Ⅰ 与物理有关的活动(如神州6号) 要有用的
第一宇宙速度、失重、黑障等航天常识以及相关物理现象 还有飞船返回时,要考虑的它的进入大气的角度,如果角度太小会被弹出大气层.
就像打水漂一样,如果石头飞的速度大,倾斜角度小,就可以在水面弹起几次.石头本身的自转也有一定影响.
飞船的气动力外形,在太空中与地面联系的电磁干扰啊之类的.
Ⅱ 神州六号飞天中都涉及哪些物理知识
人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命。
据介绍,由于受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作,常此以久将使得其轨道越来越低,最终将会坠落大气层。
据俄罗斯飞行控制中心2010年2月21日凌晨宣布,国际空间站运行轨道当天顺利提升了6.2公里,为俄罗斯载人飞船及美国航天飞机与空间站对接创造了条件。
此次轨道提升从莫斯科时间21日零时15分(北京时间21日5时15分)开始,对接在国际空间站“星辰”服务舱上的俄“进步 M-04M”货运飞船的8个发动机被启动,并工作了1557秒,从而使国际空间站运行轨道提升了6.2公里,最后到达距地球约349公里的太空轨道,整个过程是在自动状态下完成的。
飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度,飞船的姿态将发生变化。那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程?
按照人造卫星运行的规律,其在轨的运行速度V大小由下列公式决定:
其中G为万有引力恒量,M为地球的质量,r为人造卫星的轨道半径(地球半径R + 人造卫星距地面高度h)。
从以上公式可以看出,在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定:与其的平方根成反比——轨道半径越小的,其速度越大(贴地球表面飞行,其速度最大,即为第一宇宙速度7.9千米/秒);轨道半径越大的,其速度越小。
在变轨过程中,人造卫星由低轨道调整到高轨道,其轨道半径增加,那么运行速度将比原来的小。根据上面的公式,我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加,其运行速度(变化)的数据:
从以上表格的数据可以看到,随着人造卫星轨道半径的增加(距地面高度的增加),其运行速度越来越小。高度每增加50千米,速度约会减小28米/秒(不是线性减小)。这次国际空间站运行轨道提升了6.2公里,其运行速度只减小了3米/秒。
有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速,那么在变轨过程中,飞船的速度应该是逐渐增加的。
我们从两个方面来作分析:
从动力学角度分析——当飞船发动机喷气加速,飞船的速度增加,作圆周运动所需的向心力增加,但是圆周运动所提供的向心力(即万有引力)不变,飞船将会作离心运动,其运行轨道将提升,速度将会减小。
从能量角度分析——
在这里我们来作以下的估算:设人造卫星的质量为2吨,原轨道半径为342.8公里,现变轨到349公里。
该人造卫星的重力势能增加值为(假设该过程中重力加速度值无变化,且值为10米/秒2)
在这个过程中该人造卫星的动能减少值为(万有引力恒量G = 6.67×10-11牛.米2/千克2,地球质量M = 5.98×1024千克)
由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨(由低轨道升至高轨道)的过程中,重力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说,在变轨过程中,发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的重力势能。据能量守恒关系,有 E + ΔEK = ΔEP,也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其重力势能。
Ⅲ 有关中国神州飞船的知识
神舟一号
发射时间:
1999年11月20日6时30分7秒
发射火箭:
新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射,是长征系列运载火箭的第59次飞行,也是最近3年连续17次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:
火箭起飞约10分钟,飞船与火箭分离,进入预定轨道。
返回时间:
1999年11月21日3时41分
发射地点:
酒泉卫星发射中心
着陆地点:
内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:
21小时11分/14圈
搭载物品:
一是旗类,中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等;二是各种邮票及纪念封;三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子,此外还有甘草、板蓝根等中药材。
技术应用:
首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试,整体垂直运输至发射场,进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网,也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间,地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控,成功进行了一系列科学试验。
评论反应:
此间评论高度评价中国实施载人航天工程的第一次飞行试验,称其标志着中国航天事业迈出重要步伐,对突破载人航 天技术具有重要意义,是中国航天史上的重要里程碑。
神舟二号
发射时间:
2001年1月10日1时0分3秒
发射火箭:
新型长征二号F捆绑式火箭,此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行,也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:
飞船起飞十三分钟后,进入预定轨道
返回时间:
2001年1月16日晚上7时22分
发射地点:
酒泉卫星发射中心
着陆地点:
内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:
6天零18小时/108圈
试验项目: 我国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成。与“神舟”一号试验飞船相比,“神舟”二号飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍,我国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,其中包括:进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长;进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长;开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。
评论反应:
此次航天飞船发射,是中国载人航天工程的第二次飞行试验,标志着中国载人航天事业取得了新的进展,向实现载人航天飞行迈出了可喜的一步。
神舟三号
发射时间:
2002年3月25日22时15分
发射火箭:
新型长征二号F捆绑式火箭,这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行,自1996年10月以来,我国运载火箭发射已经连续24次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:
火箭点火升空10分钟后,飞船成功进入预定轨道 .
返回时间:
2002年4月1日 .
发射地点:
酒泉卫星发射中心 .
着陆地点:
内蒙古自治区中部地区 .
飞行时间/圈数:
6天零18小时/108圈.
