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境,可以更好地被人類運用,改善和提高人類生活與生產水平。以前,資源主要是存在於地球上的礦產、森林、水。隨著人類不斷衝破大氣層的束縛,進入太空後,發現了更加豐富的資源,如高真空、微重力等。月球上還存在豐富的氦…3等礦產資源。利用這些獨特的資源環境,人類可以進行太空育種試驗,可以加工生產在地球上無法加工生產的工業用品和生活用品等。例如在微重力條件下,一些在重力條件下無法加工製造的特種合金、泡沫金屬、金屬玻璃、珍貴的生化製品以及藥物的純化等都有可能實現。
載人航天基本問題(2)
雖然人類對太空的認識在不斷增加,但仍有許多奧秘未被人類所瞭解。人類十分好奇的外星人是否真正存在,或者是否還有其他的外星生物,他們是否到達過我們生活的地球;是否存在全新的未知物質,等等。這一切都需要人類進一步去探索,去研究,去認識。
3 人類怎樣才能離開地面
要想探索太空的奧秘,利用太空中的豐富物資資源和特殊的空間環境,就必須戰勝地球的吸引力,衝出地球,投入太空的懷抱。
遨遊寰宇是人類亙古以來的夢想,但祖先們卻無法離開地面一步,只好用種種美麗的飛天神話和幻想來寄託這種願望。
人為什麼不能離開地面呢?或許是缺少一對像老鷹一樣強有力的翅膀?但是,許多勇敢者模仿鳥類用人造翅膀飛行的嘗試都失敗了。理論研究證明,由於生理上的侷限,人類永遠不可能用肌肉的力量在空中支援自身的重量。
為什麼呢?1686年,牛頓揭開了這團迷霧。他在當年發表的《自然哲學之數學原理》一書中指出,任何兩個物體間都有相互吸引力,即萬有引力定律。他指出引力的大小跟它們的質量成正比,跟它們之間距離的平方成反比。由於人與地球的質量相差太懸殊,所以人總是被地球強大的引力所束縛而不能離開地面。
要離開地面,就要克服地球引力。但如何才能克服地球引力呢?如果想讓一個物體離開地球,必須沿著地球引力相反的方向(即向上)對它加力,使它做加速運動,當它達到一定速度時停止加力,它就能以慣性一直向前飛行而脫離地球。這個速度為千米/秒,叫做脫離速度或逃逸速度,通常稱做第二宇宙速度。在擺脫地球束縛的過程中,在地球引力的作用下,物體並不是沿直線飛離地球,而是按拋物線飛行。脫離地球引力以後,在太陽引力作用下繞太陽執行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系,物體的運動速度必須達到千米/秒,通常稱做第三宇宙速度。那時物體將按雙曲線軌跡飛離地球,而相對太陽來說它將沿拋物線飛離太陽。
人類的航天活動,並不是一味地要逃離地球,而是要按照人類預定的計劃進行太空飛行與返回。特別是應用航天器,需要繞地球飛行,即讓航天器做圓周運動。我們知道,物體做曲線運動時會產生離心力。因此,要讓航天器做圓周運動,必須始終有一個與離心力大小相等、方向相反的力作用在航天器上。在這裡,正好可以利用地球的引力。因為地球對航天器的引力,正好與航天器做曲線運動的離心力方向相反。經過計算,航天器的運動速度達到千米/秒時,它所產生的離心力正好與地球對它的引力相等。這個速度被稱為環繞速度,亦稱做第一宇宙速度。
4 航天員依靠什麼飛上太空
航天員要飛上太空,不僅需要有載人飛船,而且還需要有將載人飛船送入太空的火箭。現代火箭誕生以前,任何動力都不可能使物體達到宇宙速度。20世紀初,康斯坦丁?齊奧爾科夫斯基提出〃多級火箭接力的方式可以達到宇宙速度,火箭產生的速度能夠戰勝地球引力〃的著名論斷,使人類遨遊太空的理想逐步得以實現。
第二次世界大戰以後,美