火星 四、 美国积极扶持商业载人航天运输发展 NASA 制定商业化轨道运输服务（ COTS ）计划，为私营部门提供资金与技术支持， COTS 计划为发展货物运输投资 5 亿美元，为发展载人运输器投资 5000 元美元。 五、 月球探测取得预期成果 1、 美国实施月球探测任务进行登月选址 2、 日本月球探测器完成计划任务 3、 印度月球探测任务因故障而提前终止。 （摘自《载人航天》 2010 年第 16 卷第 1 期，作者徐鹏，张峰，石培新））

个人分类: 遥感会议通知|1912 次阅读|0 个评论

[转载]2009年世界载人航天发展综合分析

weixiuping 2010-11-8 11:30

一、 国际空间站建设任务即将完成 1、 国际空间站常驻航天员达到设计人数6人。 2、 航天飞机按计划完成5次国际空间站飞行任务。 3、 国际空间站将延长使用至2020年。 4、 俄罗斯发射新的国际空间站实验舱。 二、 主要国家推进新型载人航天器研发 1、 美国阿瑞斯1火箭进行首次试验。 2、 俄罗斯计划研制新一代载人运输系统。 3、 欧洲航天局计划独立研制载人飞。 4、 日本计划在2015年前发射载人飞船。 三、 国际航天合作持续升温 1、 中美开启航天对话探讨合作前景。 2、 多次召开会议研讨航天合作前景 3月，在日本举行了第三次国际空间探索合作组织会议。 7月，国际宇航科学院在俄罗斯召开第17届人在太空学术研讨会。 10月，在韩国召开了第60届国际宇航联大会。 10月，在捷克召开了第一届欧盟与欧洲航天局国际载人航天探索大会。 3、 美欧探讨联合探测火星。 四、 美国积极扶持商业载人航天运输发展 NASA制定商业化轨道运输服务（COTS）计划，为私营部门提供资金与技术支持，COTS计划为发展货物运输投资5亿美元，为发展载人运输器投资5000元美元。 五、 月球探测取得预期成果 1、 美国实施月球探测任务进行登月选址 2、 日本月球探测器完成计划任务 3、 印度月球探测任务因故障而提前终止。 （摘自《载人航天》2010年第16卷第1期，作者徐鹏，张峰，石培新））

个人分类: 健康|1748 次阅读|0 个评论

剑指火星：二十一世纪的太空美国梦

chenzhao 2010-7-16 12:38

环顾内太阳系，除了地球以外的天体，多数都不是可以久住之地。月亮是一个纯粹的死石头，金星是可以熔化铅的高温高压炼狱，水星时刻接受着太阳高能粒子的轰击。其它小天体连重力都无法提供，而长期失重的人类迟早都会骨质疏松，钙流失，患上各类疾病。 但是有一个地方，虽然远不如地球，但与其它地方相比，显得尤其珍贵，那就是火星。2008年，Phoenix 着陆器发现北极存在大量水冰的确凿性证据。（月球水的发现与此无法相比，毕竟那是Phoenix一铲子下去见冰的实实在在的证据，不但有水这种化合物，而且是可开采的水冰）此外火星有着远比月球优越的温度环境，重力环境，连火星日也接近于地球生物的自然节律。 刚刚，今日太空飞行(spaceflight today)报道， Compromise NASA bill gets bipartisan endorsement， 我们知道美国不再玩航天飞机和近地轨道载人航天了。以重返月球为目标的星座计划几近夭折了。 今后NASA在载人航天上的目标依次是：环绕月球、飞越拉格朗日点、登陆近地小行星，最终在2030年代将至少完成载人环火星飞行,并可能登陆火星的卫星。美国知道，其它航天强国，如印度等，可能在本世纪前半叶完成登月，美国计划通过这一系列活动，再次拉开与其它航天强国的差距。 最终目标：火星！如果19世纪美国天文学的先驱，火星研究专家P Lowell 泉下有知，应当会感到欣慰的。

