上次讲到了苏联开始对联盟号飞船进行试验。联盟号飞船的版本很多,其中有一个版本是登月专用版。飞船本身改动不大,但是配备的服务舱和轨道舱有很多的变化。比如说登月的版本就需要在前面对接一个登月舱。不过当时苏联设计的对接机构是插头插座的结构,是分“公母”的。没法实现对接以后人员直接从轨道舱进入登月舱,还需要宇航员穿上宇航服,进入太空,然后爬进前面的登月舱,把门关好。登月舱是杨格尔设计局搞出来的,联盟号是科罗廖夫的设计局主导的,不是一家人。
当时,苏联还没有测试过太空对接,因此实验对接是联盟号很重要的一项工作。第一艘被发射到太空的联盟飞船是无人飞船,里面安装了一个假人用于收集测试数据。既然不载人,就没有用联盟号的代号,而是采用科斯莫 133 的编号。科斯莫就是宇宙的意思,苏联的一系列飞行器都叫宇宙,不管是卫星也好太空船也罢,反正不想让你打听用途,就起这么个稀里糊涂的名字。
本来这艘飞船是 2 号,应该是 1 号先发射,然后再发射 2 号,在太空里实现对接。但是,1 号出故障了,2号只能先发射。本来打算1号修好了以后能赶上来。结果左等不来右等不来。宇宙 133 号在太空里还出故障了,自己一直在旋转,姿态稳定不下来。最后,耗光了飞船的燃料也没有搞定。反正这艘飞船就是不怎么听话,地面的控制人员花了两天时间,做了 5 次努力,也没能拯救宇宙 133 号。
地面人员就这么眼巴巴看着宇宙 133 号的轨道逐渐降低,粗略的计算了一下飞船的飞行轨迹,最后地面测控人员发现这艘飞船可能会落到中国境内,实在是没办法,开启了自毁装置。飞船上有 23 公斤的炸药,直接把飞船炸成了碎片。
那么正在修理的 1 号飞船怎么样呢?1 号飞船还不如 2 号呢。本来都准备好发射了,结果点火的时候其中一台助推器没点火,自动控制装置马上就把所有助推器和主发动机熄火了。火箭愣是哑火了,停在发射台上,发射台周围马上喷出大量的水,用来给飞船降温。当时科罗廖夫已经去世了,米申接手了科罗廖夫的设计局。火箭出问题了,米申马上派人去检查,先要把燃料卸出来。有当年涅杰林的前车之鉴,谁也不敢造次。
结果,到了 27 分钟的时候,出事儿了,火箭的逃逸塔突然点火了。苏联这是第一次使用逃逸塔,之前都是采用弹射座椅。逃逸塔把顶上的飞船整个给拔出去了,打开降落伞,安全降落在了 400 米外。但是,逃逸塔顺手就把火箭的第三级给点着了。下面的火箭正在卸燃料,也不知道高温燃气是怎么烧过去的,离着还挺老远呢。工作人员一看,吓得抹头就跑。还好不是立刻爆炸,有 2 分钟的缓冲时间,尽管如此,还是造成了 1 人死亡多人重伤的惨剧。说白了,都说宇航员危险,其实航天事业中,死在地面的人比死在太空的多得多。
所以说,联盟号的研发一开始就不顺利。都说苏联是举国体制,你仔细去看看他们的工作,你就会发现,根本不是。设计局还是挺想省钱的,有些该在实验室里做的实验,他们就是没做。航天方面,地面测试的钱是一点都不能省的呀,省了就要出大麻烦。
美国人的双子座计划在 1966 年已经全部收官了,美国人倒是比苏联人顺利得多。双子座 8 号要完成的就是双子座 6 号泡汤的计划,那就是和阿金纳上面级进行对接。还要进行美国人的第二次太空行走。从双子座飞船的前部拿回一个实验装置,还要激活阿金纳上面级的一个微流星探测装置。这都是宇航员斯科特的事儿,在后边给他观敌料阵的是 阿姆斯特朗,这位就是未来的登月第一人 。
但是这一次,斯科特完全没有任何出舱的机会。NASA 用宇宙神火箭发射了阿金纳上面级,阿金纳工作正常,进入了 298 公里的圆轨道。接下来就等着双子座 8 号发射升空了。双子座飞船是用大力神火箭发射的,发射倒是一切顺利。接下来就是和阿金纳目标飞行器做对接。阿姆斯特朗他们做了 4 次轨道调节。开始逐渐逼近阿金纳目标飞行器。在距离 300 公里的时候,雷达捕捉锁定了阿金纳飞行器,只有捕捉到了,才能用计算机控制做自动对接。
美国人用的对接机构也很简单,阿金纳目标飞行器头上装一个漏斗,双子座飞船本来就是个圆锥形,顶上有个突出的圆柱体。只要把圆柱体插进阿金纳的漏斗,锁死,那就算万事大吉了。阿金纳不是太空站,比一口水缸粗不了多少。所以双子座上的人也不可能钻进钻出。所以 这个时候的对接真的只是把飞行器插在一起 ,是没办法让宇航员钻过去的,美苏两国都是如此。
双子座 8 号和阿金纳目标飞行器的距离越来越近。轨道渐渐的汇合,最后几乎贴到一起。阿姆斯特朗先用眼睛检查了一下阿金纳飞行器,看看有没有损坏。然后在得到地面的许可以后,开始一点点接近阿金纳,速度大概是每秒靠近 8 厘米。就这么一寸一寸地靠过去,对准了阿金纳头部的对接口,双子座飞船的头插了进去,等听到咔嚓一声锁定的声音,绿灯亮起,表示两个飞行器已经完成了对接。 这是人类 历史 上第一次太空飞行器实现了对接 。
本来按照程序,阿金纳和双子座的联合体应该是转动 90 度,但是这个联合体开始慢慢翻滚,两位宇航员只能靠双子座上面的姿态控制火箭来调整姿势,想办法让联合体稳定下来,阿姆斯特朗只要手控,飞船就能保持稳定,但是一撒手就不行。如果再这样下去,燃料会消耗光的。
