|
◆飞向太空
设想现在我们正穿行于大气层之中。情况会立刻发生变化。在七八千米的高度,会感到很冷(相当于在积雪终年不化的山顶上),而且空气会变得很稀薄,使我们不能正常呼吸。我们要戴上氧气面罩。
越往高处走,空气越稀薄,也就越加寒冷。天空的蓝色也越来越深,慢慢地看不出颜色并变得如夜晚一般黑暗。
不知不觉中,我们来到了太空。超过150千米的高度就可以说身处太空了,这里只有极少的构成大气的气体痕迹。这样,我们便置身于真空世界了。在真空世界里,什么也没有,准确地说是几乎没有,因为,绝对的真空是不存在的。设想此时你把手伸到飞船舷窗之外,不会感到任何阻力。
但是,太空也意味着寒冷,或者酷热。物体被太阳照射的一面是灼热的,而另一面则是冰冷的。
力的问题
要撑起一个物体,需要与其重力大小相等(方向相反)的力。要让该物体升高,这个力就要稍大于重力。如果物体跌落下来,这是因为对其施加的力太小了。要向太空发射沉重的物体,同样是这很简单的道理,也是非常重要的一点。
◆地球的公转
如此看来,地球是一个奇妙的宇宙飞船,在大气的保护下,航行于黑暗和真空的宇宙间。如月球围绕它转动一样,地球也围绕恒星——太阳转动。那么,地球是以怎样的速度进行如此巨大的公转的呢?30千米/秒,也就是说108000千米/时。同时,你知道,地球还绕自己的轴自转。
总之,我们是一个巨大的宇宙“陀螺”上的居民。
火 箭
一方面,地球具有引力,把我们吸引在地球上;另一方面,大气又压着我们,对在大气中移动的物体施加阻力。要克服这些力,飞到太空中去,必须创造出一股巨大的推力。
由谁来做这项工作呢?当然是火箭了。
◆相当简单的飞行器
将一只气球充足气,然后松开手,里边的气便会从开口处跑出来,反冲力使气球在空中划几个圈之后才跌落下来。
火箭也遵从同样的原理,只是气体在释放之前是经过高度压缩的。这是如何进行的呢?在一个特制的发动机内燃烧一种燃料(比如汽油)产生高温高压的气体,释放的气体猛烈地向后喷出……通过反作用力,火箭便向前冲去。
非常古老的发明
火箭是中国人1000多年以前发明的,供放烟火之用。当时的燃料是类似步枪使用的那种火药。现在的火箭燃料可骒煤油,或者是液态氢。
◆三级庞然大物
现在大型火箭的任务是将数百或数千千克的物体载入太空。要达到这个目的,火箭应产生巨大的推力。一支火箭实际上是一组配有巨型燃料箱的巨型发动机,发动机一台摞一台地安放,这便是人们所说的级。火箭的顶部才是要运载的有用之物,也就是卫星、载人的太空舱或太空探测器。
发射的时候,火箭的主要质量是燃料和氧的质量。例如,在阿丽亚娜Ⅳ型火箭的460吨的质量中,燃料和氧就占了415吨。
现在我们来详细地了解一下火箭。
火箭的第一级也是拥有最大发动机和最大燃料箱的一级。这一级负责使火箭摆脱重力,它占火箭全部质量的60%。完成任务之后,它将自行脱落。
随后,第二级点火启动,同样以它巨大的推力继续与重力抗争,但主要任务则是克服大气的阻力。待完成任务之后,同样自行脱落。
第三级火箭紧接着启动了,它将所运载的有用之物送到预定的高度,也就是使其进入轨道,并开始环绕地球转动的高度。到达目的地之后,第三级火箭与卫星分离,但继续在轨道上停留一段时间。
某些卫星还拥有一个发动机使其到达更高的轨道。
火箭为什么要三级
可以把火箭比作一个不断自动排空的庞大的瓶子。升得越高,消耗的燃料和氧气越多,它的质量也就越小。因此,飞行的速度也就越快。如果只有一个瓶子,燃料箱的质量总是保持不变。如果把瓶子截为三段,燃料箱空一个扔掉一个,这样会及时减小火箭一部分质量。
声明:本文由著作权人授权新浪网独家发表,未经许可,禁止转载。