603 次阅读|1 个评论

印度的登月方案

chenzhao 2010-7-15 15:48

1.　于2014年左右测试GSLV-MK4型运载火箭，近地轨道运载能力达到16吨左右。 2. 2020年左右发射并测试月球轨道返回仓，Lunar orbit vehicle, LOV, 重13吨，内含燃料质量7吨，火箭发动机燃料为液氢－液氧，比冲420秒。另有一个重0.8吨的火箭椅简易登月航天器。返回仓本体采用类似苏联Zond 5航天器的设计，采用一系列减重措施，仅重5.2吨。LOV本身只具备单程的地球LEO~月球LLO能力。不具备往返月球的能力，内部生命维持资源仅供2名乘员使用7天。在印度登月安排中，需要两套LOV,一套负责把宇航员送过去，另一套负责接回来。 　　GSLV-MK3将通过另外两次发射将推进级１和推进级２附加到LOV上，LOV通过两次对接构成一个太空中的三级火箭，获取足够的速度增量以前往月球。无人驾驶的LOV在测试中检验航天器设计，生命环境维持系统和测试控制能力。 3.　2024年左右进行无人驾驶的火箭椅测试。火箭椅是一种开放式简易登月航天器，备用主动式和绳系两套交会对接系统，采用UDMH/NOX双组元推进剂，用于提供从LLO到月球表面的往返输送。模拟宇航员穿戴航天服固定在火箭椅上，完成从LOV到月球表面的往返飞行。火箭椅技术由美国SpaceDev私人公司负责开发并卖给印度。 4. 2026年左右，完成LOV中的Reentry Module(RM)　重返地球大气层测试。 ◆　RM测试完成后，印度将实施首次载人航天。 5. 2029年以前，正式实施登月计划，由以下几个步骤组成： 　　①、发射３枚GSLV-MK4无人的返回LOV1和推进级的的地球轨道对接。（地球轨道集合１） 　　②、奔月复合体进入奔月轨道，并经过多次变轨进入月球极轨轨道，抛弃推进级。（完成月球轨道部署） 　　③、发射２枚GSLV-MK4,出发推进级１，２先期发射入轨。 　　④、发射１枚GSLV-MK4, 奔月LOV2携带2名宇航员出发。（不携带火箭椅和地球返回舱） 　　⑤、18小时内，LOV2和出发推进级１、２结成复合体。（第二次地球轨道集合） 　　⑥、24小时内，奔月轨道窗口出现，LOV2直接奔月。 　　⑦、经过3天航行，LOV2切入月球轨道，抛弃推进级。 　　⑧、再花1天时间，LOV2变轨，并与LOV1对接。（月球轨道集合） 　　⑨、1名宇航员穿登月服出舱，搭载火箭椅登陆月球表面，活动20 分钟，主要内容：插印度国旗，放置金属铭牌，安装月震仪，安装角反射器，收集月壤和月岩样本（各5kg）另一名宇航员留守LOV复合体 ⑩、１个轨道周期后，火箭椅升空，与LOV复合体完成对接。 （１１）、两名宇航员进入LOV1中，等待发射窗口，出现后，点燃LOV2的剩余燃料（如果有），然后抛弃LOV2。再点燃LOV1发动机，进入直接月－地转移轨道。 　　（１２）、经过3天航行，飞船进入地球大气层，将花费1天时间利用aero-braking(空气刹车)技术减速，直到进入LEO轨道。此时剩余生命维持物资尚够3天使用，紧急情况下可不返回而与国际空间站对接获救。 　　(13)、　如果一切正常，返回仓RM重返大气层，在印度洋溅落。印度海军维特兰航母搭载的海王直升机负责搜救。 　　