最后,阿姆斯特朗决定和阿金纳飞行器脱离,可是脱离以后,双子座 8 号飞船反而转得更快了,1 秒转一圈,这个速度很恐怖,舱里的好多东西被都甩到舱壁上。阿姆斯特朗在控制飞船姿态过程之中耗费了大量的燃料,他们唯一能做的就是尽快返回地球。
本来按计划,他们应该是 3 天以后返回大气层,落在大西洋。现在返回地面的话,落点相差太远了。但是阿姆斯特朗他们俩坚持不到那个时候了,只要还待在太空里,飞船就会翻滚,翻到人彻底头晕脑胀,最后燃料全部耗光,那时候,想回地球都回不去了,干脆现在就下去算了。
他们赶紧往计算机里输入数据,改变坠落地点。在中国上空,他们开启了反推火箭,开始再入大气层的过程。这个地方完全在美国的测控网覆盖范围之外,地面已经没办法看到他们的情况了。最后,他们掉在了冲绳岛以东 800 公里,横须贺以南 1000 公里的海上。这地方是前不着村后不着店。在海上漂浮着,完全孤立无援。
美国负责救援的人员也抓瞎了,这是世界上飞船返回地面,偏离落点最大的一次。偏出去半个地球啊。还是一架 C54 巡逻机发现了他们,这是一架固定翼飞机,没办法悬停,但是有三个救援人员跳伞下来,开着橡皮艇过来,把两个宇航员从舱里拉出来。太平洋是一点都不太平,风吹浪打,这 5 个人都开始晕船。就这么在海里飘了 3 个钟头,梅森号驱逐舰才开到附近,他们连双子座飞船一起全都捞上来了。顺便说一句,梅森号后来被美国送给了台湾,改名叫“绥阳”号,2003 年沉在了台东外海,成了人工珊瑚礁。
两个宇航员在船上睡了 9 个钟头,第二天驱逐舰开到了冲绳的那霸。有宇航局的官员来迎接他们,把他们带到了嘉手纳空军基地,从那儿搭飞机回了佛罗里达。阿姆斯特朗回去还遭到质疑,有一种说法是他按错了按钮。不过我想不应该,可能还是飞船本身的问题。静电导致某个姿态调整发动机一直不听话,一直在喷气,弄得飞船一直打滚。后来所有的控制电路都增加了屏蔽,而且改成了独立线路,防止出现静电干扰问题。
后面几次双子座飞船就比较的顺利,美国人太空行走的经验越来越多。一开始是延长到了 49 分钟,后来在外面飘几个小时也不成问题了。 双子座 12 号任务,奥尔德林完成了 5 小时的太空行走 。
为什么奥尔德林能够大幅度提高太空行走的时间呢。这和地面训练是分不开的。奥尔德林提出用一个大水池来模拟太空的漂浮环境,这样就可以在地面上训练宇航员的舱外活动经验。这的确是个好办法。在此之前,每次舱外活动都把宇航员弄得一身的汗,脸憋得通红,在太空的失重环境下,浑身找不到发力点,精神又紧张,一个个都心跳加速,手忙脚乱。所以,能在地面解决那是最好不过的事情,现在 水池训练成了宇航员的必修科目之一 。
苏联那边一直不太顺,宇宙 133 失控了,不得不开启自毁,另一艘飞船干脆火箭在地面就炸了,连代号都没有。下一艘实验飞船编号为宇宙 140 号,还是从拜科努尔发射升空。这艘飞船还是老毛病,跟 133 号一样,在太空里姿态控制有问题。但是地面人员还算能控制住局面。就这么在太空里坚持了两天,再入大气层的时候,因为飞船姿态控制的问题,角度有偏差,导致飞船像打水漂一样弹出去了。这一下就偏离了原定的着陆地点,偏出去好几百公里。这一歪不要紧啊,倒是打得挺准的。飞船直接砸穿了咸海的冰层,掉进了 10 米深的水下。
当年的咸海总面积 68 万平方公里,是世界第 4 大湖泊。比两个渤海还大,那真是烟波浩渺,湖水还是蛮深的。现在的咸海基本已经干透了,水面变成了 4 个不相连的湖泊,总面积只剩下过去的 10%,即便如此,也比我国最大的青海湖要大。
苏联派潜水员下去,把飞船给捞出来了。等捞起来一看,大家倒抽了一口凉气,原来是防热大底已经被烧穿了一个 30 公分的大洞。联盟号飞船是个钟形,和东方号的球形不一样。返回大气层的时候是底部朝前拍回地球。只有底部承受高温,飞船身上温度不算高。底部要加隔热层,还要加烧蚀材料,靠烧蚀材料的蒸发来带走热量,防止温度高到烧化的程度。如果防热大底被烧穿,那是非常危险的事情。
所以,技术人员普遍认为,应该再发射一艘无人飞船做实验。毕竟这次实验,稀里哗啦地出了一堆的问题。但是,领导层认为,这些毛病都很容易解决,即便是不做测试也没问题。防热大底被烧穿,那是因为再入大气层的角度不对造成的,与飞船设计无关。飞船的姿态控制问题,应该是很容易解决的。因为东方号每次返回也会打转转。最后不都是有惊无险嘛。所以,他们还是决定,下一次就正式发射载人的联盟一号飞船,隔一天发射联盟2号飞船,实现太空对接。美国人只是用双子座飞船和阿金纳飞行器对接,俄国人打算对接两艘载人飞船,然后交换宇航员,这可比美国人强多了。
当然,苏联人知道美国已经超过自己的,所以领导层也有点着急。现在美国人白送了一个机会,前些天,他们的新的阿波罗飞船在地面测试的时候炸了,刚好给了苏联人翻盘的可能性。
炸了是怎么回事呢?事情是这样的,阿波罗飞船是美国的新飞船,比双子座要大一号,起码可以运载 3 个宇航员,登月计划也采用这个飞船。所以这是个关键。新型的阿波罗飞船总要发射到地球轨道去测试吧。那犯不着用巨大的土星五号运载火箭,用土星 1B 火箭就够用了。本来阿波罗飞船是要在 1966 年内发射,但是后来推迟到了 1967 年。这次选定的宇航员有格里森,怀特和查菲。
