“神舟”五號與物理
來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-08-31 15:40:03
“神舟”五號與物理
“神舟”五號是中國第一艘載人太空船,它體現(xiàn)了中國特色和自力更生精神,展示了中國的科技實力,它成功地讓“中國制造”這個無可爭辯的民族品牌高懸太空,雄辯地證明著:“東方雄獅”已經(jīng)真正崛起。載人航天技術(shù)集中地體現(xiàn)了高科技的魅力,可以說它是當(dāng)代尖端科技成果的精華。你知道嗎?能讓“神舟”五號進(jìn)入太空依據(jù)的就是物理學(xué)的基本原理:
火箭重達(dá)數(shù)百噸,卻能騰空而起,靠的是燃料燃燒產(chǎn)生的巨大推力,這是燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了火箭升天的機械能。
火箭在上升階段要加速,這時航天員要承受4~5個g的“超重”。飛船進(jìn)入繞地軌道后又進(jìn)入太空微重力環(huán)境,航天員處于失重狀態(tài)。
火箭升空后的運動就是機械運動,它的整個運動過程將受到牛頓運動定律支配,飛船在空中的運動軌跡必須按力學(xué)原理精確計算,地面監(jiān)測中心時刻觀測其位置的變化,以看其是否在預(yù)定軌道上運行。
力是改變物體運動狀態(tài)的原因。飛船在整個航天過程中就會受到各種力,這些力都能改變它的運動狀態(tài)。這其中有些是已知的,如地球引力,燃料燃燒的推力等;還有不少力是未知的。“神舟”五號飛船在太空中繞地球14圈的航程隨便哪個力的忽略都會使軌道產(chǎn)生一點偏差。都將導(dǎo)致“失之毫厘,謬之千里”,會給回收帶來意想不到的困難。
“神舟”五號飛船進(jìn)入繞地軌道后,將不再需要燃料提供動力,它會以7.9千米/秒的第一宇宙速度自行繞地球運動,這時它只受地球引力作用,這個力不斷地改變飛船運動方向,使之做繞地球的圓周運動;相反,需要返回時才需要反向施力以減小速度,這樣飛船就會落回地面。
“神舟”五號飛船發(fā)射時不久可以看到從運載火箭外表面有脫落物,這些脫落物是用于火箭保溫的泡沫塑料,以便在酒泉發(fā)射場氣溫較低的情況下保證火箭發(fā)射安全。發(fā)射時由于火箭的加速度很大,與空氣產(chǎn)生的摩擦力也很大,這些泡沫就自然脫落。
在返回艙的外表面采用的燒蝕材料在高溫下能發(fā)生分解、熔化、蒸發(fā)和升華等物理和化學(xué)變化,借材料的物態(tài)變化、化學(xué)反應(yīng)及材料的質(zhì)量消耗帶走大量的熱,以達(dá)到阻止熱流傳人返回艙內(nèi)部的目的。
“神舟”五號飛船的主降落傘叫做“環(huán)帆傘”,展開后有1200平方米,可以產(chǎn)生巨大的浮力,確保飛船安全著陸。
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