749 次阅读|2 个评论

阿波罗13号轨道的一个新分析

jiangxun 2010-5-9 00:01

作者：蒋迅 左起：洛威尔 (Lovell)、斯威格特 (Swigert)、海斯 (Haise) 在 阿波罗13号 ( Apollo 13 ) 事件中，美国人成功解救了三位宇航员，应该说是不幸中的大幸。在前一篇文章里，我们谈了 阿波罗13号获救有13个不可或缺的条件 。如果我们假设阿波罗13号获救的上述13个不可或缺的条件中有一条不成立，那么阿波罗13号就很可能不能平安降落在海洋上，那这三位宇航员的命运会是什么呢？换句话说，就是说到底阿波罗13号的轨道会是什么？按照以前的说法，飞船将永远地飞离地球，三位宇航员在氧气用尽之后会因缺氧而死。他们的尸体将在冰冷的太空中漫游。1995年出品的《 阿波罗13号 》电影就是这样说的。但是这个问题甚至到本世纪开始的时候仍然是一个问题。AIAA在2000年还有一篇论文在讨论这个问题：“ Apollo 13 Trajectory Reconstruction via State Transition Matrices ”。 最近的 消息 证实以前的结论不是完全正确的。安德鲁·蔡金 (Andrew Chaikin) 发了一个视屏，这个视屏给出了完全不同的结论。 Analytical Graphics, Inc. 用他们自己开发的研究卫星的工具 Satellite Tool Kit ( STK ) 分析了阿波罗13号得数据。他们利用阿波罗13号的关键的数据建立了一个阿波罗13号的轨道模型。为了说明方便，我取了几个截图。 在这个模型中，跟以前估计的一样，登月舱将飞过地球，但只差4,023 公里 (2,500 英里)，而不是以前估计的 64,000 公里 ( 40,000 英里)。 飞船将进入一个新的长达 563,000 公里 (350,000 英里) 的轨道，然后再一次飞向地球。这一次飞船将距离月球只有 48,000 公里 (30,000 英里)。这个距离足以使月球的引力改变登月舱的轨道。 在视频中蔡金解释说：“现在，当阿波罗13号飞向地球时，它的轨道将是撞向地球。”他们的模拟显示，在5月20日，也就是说氧气罐爆炸后的五周以后，阿波罗13号将进入大气层，但是它将由於轨道和大气层形成的角度过大而被焚毁。刚得到这个结果的时候，蔡金他们对这个模拟也不敢轻易相信。於是他们与当年阿波罗13号的指挥官之一查克·迪特里奇 (Chuck Dietrich) 取得联系。迪特里奇用30年前的一些飞行数据证实了这个模拟结果。 当然最后美国人成功地把飞船收了回来。这个航天史上的奇迹将会永远让后人传颂。YouTube上有这个视屏“ Apollo 13 Revisited - 40th anniversary ”，非常值得一看。

个人分类: 航天|8237 次阅读|0 个评论

险象丛生的阿波罗13号

jiangxun 2010-5-7 07:38

作者：蒋迅 左起：洛威尔 (Lovell)、斯威格特 (Swigert)、海斯 (Haise) 阿波罗13号 ( Apollo 13 ) 在发射后两天，服务舱的氧气罐发生的爆炸严重损坏了航天器，使其大量损失氧气和电力；三位宇航员使用航天器的登月舱作为太空中的救生艇。指令舱系统并没有 损坏，但是为了节省电力在返回地球大气层之前都被关闭。三位宇航员在太空中经历了缺少电力、正常温度以及饮用水的问题，但仍然成功返回了地球。这个事件已 经有40年了。 松鼠会在4月13日发表 13，又见13 ── 阿波罗13号事件40周年 。在这篇文章里我们得知，阿波罗13号获救有13个不可或缺的条件 (见 13 Things That Saved Apollo 13 )： 第1条: Timing 第2条: The Hatch That Wouldn't Close 第3条: Charlie Duke's Measles 第4条: Using the LM for Propulsion 第5条: Unexplained Shutdown of the Saturn V Center Engine 第6条: Navigating By Earth's Terminator 第7条: The Apollo 1 Fire 第8条: The Command Module Wasn't Severed 第9条: Position of the Tanks 第10条: Duct Tape 第11条: A Hollywood Movie 第12条: Lunar Orbit Rendezvous 第13条: The Mission Operations Team 我是想等这个系列全部发出之后再发此文，因为这个系列写的非常好，我是一篇一篇读下来的。但在它出了第12部分 (4月28日) 之后突然停了，结果多等了一个星期。跟我一样在等这个系列完成的还有行星协会的 Emily Lakdawalla 女士 。 读过之后，我觉得当时真的是险象丛生。有些因素似乎无关但结果是至关重要的，有些明显的错误却帮了宇航员的大忙，有的现象至今无法解决，甚至好莱坞的一部 在维基百科上都没有的电影 (Marooned) 也对解救起了积极作用。第12部分特别有意义。它顺便让读者明白了为什么当年苏联没有成功，为什么被奥巴马取消的星座计划里采用两次火箭发射。总之，按照这个系列的推理，宇航员被解救的概率连50%都不到。但美国人奇迹般地把一个失败的使命改写成了一次成功的失败。 这个系列出来以后，可能有人会有这样或那样的疑问。 NASA 工程师 Jerry Woodfill 可以回答你们的问题 。事实上，他已经 回答了很多很有深度的问题 。