格里森是老宇航员了,参加了水星计划,他乘坐的自由钟 7 号因为舱盖的爆炸螺栓突然启动,炸开了舱门,导致飞船大量进水,最后沉入了海底。格里森对此还耿耿于怀呢。后来他还参加了双子座 3 号任务,所以他算是经验最丰富的的宇航员之一。怀特嘛,不久前刚完成双子座 4 号任务,成了第一个完成太空行走的美国人。查菲是个新兵蛋子,压根没上过太空。所以,这个团队算是老中青相结合。
1967 年的 1 月 27 号,他们来参加联合演练。这一次并非是发射任务,而是地面测试,看看飞船完全依靠自身的电力,能不能正常运转。三个人穿好宇航服,和真实发射的流程都是一样的,然后钻进了飞船里,封闭了舱门。
这天早上,工程师们就觉得奇怪,管子里老是有一股怪味。不知道从哪里来的,折腾了一个小时,总算是没有怪味了。然后呢,飞船的无线电出问题了,格里森在里边还挺郁闷的,如果两栋大楼之间都无法通话,就更别提上太空了。无线电修来修去修不好,于是整个测试流程就卡住了,进行不下去了。
就在这时候,监控飞船的工作人员发现飞船起火了。马上听到了宇航员的呼救声。通过闭路电视可以看到舱内的情况,不知道怎么回事,舱内烧起来了。通过监控也看到舱内的宇航员也在拼命想打开舱门,但是要连开 12 个机构才能把门打开,他们显然是做不到的。外边的人也想把飞船打开,可是门就是打不开,最后眼睁睁地看着三个宇航员被活活的烧死。
这个门怎么就打不开呢?我们下回再说。
1961年5月5日,美国第一位进行亚轨道飞行的航天员艾伦·B·谢泼德驾驶美国“水星”MR3飞船进行首次载人亚轨道飞行,美国因此成为继苏联之后世界上第二个具有载人航天能力的国家。
人类载人航天历程
1958年10月7日,美国航宇局(NASA)正式批准“水星”号载人飞船工程。这是航宇局1958年10月1日成立后作出的第一个重大决策。
1959年9月9日,美国用“宇宙神”D运载火箭首次成功地发射了“水星”飞船模型,进行亚轨道飞行。此后一直到1961年4月25日,美国共进行了7次无人飞船试验,其中失败3次,成功4次,为美国成功实施载人航天飞行奠定了坚实基础。
1960年1月,苏联成功发射了两艘无人的卫星式飞船,进行亚轨道飞行。此后一直到1961年3月25日,苏联共进行了7次无人飞船试验,其中失败4次,成功3次,最后两次连续成功。苏联决策机关认为已完全具备了载人飞船的发射能力。
1961年3月23日,苏联准备上天的航天员邦达连科在为期10天的地面训练的最后一天,在一个高浓度氧气舱里,用酒精棉球擦完身上固定过传感器的部位后,随手将它仍在电热器上,立即引起大火,他被严重烧伤,10小时后,抢救无效死亡。
1961年4月12日,苏联发射世界第一艘载人飞船“东方”1号。尤里·加加林少校乘“东方”1号飞船用了108分钟绕地球运行一圈后,在萨拉托夫附近安全返回。加加林成为世界上第一位遨游太空的航天员,使苏联在与美国开展的载人航天竞赛中赢得了世界第一。1968年3月27日,加加林驾驶米格15歼击机训练时,因飞机事故遇难身亡。
1961年5月5日,美国第一位进行亚轨道飞行的航天员艾伦·B·谢泼德驾驶美国“水星”MR3飞船进行首次载人亚轨道飞行,美国因此成为继苏联之后世界上第二个具有载人航天能力的国家。
1961年5月25日,美国总统肯尼迪在国会宣布:在60年代结束之前,美国要把人送上月球,并安全返回地面。从此,美国正式开始实施举世闻名的“阿波罗”载人登月工程计划。这是在与苏联之间展开的谁第一个把人送上天的竞赛中失利后,美国发起的又一个竞赛项目。
1962年2月20日,美国发射载人飞船“水星”6号,航天员欧约翰·H·格伦中校驾驶“水星”6号飞船绕地球飞行3圈,历时4小时55分23秒,在大西洋海面安全返回。格伦因此成为美国第一个进入地球轨道的人。
1962年8月11日,苏联发射载有尼古拉耶夫少校的“东方”3号飞船上天。8月12日,苏联发射载有波波维奇中校的“东方”4号飞船上天。“东方”4号与“东方”3号首次在太空实现载人飞船的交会飞行,最近相距5公里,第一次从太空传回电视。
1963年6月16日,世界上第一位进入太空的女航天员捷列什科娃中尉驾驶苏联“东方”6号飞船进入太空,飞船绕地球飞行48圈,历时70小时50分,19日返回。
1964年10月12日,苏联成功发射载3人的第二代载人飞船“上升”1号。航天员科马罗夫、耶戈洛夫和费捷斯托夫驾驶飞船绕地球飞行16圈,历时24小时17分,返回于库斯塔奈地区。这是苏联、也是世界航天史上第一次载3人飞行。
1965年3月18日,苏联发射载有别列亚耶夫、列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中,列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走,他在离飞船5米处活动了12分钟,完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。
1965年3月23日,美国成功发射第二代载人飞船“双子星座”3号。飞船乘载着美国航天员格里索姆中校和约翰·杨少校,绕地球飞行5圈,历时4小时53分钟。这是美国首次载2人飞行。