搭载物品:
处于休眠状态的乌鸡蛋;进行空间试验的有效载荷公用设备十项,四十四件之多,包括:卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍,微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验;空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验;其余设备均是首次在太空作试验。
试验项目: “神舟”三号是一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验,运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善,提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射,逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统。
神舟四号
发射时间:2002年12月30日0时40分
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭的第69次飞行,也是自1996年10月以来,我国航天发射连续第 27次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空十几分钟后,飞船成功进入预定轨道
返回时间:2003年1月5日19时16分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古自治区中部地区
飞行时间/圈数:6天零18小时/108圈
搭载物品: 除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外,其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都将是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行,一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,另一对是植物细胞“新人” ———黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说,在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象将消失,更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”,此项研究将为空间制药探索新方法。
神舟五号
发射时间:2003年10月15日9时整
发射火箭: 新型长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭第71次飞行,也是继1996年10月以来,我国航天发射连续第29次获得成功。
飞船进入轨道所需飞行时间:9时10分,船箭分离,“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。
返回时间:2003年10月16日6时28分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:内蒙古中部阿木古朗草原地区
飞行时间/圈数:21小时/14圈
搭载物品: 除了中国飞天第一人杨利伟外,“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。
试验项目: 神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务,可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。
新技术应用: 首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式,一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后,也能通过逃逸火箭而脱离险境。
神舟六号
发射时间: 2005年10月12日9时0分0秒
发射火箭: 神箭--长征二号F运载火箭
飞船进入轨道所需飞行时间:584秒
返回时间: 10月17日凌晨4时32分
发射地点:酒泉卫星发射中心
着陆地点:四子王草原秋韵
飞行时间/圈数: 115小时32分钟/飞行77圈
搭载物品: 共有8类64种搭载物品,其中包括香港金利来、查氏集团等知名企业标识,搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。在开舱仪式现场,6位特殊的“乘客”有机会精彩亮相,它们分别是极地考察时使用过的中国国旗、国际奥委会会旗五环旗、上海世博会会旗、《申报》百年纪念特刊、书画作品《六骏图》和10幅少先队员太空画作品。神舟六号返回舱搭载的物品还有“我给‘神舟’六号航天员写封信征文活动”特等奖作文、共和国元帅特种邮票和神舟六号个性化邮票等邮品以及书画名家的作品等。
技术应用: 飞船的种类非常多,但最常用的是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地面几百公里的近地轨道上飞行,飞行高度大约为300公里。飞船有单舱式、双舱式和三舱式,目前国际上成熟航天国家的飞船均是三舱式,这次神舟六号就是三舱式飞船,说明中国航天技术已经初步达到国际水平。
神舟六号飞船有以下特点:首先是起点很高,飞船具有承载3名航天员的能力;