个人分类: 航天|5449 次阅读|0 个评论

月球还是火星

chenzhao 2010-1-28 12:14

从政策制订者的角度来看,选择月球作为长期、可持续性的地球轨道外载人航天探索的起点有很多优点: 1.低风险性,不仅有先驱者做过,而且往返航程短,对飞船上的生命支持系统没有再生性要求。 2.成效快，立杆见影，投资比火星计划节省。 3.月球背面是建设天基射电望远镜最理想的地址。 带来的问题是： 月球地质研究已经很充分，进一步科学研究价值有限，而且月貌非常古老，几十万年没有什么大改变。月球严重的缺乏水，缺乏风化作用，月尘很尖锐。几乎没有任何大气层，最微小的陨星也可以到达月球表面。月球南北极永久黑暗陨坑内的水冰资源难以开发利用。 火星的特点是资源富集，不但极地确凿的有水冰，根据MRO最近赤道地带的地下也很可能有水冰。存在赤铁矿等类似于地球的矿物，冶炼相对容易。火星的环境有可能允许基因改造后地衣之类低等植物放养，地球化(Terraforming)也并非是妄想。总之，如果我们不仅仅希望建设几个考察站，而是希望真正在地球以外有供人类长期生存的基地，火星是内太阳系内我们唯一的选择，也是根据现在人类的航天能力，有可能实现的唯一选择。 有人火星基地计划代价高昂，因为火星航程对于现有航天技术过于遥远。自循环的生命维持系统还没有经过大规模实验的考验。太阳活动造成的高能粒子抛射事件对于航行中的宇航员安全是极大的威胁。且物资运输往火星的代价远超月球，发射窗口也非常有限。 月球与火星的目标选择争议由来以久，今后也会继续争议下去，缘于有几个基本的，没有明确普适答案的问题，评估的困难特别大。 1. 可行性驱动，还是 目标驱动？ 2. 短期利益优先， 还是 长远利益优先？ 3.社会成本约束 还是 社会价值约束？ 4. 风险回避策略 还是 收益最大化策略 ？ 上面这些问题都没有绝对肯定的答案，读者需要谨防自己的判断过于受情绪左右出现偏差。 　　但从文化观察的角度上说，我个人有种感觉，自从70年代以来，人类的基础科学也好、道德水准也好，慢慢的在走下坡路。冷战结束后特征特别明显。一个缺乏本质上挑战的社会，慢慢进入消极保安全的文化氛围中。环境气候问题也好，恐怖主义也好，金融危机也好，都没有响亮的回应。长此以往，社会会过于注重安全而丧失活力，是危险的。 　　后现代是危险的东西，因为人们开始丧失对自己能力的自信。对科技首先怀疑其效用，继而怀疑其后果。 　　在基础科学难以有重大突破的情况下，行星际的探索与开拓可能将承担类似于大航海在当时的时代中一样的使命。

630 次阅读|0 个评论

为什么印度人10年之内就无法完成载人登月呢?

chenzhao 2009-12-1 13:42

印度空间研究组织ISRO打算以30多亿美圆,在10年时间里实现载人登月的计划. 很多网友认为不可能,他们举例中国从第一艘神舟飞船发射(1999年)到完成空间出舱活动(2008)花费了9年时间.印度空间技术很多方面还比中国落后,他们怎么可能完成迄今只有美国人能完成的登月活动? 其实,我们的思维中普遍存在一种偏见,就是忽视事物本身可能性，只从一种僵化的序列来给事物排序。教授副教授讲师，所以，讲师怎么可能完成教授都完成不了的任务？博士硕士学士，一个只有学士学位的人怎么可能搞博士都搞不出来的创新？（难怪爱因斯坦，特斯拉必须生在外国） 我们不该忘记，1959年时载人航天还不存在，1969年人类就已经在月球上留下足印了。 登月，小经费有小经费的做法,比如说,放弃研制天地往返运输工具,只研制月球轨道舱和登月舱,从国际空间站出发,然后返回国际空间站,依靠俄罗斯等国的飞船返回地面.不要忘记,载人登月的最低要求只是在月面停留半小时左右,并采集岩石月壤样品返回而已。甚至宇航员舱外活动服配一个好的月球靴就可以了，不需要研制专门的月球服。登月舱可以做得小到只容纳一个宇航员，一个人难道就不是载人登月？ 如登月舱和服务舱都不需要处理恼人的再入大气层问题，最大的挑战来自于月面入降着陆和上升段，果苛待宇航员的话，甚至登月舱直接从近地轨道出发，月球着陆，可以节省多少宝贵的燃料啊，登月舱返回时，无人驾驶的服务舱在月球轨道与登月舱对接。然后返回近地轨道，与国际空间站对接。 印度不如中国有钱，但如果他们脑袋灵活，完全可以少花钱，多办事，以类似X大奖的创新精神将人送上月球然后平安返回。