1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。
1965年12月15日,美国发射“双子星座”6号飞船,飞船载有希拉中校和斯坦福尔德上尉。飞船绕地球飞行16圈,历时25小时51分钟。此次飞行是与12月4日发射的“双子星座”7号交会,并保持近距离编队飞行,最近时约03米。这是美国载人飞船第一次空间交会飞行。
1966年3月16日,美国发射载有航天员阿姆斯特朗和斯科特的“双子星座”8号,绕地球飞行65圈,历时10小时41分。飞行中首次实现载人飞船与一个名叫“阿金纳”的对接舱体对接。这是世界航天史上第一次空间对接。
1967年1月27日,美国“阿波罗”4A飞船在发射台上进行登月飞船的地面试验。飞船内坐着曾参加过“水星”号、“双子星座”飞船飞行的格里索姆上校、美国第一个完成舱外活动的怀特中校和第一次准备参加太空飞行的查菲少校。突然,充满纯氧的座舱起火爆炸,3名航天员当即烧死。
1967年4月23日,苏联用“联盟”号运载火箭发射第三代飞船“联盟”1号。4月24日飞船返回时,因降落伞故障,飞船坠毁于乌拉尔奥伦波克附近,航天员科马罗夫不幸遇难。
1968年4月14日,苏联发射宇宙212号无人飞船。飞船在轨运行中与后来发射的宇宙213号无人飞船自动对接。这是苏联完成的第一次空间对接。
1968年10月11日,美国发射“阿波罗”7号飞船。航天员希拉、艾西尔和坎宁哈姆绕地球飞行163圈,历时260小时9分钟,22日返回。这是“阿波罗”飞船的第一次载人地球轨道飞行。
1968年12月21日,美国发射载有波尔曼、洛弗尔和安德斯的“阿波罗”8号飞船。飞船进入距月面112公里的月球轨道上飞行了10圈,时间20小时6分钟,并向地球发回电视。27日返回。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。
1969年7月16日,美国发射“阿波罗”11号载人飞船,第一次把人送上月球。飞船上载有航天员阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林3名航天员,经过75小时50分钟的飞行后,进入环月轨道。7月21日格林尼治时间2时56分,航天员阿姆斯特朗将左脚踏到月球上,成为世界上第一个踏上月球的人,并说出了一句广为流传的名言:“这对一个人来说,只不过是小小的一步,可是对人类来讲,却是巨大的一步。”19分钟后,奥尔德林跟着也踏上了月球。他们在月面插上美国国旗,放置科学仪器,搜集22公斤月球岩石和土壤样品,共活动了2小时31分40秒。
1970年4月11日,美国发射载有航天员洛弗尔、海斯和斯威加特的“阿波罗”13号飞船进行第3次登月飞行。飞行56小时后,飞船离地球33万公里,差不多接近月球时,因两个纽扣大的恒温器开关故障,使服务舱燃烧电波贮氧箱爆炸,舱内许多设备遭损坏,氧气和水也损失过半,航天员洛弗尔、海斯和斯威加特面临葬身太空之灾。但他们临危不惧,按地面科学家们精确计算的轨道和地面指挥员的命令,手动操纵飞船,使用登月舱的氧气和动力,于4月17日成功地返回地球,创造了航天史上死里逃生的奇迹。
1970年6月1日,苏联发射载有航天员尼古拉耶夫和谢瓦斯基扬诺夫的“联盟”9号飞船。飞船绕地球飞行268圈,历时424小时59分,创造了载人飞行史上的新记录。
1971年4月19日,苏联用“质子”号火箭发射世界上第一个载人空间站“礼炮”1号。“礼炮”1号空间站于1971年10月11日在太平洋上空坠毁,共飞行了175天。运行期间对接了两艘“联盟”号飞船,其中“联盟”11号的航天员进站工作了3星期。此后一直到1982年,苏联又连续发射了“礼炮”2~5号空间站和第二代“礼炮”6号、7号空间站。
1971年6月6日,苏联发射载有航天员多勃罗沃尔斯基、帕查耶夫和沃尔科夫和“联盟”11号飞船。飞船成功地实现了和“礼炮”1号空间站的对接、在轨运行24天后,在返回途中,返回舱空气泄露,返回地面时,人们发现未穿航天服的3 名航天员全部遇难。
1971年12月7日,美国发射载有塞尔南、埃文斯和施密特的“阿波罗”17号飞船。11日到达月球,两名航天员在月面逗留75小时,在月球轨道上释放了一颗卫星。飞船19日返回。这是人类迄今最后一次载人登月飞行,也是“阿波罗”飞船第7次登月飞行。
1973年5月14日,美国用“土星”V火箭发射名为“天空实验室”的空间站。后与多艘“阿波罗”飞船对接,先后有3批9名航天员到其上工作。原预计“天空实验室”能运行到1982年,但终因空间站故障严重,无法正常使用,其运行轨道急剧下降,于1979年7月12日坠落于南印度洋澳大利亚西南水域。这是美国发射的第一个载人空间站。
1975年4月5日,苏联发射载有拉扎列夫和马卡罗夫的联盟18A飞船,准备与礼炮4号对接。火箭第3级点火不久,正值火箭上升到144公里的高空时,因制导系统发生故障,飞船在空中翻滚,并偏离预定轨道。地面控制中心不得不发出应急救生指令,使火箭紧急关机,返回舱与飞船分离,航天员按应急方案返回,在西伯利亚西部山区安全着陆。飞行只进行了22分钟。这是载人航天以来,第一次因火箭飞行不正常而成功地采取的应急救生措施。