其次是一船多用,航天员返回后,轨道仓可以在无人值守的状态下,作为卫星继续利用半年,甚至可以在今后进行交会对接实验;第三是返回舱的直径大,俄罗斯的直径是2.2米,我国的是2.5米。最后是飞船返回,非常安全,这方面已经进行过全面的测试。总体来看,神舟六号飞船的技术进步是巨大的。
技术进步主要反映在:首先是新材料领域,据悉近年来中国在新材料领域所取得的进步上,有2000多种是来自航天领域;其次是电信领域,这方面有硬件设备的进步,也有软件领域的进步,比如编码技术就确保了话音质量和图像的清晰度;第三是图像技术,这些技术可以用于军事领域,也可以用于民用领域;第四是特种食品,航天员的食品研制非常复杂;第五是特种纺织材料,航天服是一个系统,更是高科技的结晶;第六是电子控制系统的进步,飞船是涉及各种复杂子系统的复杂系统,所有系统均需要有电子控制系统进行控制;第七是生物医学体系的进步,载人航天与无人航天有本质上的差异,系统复杂性和可靠性大为不同,神舟六号的成功,表明中国的相关生物医学已经有了巨大的进步。
神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。
由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号取消了用于这项功能的附加段,另外,飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件。
神舟七号
现在神舟七号运载火箭已经开始研制,按照计划是在2008年实现发射。届时,神舟七号将重点突破航天员出舱活动(太空行走)技术。
原订2007年发射,但由于部件的技术问题被推迟了半年,计划今年发射。
Ⅳ 神州6号与物理有关的知识有哪些
第一宇宙速度、失重、黑障等航天常识以及相关物理现象
Ⅳ 神舟六号返回舱下落过程中机械能与内能的变化
中考试题中的神舟飞船
作者:郑中全 王… 文章来源:《物理教学探讨》2005年第2期
我国自行研制的“神舟”五号载人飞船在酒泉载人航大城发射成功后,2004年中考许多省市就有关于“神五”的不少试题。后知“神舟”六号将于2005年发射,与“神五”相比,“神六”有三变(飞行天数肯定要超过一天,搭载航天员肯定要超过一人,飞行时航大员将进入轨道舱做太空科学实验),三不变(船型质量不变、设备安排不变、发射地点不变),而且“神七”飞天也己列入计划。 我们通过有关“神五”的中考试题分析,初步了解神舟飞船的一些知识,以便在今后的考试中对此类问题迎刃而解。
典型示例(一)
1. (2004,哈尔滨市) 2003年10月15日,我国成功发射“神舟”五号载人飞船,飞船随火箭一起离开发射塔飞向太空,下列表述中错误的是
A.飞船受到平衡力的作用。
B.火箭推力对飞船做了功。
C.飞船的动能和势能不断增加。
D.燃料的化学能最终会转化成为火箭的机械能。
2. (2004,黑龙江省)“神舟”五号飞船成功完成了第一次载人航大飞行,实现了中国人民的航天梦想,飞船环绕地球飞行时,如果在舱内进行下列实验,其中不能完成的是
A.用大平测矿石样品的质量。
B.用显微镜观察洋葱表皮。
C.用温度训一测温度。
D.用弹簧测力训一测物体的币力。
3. (2004,江西省)2003年10月16日,“神舟”五号载人飞船成功返航,实现了中国人几千年的“飞天”梦,当飞船减速着陆时,“航天英雄”杨利伟的
A.动能增加,币力势能减少。
B.动能减少,币力势能减少。
C.动能不变,币力势能不变。
D.动能不变,币力势能减少。
1 相关知识
“神舟”五号是由我国的“长征二号F”大椎力运载火箭发射升空的,火箭是人类进行航天活动的基本动力装置,火箭发动机工作时,燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧,产生高温燃气,燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生推力,把火箭发射升空,燃料的化学能转化为内能,内能又转化成火箭的机械能。
飞船在整个航天过程中会受到各种力(如地球引力,燃料燃烧的推力等等) ,火箭升空后所做的运动,就是机械运动。飞船上升阶段,在火箭的推力下做加速运动,这时航天员要承受 4 ~ 5 个g (g = 9. 8N/ kg) 的“超重”, 相当于四、五个与他同样的人压在了他的身上。飞船进入绕地轨道时,只受到地球引力作用,使之绕地球做圆周地运动,又进入失重状态。当同学们坐过山车从最高处往下急冲时的感觉,就近似于失重了。
飞船从发射升空到成功返回,飞船在太空中完成数百个运行动作,是通过喷射燃气来实施变轨调整姿态(即改变飞行高度,运行方向) ,这是应用了物理学中力可以改变物体的运动状态的原理。飞船返回时,需要反向施力(这时启动反推力火箭) 以减小速度,这样飞船就会落回地面。
2 有关数据
“神五”绕地球 14 R ,历时 21h ,航程 60 万km。飞船升空后进入距地球表面近地点高度约200km ,远地点约 350km 的椭圆形轨道 ,实施变轨后进入距地表约 343km的圆形轨道。
3 示例分析
示例 1 中飞船升空受火箭推力作用,做加速度运动不可能受平衡力作用,这时飞船的动能和势能不断增大,所增大的机械能是火箭燃料的化学能转化而来的,故选 D 。示例 2 中,如果在舱内做实验,由于产生失重现象,则不能用天平测质量,同样也不能用测力计测物体的重力 (但用测力计可测量手的拉力大小) ,故答案为 A、D 。示例3 中 ,飞船返回时已启动反推力火箭以减小速度 ,动能减少,重力势能减少,故选 B 。
典型示例(二)
4. (2004 ,大连市课改实验区) 2003 年 10 月 15 日至16 日 ,我国成功地发射并回收了“神舟”五号载人飞船。
(1) 火箭发射时 ,高温的火焰向下喷射 ,大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出, 这些“白气”是怎样产生的 ?