708 次阅读|5 个评论

神舟七号将于明日21:07时至22:27时择机发射

quaternary1 2008-9-24 20:12

中新网酒泉九月二十四日电 (记者 孙自法)神舟七号载人航天飞行任务总指挥部二十四日宣布，中国将于9月25日21：07时至22：27时择机发射神舟七号载人飞船，三名航天员组成乘组执行飞行任务，实施中国航天员首次空间出舱活动。 　　神七任务总指挥部当天下午在中国酒泉卫星发射中心举行神七任务实施新闻发布会，中国载人航天工程新闻发言人王兆耀向中外媒体介绍说，神舟七号载人航天飞行任务的主要目的，是实施中国航天员首次空间出舱活动，突破和掌握出舱活动相关技术，同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。 　　按计划，神舟七号载人飞船将从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空，运行在高度约三百四十三公里的近圆轨道。飞船运行期间，两名航天员进入轨道舱，分别着中国研制的飞天舱外航天服和从俄罗斯引进的海鹰舱外航天服进行出舱活动准备，其中一名航天员出舱进行舱外活动，回收在舱外装载的试验样品装置。出舱活动完成后，飞船将释放一颗伴随卫星。此外，还将进行天链一号卫星数据中继试验。 　　神舟七号飞船完成预定飞行任务后，将返回内蒙古中部地区的主着陆场。(完）