1975年7月15日,苏、美发射飞船进行联合对接飞行。首先发射的是载有苏联航天员列昂诺夫和库巴索夫的“联盟”19号飞船。发射后75小时,美国“阿波罗”18号飞船载着美国航天员斯坦福尔德、斯莱顿和布兰德从肯尼迪航天中心发射成功。7月17日,“阿波罗”18号飞船和“联盟”19号飞船成功地对接。飞船对接状态保持了两天,美苏航天员实现了飞船间的互访。这是冷战期间美苏两个竞争对手难得的“太空握手”。
1981年4月12日,美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号。此后又陆续建造了“挑战者”号、“亚特兰蒂斯”号、“发现”号和“奋进”号航天飞机。1986年1月28日,“挑战者”号航天飞机在发射升空仅73秒后即爆炸,机上7名航天员全部遇难;2003年2月1日,“哥伦比亚”号航天飞机在返航途中解体,机上7名航天员再次遇难。尽管如此,美国航天飞机投入运营22年来,已成功飞行111次,在太空部署过卫星、维修过“哈勃”、完成了无数科学试验,是目前正在建造中的国际空间站的主要运送工具。
1984年7月17日,苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维卡娅,与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。25日,萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空行走的女性。
1986年2月20日,苏联发射了第三代长期载人空间站——“和平”号空间站的核心舱。此后历时10年,直到1996年4月26日,苏联(俄罗斯)才建成由核心舱、“量子”1号舱、“量子”2号舱、“晶体”舱、“光谱”舱和“自然”舱组成的完整的“和平”号空间站。2003年3月23日,“和平”号在绕地球飞行8万多圈、行程约35亿公里、超期服役近10年后,坠毁在太平洋预定海域。作为世界上第一个长期载人空间站,“和平”号是20世纪质量最大、载人最多和寿命最长的航天器,堪称“一代天骄”!在“和平”号天马行空近15载中,共接待了来自10多个国家和国际组织的航天员100多人次。其中俄罗斯航天员在“和平”号上创造了两项太空飞行纪录:一项是由玻利亚科夫创造的、人在太空连续生活和工作438天的世界纪录,另一项是由阿夫杰耶夫创造的、在太空飞行累计时间达748天的世界纪录。科学家们利用“和平”号空间站进行了包括生命科学、微重力科学与应用、空间科学、对地观测等众多领域的成千上万项科学实验,取得了举世瞩目的丰硕成果。
1995年6月27日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机载着5名美国航天员和2名俄罗斯航天员升空,首次实现与俄罗斯“和平”号空间站对接飞行。此后一直到1998年,美国航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站进行了8次对接飞行,所取得的成功经验降低了目前正在组装的国际空间站装配和运行中的技术风险。
1996年9月26日,在俄罗斯“和平”号空间站上工作的美国女航天员露西德乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机返回地面。露西德在太空生活了188天,打破了俄罗斯航天员康达科娃创造的女性在太空飞行的最高纪录。
1998年11月20日,俄罗斯用“质子”K火箭将国际空间站的第一个部件——“曙光”号多功能舱送入太空,建造国际空间站的宏伟而艰巨的任务从此拉开了帷幕。国际空间站是由美国和俄罗斯牵头、欧洲11国(即德国、法国、意大利、英国、比利时、荷兰、西班牙、丹麦、挪威、瑞典和瑞士)、日本、加拿大和巴西共16个国家建造的,预计要到2006年才能全部建成。建成后的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于两个足球场大小,总质量达400余吨,将是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造天宫,运行在倾角为516°、高度为397公里的轨道上,可供6~7名航天员在轨工作,之后国际空间站将开始一个为期10~15年的永久载人的运行期。
2001年4月28日,世界上首位太空游客、美国富翁蒂托搭乘“联盟”TM32号飞船从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场出发,到国际空间站上旅游观光8天,5月6日返回地面。蒂托此行耗资2000万美元,除了太空观光外,他还负责飞船的一部分无线电通信、导航和供电任务,并与俄宇航员一起执行了对地观测任务。蒂托的太空之旅开创了太空旅游的新时代。2002年4月25日~5月5日,世界上第二位太空游客、南非亿万富翁马克·沙特沃斯也在太空度过了10天的时光,其中8天生活和工作在国际空间站上。