(2) 返回舱返回地球时 , 在距地面 1. 2 m 高处,反冲发动机向地面喷火,飞船进一步减速,最后落地,请你写出在这一过程中包含的两条力学知识。
第一条:
第二条:
5. (2004 , 辽宁省) 如图 1 所示 ,2003 年10 月15 日9 时整 ,我国自行研制的“长征”二号 F 型火箭载着“神舟”五号载人飞船成功升入太空,绕地球飞行数圈后又于10月16日 6 时54 分顺利返回地面,实现了我国第一次载人航天飞行,根据你对这一过程的了解,列举出与此事件相关的两个不同的物理知识。
(1)
(2)
1 相关知识
火箭发射台底建有一个大水池,火箭发射时水池中的水遇高温火焰汽化变成水蒸气,高温的水蒸气遇冷液化成小水珠形成白气。火箭在大气中飞行的时候,摩擦生热,机械能转化为内能,头部温度可达几千摄氏度,为防止火箭烧坏,火箭头上涂有一层特殊材料,这种材料在高温下熔化并汽化、吸热。
随着飞船脱离运载火箭顺利进入太空,展开后的太阳帆板(即太阳能电池翼) 就像是飞船长出两对硕大的翅膀。太阳帆板有充电和供电两大功能,相当于一个小型发电站,通过将太阳能转化成电能,来为飞船上的电器设备提供能源,飞船上虽备有应急电源,但支持的时间有限,主要还是依靠太阳帆板提供电能。
飞船进入轨道后每绕地球飞行一周,必经过一小时的阳光区和三、四十分钟的阴影区,由此外表面要经历起码 180 ℃的温差考验。当飞船返回舱在返回时,常常可以看到外表面被烧蚀的痕迹,这是飞船以高速进入大气层,和大气摩擦(温度可达两千摄氏度) 被烧蚀而成的。返回舱采用的烧蚀材料在高温时能发生分解、融化、蒸发和升华等物理和化学变化,这样可借材料的质量消耗带走大量的热,以达到阻止热流传入返回舱内 部的目的。常用的烧蚀材料有聚四氟乙烯、石墨、碳以及碳复合材料、石英和玻璃类材料及增强酚醛材料。
“神舟”系列的发射时间是有选择的,一至四号发射时间都是在夜晚,主要是便于飞船发射升空时,地面的光学跟踪测量仪易于捕捉到目标。“神舟”五号飞船首次载人飞行,为了充分保障航天员的安全,发射时间却选在了白天。
2 “长征”二号 F 火箭结构如图 2 所示
3 示例解析
示例 4 中。(1) 火箭发射台底有一个大水池,火箭发射时水池中的水遇高温火焰汽化变成水蒸气, 高温的水蒸气遇冷液化成小水珠形成白气。(2) ①物体间力的作用是相互的; ②力可以改变物体的运动状态。示例 5 中, (1) 火箭燃料燃烧过程中化学能转化为内能; (2) 火箭头部做成尖的是为了减小空气阻力; (3) 火箭上升过程中,内能转化为机械能; (4) 火箭头部的特殊物质在高温下熔化并汽化吸热。保护火箭头部,温度不致太高; (5) 发射架底部产生大量白气,有汽化和液化现象; (6) 加速上升过程中航天员处于超重状态; (7) 入轨后航天员处于失重状态; (8) 在空中太阳能帆板将太阳能转化为电能; (9) 上升、下落、变轨利用了反冲作用原理; (10) 杨利伟若不穿太空服,只带氧气瓶,则不能走出舱外是因为舱外太空没有大气压(或太空温度太低) ; (11) 返回舱下降到80 km时,舱外烧得红红的,是因为船舱与空气摩擦生热,产生很高的温度,而舱内温度没有变化, 是因为舱体材料的隔热性能好;(12)“神五”选在白天发射是为了充分利用太阳能,在飞船进入太空后,使光电池将太阳能转化为电能,以维持飞船的正常工作。
评注:中考中常出现与科技新成果相结合的试题,这类题立意高、落点低、信息新,具有明显的时代气息,旨在引导同学关心科技发展动向,关心社会进步,热爱科学知识。我们在平时的学习中应努力拓展知识面,充分利用所学过的知识去推理变通解决没有接触过的实际问题。
Ⅵ 关于神舟五号,神舟六号和神舟七号的资料
神舟-5飞船是在无人飞船的基础上研制的我国第1艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨道运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。
2003年10月15日09时00分,负载着神舟五号的长征2F火箭发射。
9时10分,船箭分离,“神舟”五号载人飞船发射成功,飞船以平均每90分钟绕地球1圈的速度飞行.
飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成,总长8860mm,总重7840kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。
飞船由长征-2f运载火箭发射到近地点200km、远地点350km、倾角42.4°初始轨道,实施变轨后,进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。
神舟-5号飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的愿望,是中华民族智慧和精神的高度凝聚,是中国航天事业在新世纪的一座新的里程一九九九年十一月二十日,中国自主研制的第一艘试验飞船“神舟”一号发射成功,经过二十一小时十一分的太空飞行,“神舟”一号顺利返回地球。中国载人航天工程首次
飞行试验取得圆满成功。
二00一年一月十日,“神舟”二号无人飞船发射升空,按照预定轨道在太空飞行近七天、环绕地球一百零八圈后返回。这是新世纪全世界第一次航天发射,标志着中国载人航天事业取得了新进展,向实现载人航天飞行迈出了可喜的一步。
二00二年三月二十五日,“神舟”三号无人飞船成功发射并于四月一日顺利返回。这是中国发射的第一艘完全处于载人状态的正样无人飞船,表明中国航天已掌握了天地往返技术,并突破了一系列关键技术。
2002年12月30日凌晨零时四十分,“神舟”四号无人飞船从酒泉起航,十多分钟后成功进入太空预定轨道。这是中国载人航天工程进行的第四次无人飞行试验,也是“神舟”飞船在无人状态下考核最全面的一次飞行试验。
2003年10月15日九时许,“神舟”五号载人飞船从酒泉起航,是我国首次载人航天.