个人分类: Earth and Planetary Sciences|733 次阅读|0 个评论

技术观察06存档

blueyye 2007-11-26 17:01

2006-4-16 ： 载人航天与星际移民 人类一直在探索和开拓中移民美洲和澳洲大陆的发展就是例证，而辉煌永远属于探索开拓的人们。勇于移民是伟大的，新世界都是移民开发出来的。当人类已移遍地球，面临的挑战就将是星际移民。 通过载人航天，人类的足迹已经踏上月球并将登临火星， 2002 年 4 月 19 日 ，国际火星登陆计划负责人曾宣布说参加火星登陆计划的各方已同意在 2014 年至 2015 年间派遣航天员向火星进发，因而人类可能在 21 世纪内实现太阳系内的星际科考，但还不是定居移民（除非改造火星使之适合人类居住或建成人工基地）。 要实现外星定居移民，首先需要找到可以支撑智慧生命的星球。今年 2 月，华盛顿卡内基研究所的天文学家玛格丽特特恩巴尔（ Margaret Turnbull ）博士按照最适合生命生存的星系四大标准（ 1 、至少存在 30 亿年，这样才足以形成行星并发展出复杂生命体； 2 、中心恒星体积不能超过太阳的 1.5 倍，否则难以产生适合生命生存的行星； 3 、应有足够多的铁元素，才能形成类地行星； 4 、中心恒星应处于既非红巨星、也非白矮星的发展阶段，这样周围行星上的复杂生命体才有足够长的生存时间。显然，这是以我们的太阳系和地球为参照提出的标准）宣布有 5 个符合标准的星系（ ref. http://www.aaas.org/news/releases/2006/0218habitable.shtml ）：一是距离地球 26 光年的猎犬座 Beta CVn ；二是距离地球 42 光年的类似太阳的 HD10307 ；三是更远些的金属元素含量约为太阳一半的 HD211415 ；四是很像太阳的天蝎座 Sco18 ；五是飞马座 51 （其中有类木行星）。 1995 年至今，人类已经发现了超过 120 颗太阳系外行星，但大多属于巨大的气态行星或类木行星，其中飞马座 51 、飞马座 51B 、大熊座 47B 和室女座 70B 中的行星有可能适合生命存在。但还没有发现真正的类地行星 ... 实际上，上世纪的科学家们早已对外星智慧生命及外星文明进行过理论研究， 前苏联天体物理学家卡达谢夫（Н．С．Кардашев）提议根据文明通讯的能量划分为 3 类文明： 1 型文明能调集相当于当时地球整个输出功率（约 10 15 -10 16 W ）的能量用于通讯， 2 型文明能调集相当于一颗典型恒星的输出功率（约 10 26 W ）的能量用于通讯， 3 型文明能调集相当于银河系这样的星系的输出功率（约 10 36 W ）的能量用于通讯。这一划分对研究宇宙文明有重大意义 1 型文明发出的电波跨越星系时我们就不容易探测到； 2 型文明无论位于宇宙何处，只要对准地球方向发射电波就极容易被我们探测到。美国学者卡尔 萨根（ Carl Sagan) 建议用 1 . 0 型表示通讯功率为 10 16 W 的文明， 1 . 1 型表示 10 17 W ， 1 . 2 型表示 10 18 W ， ...2 . 0 型表示 10 26 W ， 3 . 0 型表示 10 36 W ，等等；并根据文明创造的信息量提出另一分类方法：地球文明大约已创造了 10 14 -10 15 比特的信息量，极端原始的文明大约只有 10 6 -10 7 比特信息量，设 10 7 比特信息的文明叫 A 型文明，以后信息量每上升一个数量级顺进一个字母， 10 8 对应 B ， 10 9 对应 C...10 32 对应 Z ，则古希腊文明约为 C 型文明，现在的地球文明处于 H 型文明，至于 Z 型文明拥有的信息量，则需 10 亿个包含 100 万个大于地球 1000 倍信息量的文明所构成的星系联盟才会达到。将上述两种宇宙文明分类方法结合起来，地球文明是 0 . 7H 型文明。卡尔萨根设想，人类最可能接触到的文明，应首先是 1 . 5J 型或 1 . 8K 型，因为太低级的文明尚不可能考虑星际交流，太高级的文明又可能对我们不屑一顾。 因此，如果人类能发现外星存在智能 生物，则意义与找到适合智慧生命的星球类似。 2000 前后实质性启动的探索外星智慧（ SETI ）项目仍在进行中（参见 http://setiathome.berkeley.edu ，笔者赴美研究前曾为其翻译过最初的中文版），但尚无肯定结果 ... 星际移民技术复杂无比，人类已经以 3 人组形式登陆月球（数天时间），火星考察（数年时间）设计为 6 人组，向太阳系外移民则需要一个具有新陈代谢机制的小型人类社会（因为人类不可能在一代人的时间内往返星系之间，除非采用科幻式的深度冷冻技术延长生命，他们中的绝大多数人可能永远不能再返回地球，而他们的后代在宇宙航行中也可能会进化变异得面目全非），据测算，这样的移民社会以 100 人左右为宜。