[编辑本段]中国的载人航天
中国进行载人航天研究的历史可以追溯到20世纪70年代初。在中国第一颗人造地球卫星东方红一号上天之后,当时的国防部五院院长钱学森就提出,中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”(即于1971年4月提出),并将飞船命名为“曙光一号”。然而,中国在开展了一段时间的工作之后,认为无论是在研制队伍、经验方面,还是在综合国力、工业基础方面搞载人航天都存在一定的困难,这个项目就搁到了一边。
20世纪70年代初,中国第一颗人造地球卫星东方红一号上天之后,开始了东方红二号、东方红二号甲、东方红三号等多颗通信卫星的研制工作。
进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年,中国成功地发射并回收了第一颗返回式卫星,使中国成为世界上继美国和前苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家,这为中国开展载人航天技术的研究打下了坚实的基础。
1992年1月,中国政府批准载人航天工程正式上马,并命名为“921工程”。在“921工程”的七大系统中,核心是载人飞船,载人飞船则由中国空间技术研究院为主来进行研制。“921工程”正式上马时中央就提出了“争8保9”的奋斗目标, 即1998年要在技术上有一个大的突破,1999年要争取飞船上天。中国唐家岭航天城,为中国的载人航天工程完成载人航天的任务做了物质条件的保证。
1999年11月20日,中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号飞船在酒泉起飞,21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆,圆满完成“处女之行”。这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。2001年1月10日,中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”二号飞船。2002年3月25日,中国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”三号飞船。2002年12月30日,中国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”四号无人飞船。
2003年10月15日9时整,我国自行研制的“神舟”五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。9时9分50秒,“神舟”五号准确进入预定轨道。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐“神舟”五号载人飞船执行任务的航天员是38岁的杨利伟。他是我国自己培养的第一代航天员。在太空中围绕地球飞行14圈,经过21小时23分、60万公里的安全飞行后,他于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。>>
2005年10月12至17日,我国成功进行了第二次载人航天飞行,也是第一次将我国两名航天员同时送上太空。10月12日9时零分零秒,发射神六飞船的长征二号F型运载火箭点火。
火箭在点火4秒钟后升空,轰鸣声回荡在戈壁滩上空。这是长征火箭第88次发射。
点火第12秒,火箭向东稍偏南的方向实施程
序拐弯。此时,火箭距地面高度为211米。
点火第120秒,火箭抛掉逃逸塔,这是火箭第一个分离动作。
点火第159秒,火箭一二级分离成功,一级坠落。此时,火箭已经飞过了平流层和中间层,正在接近大气层边缘。
点火第200秒,整流罩分离成功。飞行中,整流罩能保护飞船免受热和气流的作用。此时,第二级火箭已飞出稠密大气层,飞船不再需要整流罩的保护了。
指挥员宣布:飞船飞行正常。
指挥员宣布,飞船遥测信号正常,雷达跟踪正常。
中国载人航天工程着陆场系统全面启动。
雷达发现飞船目标,雷达跟踪正常。
2008年9月25日,我国第三艘载人飞船神舟七号成功发射,三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。 27日,翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服,在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明的辅助下,进行了19分35秒的出舱活动。中国随之成为世界上第三个掌握空间出舱活动技术的国家。 2008年9月28日傍晚时分,神舟七号飞船在顺利完成空间出舱活动和一系列空间科学试验任务后,成功降落在内蒙古中部阿木古朗草原上。
第二个是美国,本来是第一个独立掌握空间出舱关键技术的国家,不过被苏联给抢先了