2005年10月12日九时,“神舟”六号载人飞船承载两名航天员从酒泉发射升空.5日后返回.2003年10月15日。
中国科学院有关负责人表示,载人飞船工程应用系统的主要任务是开展空间对地观测、空间科学及技术实验。我国载人航天工程(第一阶段)应用系统的目标是大力推进和发 展我国空间科学与空间应用技术,为国家经济建设和社会发展做出有重要价值的贡献,同时为今后有人参与的空间科学与技术实验打下基矗。
其中,“对地观测任务”是以与国际同步发展先进空间遥感器及开拓地球系统科学研究为目的,确定了中分辨率成像光谱仪器、多模态微波遥感器(包括微波高度计、辐射计和散射计)、地球环境监测和遥感应用研究等在轨实验和应用任务。地球环境监测包括太阳常数监测、太阳和地球紫外辐射监测以及地球辐射收支探测。遥感器应用研究为我国遥感应用技术的发展奠定基础;开展成像光谱技术和微波遥感技术在海洋、陆地和大气方面的应用研究和应用示范。
“空间科学研究”安排了空间生命科学、微重力科学(包括空间材料科学项目,微重力流体物理研究项目),还有空间天文项目、空间环境预报和监测任务,目标是全面提高我国空间科学水平。“空间生命科学和生物技术”研制了多种空间实验设备,开展空间生物学效应研究、空间蛋白质结晶、空间细胞培养、空间细胞电融合以及空间蛋白质和生物大分子分离纯化等研究;“空间材料科学研究”研制多工位晶体生长炉和晶体生长观测装置,开展二元和三元半导体光电子材料、透明氧化物晶体、金属和合金等材料研究和空间生长,研究空间晶体生长动力学;“空间环境预报和监测”研究可以建立空间环境预报中心,发布长期、中期、短期空间环境预报和警报,进行效应预测,保障航天员、载人航天器和空间设备安全。神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气释放,在血管内形成气栓,导致减压病,甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即轨道舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。
“航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍,“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练,其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面,把航天器放在水池中,利用水的浮力模拟太空的失重现象,然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。
专家称,“神舟七号”将具备航天员太空行走的几项必备条件。首先,会提供航天员在舱外生活和工作的环境和条件,其中最重要的就是舱外航天服,它具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能,航天服的手套既密封又灵活,头盔透明密封。其次,出舱背包有控制系统和通信系统,其控制系统配有的喷气装置使航天员可以借此控制行走方向。据悉,航天服和背包构造复杂,技术难度大,造价昂贵,美国生产的一套航天服约为150万美元。第三当然是必须拥有技术操作熟练、身体健康、心理素质稳定的航天员。
Ⅶ 神舟六号物理知识
神舟六号载人飞船,是中国神舟号飞船系列之一。“神舟六号”与“神舟五号”在外
形上没有差别,仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,重量基本保持在8吨左右
,用长征二号F型运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载太空人的飞船,也是中国
第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。
宇航员
执行任务宇航员
费俊龙,指挥长
聂海胜,操作手
这是两位太空人第一次进行太空任务飞行。聂海胜10月13日在太空庆祝他的41岁农历
生日。
后备宇航员
第一梯队:刘伯明、景海鹏
第二梯队:翟志刚、吴杰
各分系统负责人
航天员系统总指挥、总设计师:陈善广
飞船应用系统总指挥、总设计师:顾逸东
飞船系统总指挥:尚志,总设计师:张柏楠
火箭系统总指挥:刘宇,总设计师:刘竹生
发射场系统总指挥:张育林,总设计师:陆晋荣
测控通信系统总指挥:董德义,总设计师:于志坚
着陆场系统总指挥:隋起胜,总设计师:侯鹰
时间轴
以下时间使用协调世界时(UTC)。
10月11日
22:15—22:17 太空人进入飞船
22:53 神舟六号返回舱舱门关闭
10月12日
00:27 火箭发射塔操作支架完全打开
01:00:00 长征二号F型火箭点火
01:00:03.583 神舟六号发射
01:02:03(点火后第120秒) 火箭抛弃逃逸塔
01:02:19(点火后第136秒) 火箭助推器分离
01:02:42(点火后第159秒) 火箭一二级分离,一级火箭坠落
01:03:23(点火后第200秒) 整流罩在110公里高度脱离
01:09:43(点火后第583秒) 飞船与火箭在高度约200公里处分离成功
01:09:52 神舟六号进入预定轨道
07:56 神舟六号飞船实施变轨
10月13日
02:10 航天员进行在轨抗干扰试验
18:21 远望一号、远望二号和远望三号所处海域海况恶化
21:56 神舟六号飞船进行变轨后的首次轨道维持
10月15日
08:29—08:31 太空人与中华人民共和国主席胡锦涛对话。
10月16日
18:40 神舟六号围绕地球进入第76圈飞行,在青岛站测控区上空
18:44 神舟六号返回指令解锁
19:10 北京航天飞控中心调度员宣布,返回段跟踪进入30分钟准备
19:17 神舟六号正在南太平洋上空飞行
19:18 推进舱太阳帆板垂直归零
19:42 远望三号测量船捕获到神舟六号信号
19:43—19:48 远望三号测量船对神舟六号实施了姿态调整、轨道舱与返回航分离、