如果不首先解决人类在空间的繁衍问题和相应社会组织问题，如果没有新的运载技术，载人航天在月球和火星之后就将出现断层，人类不可能用现有载人航天技术跨越遥远的星际空间去探索和开拓外星世界，跨星系航行还需要解决许多新的航天技术、航天医学、航天社会学问题，决非科幻电影中那么容易。 可以想象，载有 100 人的移民飞船何等壮观！然而，飞出地球，四周就是黑茫茫无限星空，面对一片苍凉的宇宙，如果没有精神信念，就会失去探索的勇气和前进的信心。精神信念的力量是如此巨大，它是支撑人类行为的核心动力。人心形成强大的精神信念，这种信念通过人的行动转化为代代相传的力量，进而创造出灿烂辉煌的人类文明。就像开发美国初期，在某种意义上说，漂洋过海来到新大陆的人们如果没有新教信念作为精神支柱，就不会创造出后来美国的繁荣。正是怀着要将人类文明远播外星的精神信念，人们才能在星际移民中勇往直前，这真是一项科技与文化结合的宏伟事业。 航天之父齐奥尔科夫斯基 ( К . Э . Циолковский ) 说得好：地球是人类的摇篮，但人类不能总是生活在摇篮里 ... 2006-6-5 ： 环境保护 今年世界环境日的主题是沙漠和沙漠化。面对沙尘暴频繁降临，有什么技术手段能遏制沙漠的扩张和沙漠化的加剧吗？目前除了植树造林、植草固沙外都是科幻有则科幻设想把海水引向沙漠，变沙漠为绿洲，可是谁能保证得到的不是盐碱地呢？而没有水又如何植树植草呢？这可真是个难题。引海水治沙的技术可行性还真值得研究。否则，若干年前就见报道说中国北方最近的沙漠离天安门不过 72 公里 ，也许半个世纪后莫高窟第二就会出现 除了沙漠，人类面临的环保问题越来越多：繁荣的汽车工业已为今人备足了钢铁垃圾和橡胶垃圾；兴旺的 IT 产业正在制造 E 垃圾废弃电脑、废弃手机等的处理已成难题。环境保护任重道远 2006-2-28 ： 从 DNA 到智能 1953 年的今天，沃森与克里克在实验室宣告确立了 DNA 双螺旋结构； 3 月 7 日 公之于众； 4 月 25 日 ， Nature 上一篇不足 1000 词的 Letter 奠定了沃森与克里克获取诺贝尔奖的基石，从此，生物科技步入高速发展时期，尤其是 20 世纪 70 年代发明基因工程技术后，生物科技信息加速创生，生物科技一跃成为 21 世纪的主流学科。 DNA 结构和 3 个碱基对应 1 个氨基酸的三联体密码的发现与生化代谢核心环节三羧酸循环（ TCA ）的发现（建立 DNA 结构的 1953 年恰好发现 TCA 的 H. A. Krebs 获得诺贝尔奖）相结合，揭示出生命的奥秘：有机分子形成由 4 个碱基 A 、 T 、 C 、 G 两两配对的 DNA ，依靠 DNA 作为遗传物质发展出以 3 个碱基表达 1 个氨基酸、而多个氨基酸构成肽链、进而形成蛋白质的机制，而代谢过程又保证了生命物质的循环利用。虽然还有许多细节不清楚，但关键环节已经明确。 从有机分子进化出生命真是一个奇迹，其间每个过程都只有很小成功概率，但却造就成功千姿百态的奇妙生物；而从生物中再进化出具有智能的人，人的智能又能认识生命的奥秘，更是奇迹之上的奇迹 ... 2006-3-9 ： 书疗和乐疗 如果能科学地说明书疗和乐疗机理，则书疗和乐疗可成独特技术。 有一研究结论称：人脑信息来源中，视觉信息占 83% ，听觉信息占 11% ，嗅觉信息占 3.5% ，味觉信息占 1.0% ，触觉信息占 1.5% 。视、听觉信息合计占人脑信息来源总量的 94% ，对人的刺激作用可谓大矣，这正是书疗、乐疗的机理。 因此，如果条件适当，书疗、乐疗可能成为技术，于是就有开设书疗院、乐疗院的可能 ... 2006-3-22 ： 海水淡化 地球水量中９７％是海水，３％的淡水资源中又有７７％是难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪，实际可利用的淡水资源仅占全球水量的０．７％，淡水资源可谓紧缺。因此，联合国第 47 届大会 1993 年 1 月 18 日 通过 193 号决议，决定自 1993 年起每年 3 月 22 日为世界水日。今年世界水日第四届世界水资源论坛传出信息说各国计划在未来 10 年内投资约 950 亿美元建立 5000 余家海水淡化厂，以解决世界淡水资源紧缺问题，正好切中要害。 海水淡化作为一种技术，已历经数十年研究，现已完全成熟。目前已经实现商业化应用的淡化技术主要可分为蒸馏法和薄膜法两大类。蒸馏法又可细分为多级闪化法（ MSF ）、多级蒸馏法（ MED ）和蒸汽压缩法（ VC ）；薄膜法主要有电透析法（ ED ）和逆渗透法（ RO ）两种方法。其他的淡化技术还有冷冻法（ Freezing ）和太阳能蒸发法（ Solar Still ）等。 由于海水淡化的成本比其他淡水资源的成本偏高（国内不考虑初期基建投资的淡化海水成本为 4.5 ～ 8.0 元／吨），故大规模应用淡化海水的关键是要降低成本。太阳能蒸馏法值得重视 ...

个人分类: 技术观察|4149 次阅读|0 个评论