1965年3月18日苏联航天员阿里克谢·列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走
1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。
平流层之所以与对流层相反,随高度上升是气温上升,是因为其顶部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。故之在这一层,气温会因高度而上升。平流层的顶部气温大概徘徊在270K左右,与地面气温差不多。平流层顶部称为平流层顶,在此之上气温又会再以随高度而下降。至于垂直气温分层方面,由于高温层置上而低温层置下,使到平流层较为稳定。那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。
此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线,它把平流层的顶部加热。至于平流层的底部,来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所以,极地的平流层会于较低高度出现,因为极地的地面气温相对较低。(以上内容摘自)
更形象些可以这样理解,冷空气相对较重(密度大),而热空气相对较轻(密度小)。对流层可以比喻为将几种不相容且密度不同的液体按照密度大小从大到小(以后皆以从高到低的顺序解释),从高到低的放置在一个容器中,此时液体一定会自发的向密度从小到大的方向扩散,如果底部通过一系列方法使得密度大的溶液再回到顶层,这就变成了对流了。如果液体最初就是按照密度从小到大的顺序排列(也就是平流层中上冷下热的状态),那么本身处于稳定态,就不会产生对流了。
希望可以解答你的疑问。
1关于航天的知识,短一点
航空航天技术 为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。
它涉及人力资源配置,设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家,民族,乃至整个人类发展的高度追求。
在现代航空和航天工程中电子系统是重要的系统之一。 它按功能分为通信、导航、雷达、目标识别、遥测、遥控、遥感、火控、制导、电子对抗等系统。
各种系统一般包括飞行器上的电子系统和相应的地面电子系统两部分,这两部分通过电磁波传输信号合成为一个系统。和这些电子系统有关的电子理论和技术有通信理论、电磁场理论、电波传播、天线、检测理论和技术、编码理论和技术、信号处理技术等,而微电子技术和电子计算机技术则是提高各种电子系统性能的基础。
它们的发展使飞行器上的电子系统进一步小型化和具有实时处理更大量数据的能力,进而使飞机的性能(机动能力、火控能力、全天候飞行、自动着陆等)大为提高,航天器的功能(科学探测、资源勘测、通信广播、侦察预警等)日益扩大。 一、航空航天飞行器上电子设备的特点是: ①要求体积小、重量轻和功耗小;②能在恶劣的环境条件下工作;③高效率、高可靠和长寿命。
在高性能飞机和航天器上,这些要求尤为严格。飞机和航天器的舱室容积、载重和电源受到严格限制。
卫星上设备重量每增加1公斤,运载火箭的发射重量就要增加几百公斤或更多。导弹和航天器要承受严重的冲击过载、强振动和粒子辐射等。
一些航天器的工作时间很长,如静止轨道通信卫星的长达7~10年,而深空探测器的工作时间更长。因此,航空航天用的电子元器件要经过极严格的质量控制和筛选,而电子系统的设计需要充分运用可靠性理论和冗余技术。
二、航空航天电子技术的主要发展方向是: ①充分利用电子计算机和大规模集成电路,提高航空航天电子系统的综合化、自动化和智能化水平;②提高实时信号处理和数据处理的能力和数据传输的速率;③发展高速率和超高速率的大规模集成电路;④发展更高频率波段(毫米波、红外、光频)的电子技术;⑤发展可靠性更高和寿命更长的各种电子元器件。
2火箭的知识 30字
火箭(rocket)是火箭发动机喷射工质(工作介质)产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行,是实现航天飞行的运载工具。火箭按用途分为探空火箭和运载火箭。
火箭探空是中国发展航天事业的起步项目之一。中国于1958 年开始发展火箭探空事业,在著名科学家钱学森、赵九章、杨南生、王希季等倡导和领导下创建了火箭探空事业。在研制发射了多种型号的试验研究、试验性探空火箭的基础上,中国的第一枚探空火箭于1960年9月首次发射。
扩展资料:
航空火箭分类及特点:
按用途可分为空空火箭、空地火箭和空空、空地两用火箭(见火箭)。
空空火箭的弹径一般为50~70毫米,用于攻击速度低于750公里/小时、相距1000米左右的空中目标;
空地火箭的弹径为70~300毫米,多用于攻击装甲车辆;
空空、空地两用火箭的弹径为70~127毫米。大弹径的航空火箭,已被机载导弹所取代。航空火箭同航空机关炮相比,射程远、威力大,但命中概率低。它装在飞机挂载的发射器中,一架飞机一般挂2~4个发射器,每个发射器装7~32枚。航空火箭与瞄准设备、发射装置配套使用,可单发或连发发射。