制动点火等一系列关键控制,神舟六号顺利进入预定返回轨道
19:43 远望三号向神舟六号发出指令,神舟六号第一次调姿开始
19:44 轨道舱与返回舱成功分离
19:45 推进舱发动机点火,开始回航
19:48:29 推进舱轨道控制发动机关机,飞出远望三号测量船测控段
19:52 返回舱飞过非洲大陆上空,向中国飞来
20:02 返回舱飞过南亚上空,航天员报告飞船工作正常,感觉良好
20:07 推进舱与返回舱成功分离
20:13 返回舱进入通讯黑障区
20:16 着陆场站测控设备发现飞船
20:19 返回舱主伞舱盖打开
20:20 脱减速伞,主伞打开,直升机目视到目标
20:23 返回舱防热大底成功抛掉
20:33 返回舱成功着陆
21:04 返回舱舱门被打开
21:39 两名太空人费俊龙和聂海胜离开返回舱
发射
神舟六号飞船于北京时间(UTC+8)2005年10月12日上午9:00在酒泉卫星发射中心发
射升空, 费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空,预计飞行时间为5天。先在轨
道倾角42.4度、近地点高度200公里、远地点高度347公里的椭圆轨道上运行5圈,实
施变轨后,进入343公里的圆轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地
面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。
在轨
10月12日17时29分,航天员费俊龙打开神舟六号返回舱与轨道舱之间的舱门,进入轨
道舱开展空间科学实验。
10月13日4时开始,航天员进行在轨干扰力试验,在舱内有意识加大动作幅度,以试
验人的扰动对飞船姿态的影响。在进行了开关舱门、穿脱压力服、穿舱、抽取冷凝水
四大项“在轨干扰力”试验后,航天员的活动对飞船姿态的影响很小,飞船可保持正
常飞行,不需纠正飞船姿态。
10月14日清晨,神舟六号在第30圈进行变轨后的首次轨道维持,即根据轨道精测参数
进行微量调整,使飞船回到预定的正常轨道。维持时,神六发动机共点火6.5秒,将
飞船抬高了800米。
10月15日16时29分,胡锦涛与航天员费俊龙、聂海胜通话。18时05分,航天员向北京
航天飞控中心传送他们拍摄的飞船太阳能帆板的数字图像。
着陆
完成预定飞行任务后,飞船采用升力再入方式返回内蒙古四子王旗的主着陆场。神舟
六号载人飞船返回地面需要经历4个阶段:制动飞行阶段、自由滑行阶段、再入大气
层阶段、着陆阶段。在此次绕地飞行中,“神舟六号”的轨道舱与返回舱分离后,还
将继续在轨飞行六个月时间,进行一系列科学实验。
由于第一次的载人航天器神舟五号在太空只飞行了一天,主着陆场的天气变化可及时
准确预测,因此未曾启用副着陆场;神舟六号飞船将在太空飞行多天,气象难以准确
预测,因此酒泉卫星发射中心的副着陆场将启用作后备着陆地点。为迎接飞船随时可
能返回,地面共设置了13个着陆点。除内蒙古四子王旗和酒泉卫星发射中心主、副两
个着陆场外,国内外还有11个应急着陆场。着陆场系统包括主、副着陆场分系统,陆
上应急搜救分系统,海上应急搜救分系统,通信分系统和航天员医监医保分系统这5
个分系统。
参与航天员搜救的装备包括:搜索救援直升机、搜索救护直升机、搜索摄录直升机、
指挥调度车、航天员医监医保车、工程运输车、航天员运输车、返回舱吊车和小型搜
索车。
为保证神六和两名太空人安全回家,设计了4把巨型降落伞。返回舱在降落过程中,
至少要先后打开引导伞、减速伞、主伞共3把伞,如果有必要,还要打开第4把备份伞
。太空船返回舱降落伞能否顺利打开,直接关系着回收的成败。主伞不能一下子全部
打开,否则会被高速气流吹破,返回舱也会被摔烂。太空船落地后也并非万事大吉,
如果巨大降落伞被风吹鼓,就可能拖着返回舱快速滚动。为策安全,返回舱落地一刹
那间,舱上的切割器会自动切断伞绳吊带,让降落伞独自飘落,保证返回舱不被伞拖
走。
另外,根据神舟五号太空人杨利伟提出的意见,为使神舟六号着陆时对太空人的冲击
降至最小,舱内太空人的座椅还首次安装了“赋形减震座垫”——根据太空人形体不
同特征量体制造的吸能座垫,可在发生撞击瞬间迅速分散人体的应力,避免人体损伤
。
在2005年10月16日凌晨3时44分,太空船轨道舱与返回舱成功分离,并在3时45分,飞
船的发动机成功点火,开始回航。在4时07分飞船推进舱与返回舱成功分离,返回舱
自行重返地球。
在着陆期间,在四子王旗主着陆场的夜空一直有一个光点,仿如流星划过夜空。返回
舱在4时13分经过大气层时,产生高温,形成通讯黑障区,一度暂停与控制中心联络
,长达3分钟。在4时20分,返回舱打开主降落伞,在四子王旗主着陆场慢慢降落,在
4时33分返回舱成功降落,2名太空人费俊龙、聂海胜并向控制中心报平安,控制中心
工作人员鼓掌庆祝。在约半小时后,搜救直升机首先发现返回舱,实际着陆地点较预
计相差仅1公里。工作人员打开返回舱门后,医疗人员为2名太空人检查身体,并建议
2人可以自行出舱。
与神舟五号太空人杨利伟不同,费俊龙首先穿着太空衣,自行爬出返回舱,向现场工
作人员招手。聂海胜亦爬出舱门,走下铁梯。2人坐在椅子上,接受工作人员献花,
并感谢大家的关心及热爱,费俊龙表示,这次太空之旅非常顺利,他们在太空舱内的
工作及生活很好,现在身体状况不错。2名太空人在太空逗留了115.5小时,是神舟五
号太空船飞行时间的5倍多,创造中国人在太空逗留最长的时间,圆满结束中国首次
“多人多天”特点的太空旅程。费俊龙及聂海胜重返地面后,被直升机接走,跟着由
专机送返北京,暂时被隔离14天。
技术改进
飞船上新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器
件10万余件,做出了四个方面110项技术改进。
围绕两人多天任务的改进:食品柜得到真正使用,通过水箱和单独的软包装两种方式
准备了航天员用水。扩大了冷凝水箱,把所有裸露管线都贴上了吸水材料,确保飞船
湿度控制在80%以下。
轨道舱功能使用方面的改进:放置了食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋
,供两名航天员轮流休息用。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜,航天员可以用里
面的温巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。
提高航天员安全性的改进:对航天员的坐椅缓冲器进行了重新设计,使返回前坐椅提
升后航天员可以看到舷窗外的情况。研制成功了返回舱与轨道舱之间的舱门密闭快速
自动检测装置。研制出一种专用抹布,这种布不产生纤维、静电、异味,专门用来清
洁舱门。
持续性改进:“黑匣子”不仅存储量比原来大了100倍,而且数据的写入和读出速度
也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半
搭载
此次神舟六号飞船上搭载的物品主要是载人航天工程纪念品,如邮品、字画、旗帜和
其他纪念品等,还有用来进行科学试验的微生物菌种和农作物种子。
实验用途
一些鸡蛋、蚕卵和云南普洱茶将随“神六”升空,以研究其基因变异的可能性。
飞船上放置了盛有搏动的心肌细胞和贴壁伸展的成骨细胞的24个细胞培养盒,航天员
和地面工作人员同步对两份相同的活体细胞进行一系列的科学对比实验,研究空间环
境影响心脏和骨骼的细胞分子机理,并通过空间实时飞行验证放置在细胞培养液中、
地面筛选出药物的防护效果。航天员分三个时段操作24个样品盒,操作时,航天员将
把细胞培养带放置在腿上,按不同时段,挤破分别装着激活剂与固定剂的两种胶囊,
激活或固定活体细胞,考察在飞船入轨前与入轨后不同重力条件下细胞样品的状态与
变化。
纪念用途
有10克特别的泥土,由9克大陆泥土和1克台湾泥土组成,寓意十全十美,寄望祖国和
平统一。
飞船数据
飞船名称: 神舟六号
发射: 北京时间2005年10月12日 09:00:00
起飞: 北京时间2005年10月12日 09:00:03.583
着陆: 北京时间2005年10月17日 04:33
飞行时间: 115小时32分钟
轨道: 76圈
高度: 343千米
Ⅷ 有关“神州”号的回收的相关物理学知识
背景材料】:
2003年10月15日9时整,我国自行研制的“神州五号”载人飞船,在洒泉卫星发射中心发射成功,准确进入预定轨道,中国首位航天员杨利伟被顺利送入太空,并于次日6时左右成功返回,中国成为继前苏联、美国之后的第三个独立进行载人航天的国家。
【中考链接】:
“神州五号”成功地发射与回收,标志着我国航天技术已经跨入世界先进行列,这一具有里程碑的意义的事件必然是2004年的中考热门材料。我们学校在省示范初中验收时,我正好是“神州五号”负责人,因而搜集了很多有关“神五”材料,并以飞船的发射运行和回收为背景编写了一组题目,和大家一道赏析。
【赏析过程】:
一、飞船的发射
1、飞船的运载火箭在技术厂房完成准备工作后,并进行最后的功能检查,待发升空,这时发射架对火箭的支持力与火箭对发射架的压力是一对_____,而发射架对火箭的支持力和火箭及飞船受到的重力则是一对_______。
2、首位航天员杨利伟身着乳白色的宇航服作用很多,①_______________②________________。
3、火箭点火后,离开发射台升空的瞬间,只见火箭底部涌出庞大的白色气团,这不是火箭喷出的废气。我们知道,当火箭刚点火发射时,高温的火焰向下喷到发射台的地面,此时任何物质遇到如此高温的火焰都要熔化。为了保护发射台的台底,航天工程师在台底建了一个大水池,就巧用水的特性攻克了这一技术难关。①火箭升空瞬间,产生的庞大的白色气团实质是_______________②大水池只所以能保护发射台,是因为________________。
4、“神州五号”飞船腾空而起,疾速飞向太空。在上升的过程中,若以“神州五号”为参照物,则杨利伟是______,若一地面为参照物,则杨利伟是_______,“神五”飞船在与火箭未脱离之前以_______为参照物飞船是静止的。
5、火箭的质量约为4.85×105kg,起飞时受到竖直向上的推力为6.13×106N,则在不计空气阻力时,该火箭起飞时所受到合力_____。
6、火箭的燃料主要使用液态氢,是因为它的______,为了便于储存应将氢气______成液态后装入火箭里。(填物态变化名称)
7、火箭刚离开地面上升的过程中,“神州五号”飞船的动能______,重力势能______,火箭内部燃烧燃料,由燃料的___能转化为____能,这些能主要是用来对飞船______。
二、飞船的运行
1、飞船送入太空后,首先在轨道倾斜42.40近地点高度200KM,远地点高度350KM的椭圆轨道上平稳运行,机械能不变,发生了动能和势能的相互转化。飞船从远地点向近地点运动时,势能____,动能____,速度______;反之,从近地点向远地点运动时, 势能____,动能____,速度______。
2、“神州五号”发射升空后,由北京航天指挥中心果断地发出调度号令,完成了数百个运动动作,是通过喷射燃气来实施变轨控制,这应用了物理学中____________的原理。
3、杨利伟在太空中处于失重状态(此时好象不存在重力一样),他的质量_____(填“变大”或“变小”或“不变”),他_____惯性(填“有”或“无”)。
4、杨利伟在太空中可以为我们中学生演示下面哪些实验?( )
A、马德褒半球实验 B、托里拆利实验
C、奥斯特实验 D、摩擦起电实验
5、“神州五号”飞船轨道舱的内部安装了各种仪器,可以用于科学实验及对地观测,下列仪器在“神州五号”飞船中不能使用的是( )
A、刻度尺 B、温度计 C、天平 D、验电器
三、飞船的回收
1、根据你学过的声学知识,假如你和杨利伟在太空中合作,你应该通过哪些方式和他进行交谈?(说出两条即可)
2、宇航员在太空中用水很节约,水源主要是呼吸产生的湿气经过再生处理供给宇航员使用,在对湿气处理过程中一定会出现的物态变化是______________。
3、“神州五号”载人飞船返回舱还搭载了来自祖国宝岛台湾的农作物种子。农作物种子带到宇宙有何目的?
4、当飞船返回时,进入大气层后与大气层剧烈摩擦,其表面温度可达到七八千摄氏度,是因为___能转化为____能,为了防止飞船成为一颗流星而被烧毁,在飞船的表面涂上一层特殊的材料,利用材料的_____和_____(填物态变化名称)等方式____热,从而降低飞船表面的温度,达到保护飞船目的。
5、为了使快速降落的返回舱安全着陆,在距离地面约10KM时分别拉出引导伞、牵引伞、减速伞,展开足有1200m2的大降落伞,同时缓冲发动机工作向下喷出高温高压的气体,使得返回舱的动能______,重力势能______,机械能_________。
6、为了保证宇航员的安全,“神州五号”的护人法宝之一是在船中备有充气伐和染色剂等物质;万一飞船降落在海上时,可使周围的海水染色,你认为这里涉及到物理知识有_________________________。
【小结】:
这节课我和大家共同随杨利伟乘坐“神五”到太空旅游一趟,从发射、运行,到回收我们发现处处都涉及到物理知识,例如力学、热学、声学、能量等等,这也给我们一个启示,我们的身边处处离不开物理,我们大家都要做有心人,用我们所学的物理知识来解释我们生活中的各种现象。
Ⅸ "嫦娥奔月""神州6号"这方面内容属于物理学的范畴吗
只能说主要是属于物理学范畴,因为这实际上是一个复杂而综合的问题。像升空、定轨、换轨等除了物理外,还涉及大量而精确的数学计算。所用的燃料等又是一个化学问题,发射时间地点的选择,还要考虑地理、天气的影响,等等。
Ⅹ 神舟6号火箭是利用什么原理飞行的
内蒙古四子王旗10月17日电 因与大气的剧烈摩擦而被烧蚀成深褐色的神舟六号返回舱静静地躺在草原上,舱体上还带着上千度高温发热后的余温。着陆场系统总设计师侯鹰告诉新华社记者,飞船返回舱返回最大技术难点之一就是飞船的降温,必须给飞船穿上一件“隔热衣”。
当返回舱在距离地面80公里-40公里的高度以数千米每秒的速度穿越稠密大气层时,返回舱表面温度会达到摄氏1000-2000摄氏度,如果不采取有效的防热降温措施,整个返回舱将会像陨石一样被烧为灰烬。这时必须给飞船穿上一层“防热衣”,使飞船内部的温度控制在航天员可以忍受的40摄氏度以下。
侯鹰介绍,飞船返回舱的降温主要通过三种方法:一是吸热式防热,在
返回舱的某些部位,采用导热性能好、熔点高和热容量大的金属吸热材料来吸收大量的气动热量;二是辐射式防热,用具有辐射性能的钛合金及陶瓷等复合材料,将热量辐射散发出去;三是烧蚀防热,利用高分子材料在高温加热时表面部分材料融化、蒸发、升华或分解汽化带走大量热量的方法散热。
由于飞船重量的限制,防热材料要求是重量尽可能轻的低密度烧蚀材料。神舟六号飞船的防热材料,就是按照这一标准从几十种材料中严格筛选出来的。为进一步将重量降下来,在材料的使用上采用了蜂窝格的设计,这种既有密度又有疏松的设计,保证了神舟飞船穿上的是轻薄的“防热衣”。直径2.5米的返回舱表面积为22.4平方米,目前使用的防热材料总重量约500千克。俄罗斯的“联盟”号飞船直径是2米,表面积是17平方米,而它的防热材料重达700千克。侯鹰说:“可以看出,我国飞船的防热技术具备了世界先进水平。”
运载火箭的燃料由什么成分组成?
运载火箭使用什么动力把航天器送上太空的呢?早在运载火箭发明前,人们使用油和汽作燃料,汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来,科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂,而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的,人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。
从物理形态上讲,火箭发动机使用的推进剂有两种形式,一种是液态物质,另一种是固态物质。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机,或称为液体火箭发动机,两者都是呈固体状态,则称为固体燃料火箭发动机或固体火箭发动机。如果在两种燃料中,一种为固体,一种为液体,则称为固-液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如,氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高,所以,目前研制的火箭发动机多是固-液火箭发动机,两种燃料相遇燃烧,形成高温高压气体,气体从喷口喷出,产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。