-航空火箭
-火箭
3航天小知识
呵呵,我也要参加这个比赛。
我查到了,所以。
不告诉你! 算了,还是告诉你吧!1身体健康 每天都要进行高强度的体育锻炼,至少跑步两英里(约32公里),骑自行车15分钟,50米的泳道游五个来回,不间断地举重15分钟。 2团队合作 学会和他人相处。
太空船空间很小,你必须知道怎样和其他机组人员在一起生活。 3外语水平 懂基本的俄语。
但是这并不是那么简单的。曾经在02年花费巨资搭载俄罗斯太空飞船进行太空旅游的南非富翁马克-沙特沃思曾经表示,每天四个小时的俄语课程就像给大脑动手术还不上 。
4身体检查 良好的健康状况是必需的。心脏病人是绝对不允许上天的,但是像轻微的哮喘病等不会有影响。
5心理检查 心理健康也十分重要,尤其是无论在什么情况下都能保持镇静的素质。一名宇航员可能会面临各种各样的危险,而在太空可没有哪里可以逃的。
6超重耐力训练 超重耐力训练要求航天员在承受8倍于自身体重的重力条件下,保持正常的呼吸和思维能力。这种训练通常会在高速旋转的离心室或旋转座椅上完成,训练中最大的压力是承受加速度,航天员的训练则要求超载达到人体自重8倍重力的加速度,持续时间为40至50秒。
在载人航天飞行训练中,超重耐力训练是对航天员自我极限的最大挑战,这是有名的魔鬼训练,很多人为之却步。 7急救训练 基本的急救知识是宇航员的常识,比如骨折后给腿部上夹板,还有给伤口上药等。
8陆地生存训练 模拟航天飞机在俄罗斯的野外意外坠毁,受训者必须接受怎样生火,怎样搭建临时住所,如何求救等基本生存训练。 9海上生存训练 万一发生意外,宇航员还应该做好在紧急降落黑海的准备。
其中一个训练就是宇航员穿着太空服跳入水中,在水中应该学会自己给救生艇充气。 10失重训练 在失重状态下,一切日常任务如吃东西、喝水、上厕所、呕吐等都需要重新学习,否则可能会给你和其他人带来很多麻烦。
美国宇航局的医学专家特意研究出一个名叫“呕吐彗星机”的大型仪器,宇航员只要在上太空前,在这个仪器里“住”上100个小时,那么,他上到太空后,就不会再发生呕吐的现象了。而在这个不断旋转的机器里,宇航员还要学会在30秒内穿好太空服。
11学会驾驶航天飞机 太空旅行什么意外都可能发生,因此如果自动控制系统出现故障导致意外,或其他机组人员全部遇难的话,必须有人能够驾驶航天飞机返回地球。 12钱 最后可能也是最关键的一点,你应该拥有至少2000万美金。
12007年11月24日我国首颗探月卫星发射成功,这颗卫星名称是嫦娥一号。22007年11月24日搭载着我国首颗探月卫星的运载火箭在西昌发射中心点火发射。
3目前我国有三个卫星发射基地,即将在文昌建设第四个发射基地,预计在2010年投入使用。42007年4月14日我国用“长三甲”运载火箭,成功将一颗北斗卫星送入太空,该卫星是我国“北斗计划”中的一颗卫星,请问“北斗计划”的主要目的是定位导航。
5 为纪念400年前伽利略首次用望远镜观测星空这一壮举,2007年3月国际天文学联合会(IAU)确定2009年为国际天文学年,主题定为:“The Universe – yours to discover”。6下列关于行星说法错误的是木星在我国古代被称为‘长庚’,它是太阳系所有行星中质量最大的。
7到目前为止,人类已经发射了大量的探测器去考察太阳系内的其他行星,下列探测器和被探测的行星对应正确的是伽利略号 木星8下面关于太阳系质量最大的前5个大行星,按质量从大到小排序正确的是木星、土星、海王星、天王星、地球9 猎户座大星云的梅西耶编号为 M4210下列关于各节气的含义描述不正确的是冬至那天太阳赤纬为0度,阳光几乎直射南回归线,是北半球一年中白昼最短的一天。11人类已给月球上的许多地方命名了,下列名称不属于月球的是奥林匹斯山12月球的环形山大多数以天文学家的名字来命名的,其中也有我国古代的天文学家,下面人物中那位人名并没有用来命名的是宋应星13关于望远镜表述正确的是相比地平式望远镜,赤道式望远镜的优点是易于跟踪天体的周日视运动14月球绕地球转动的轨道面和月球赤道之间的夹角大小为6度41分,这使得我们能够在地球南北极看到一些月球背面。
15下列关于彗星的说法不正确的是彗星靠近太阳时被加热,彗星的光主要是由炽热的气体发出的。16小行星的发现同提丢斯—波得定则的提出有密切联系,根据该定则,在距太阳距离为28个天文单位处应有一颗行星,随后皮亚奇果真在该处发现了第一颗小行星谷神星17在太阳系内有的行星向外辐射的能量比其接收到的太阳辐射能量还要大,到目前为止,已知这样的行星有木星和土星18土星外围的光环中间有一条黑暗的缝隙把光环分为内外两部分,这条缝隙是以它的发现者的名字命名的,被称为卡西尼环缝19通过对月相的观察我们可以大致的知道当天在该月份中的日期,如当月相为上弦月时,大概为每个月的农历初八左右20在太阳系的八大行星中,有一颗行星的自转方式非常独特,它的赤道面与公转轨道面的夹角为97度55分,几乎是‘横躺’轨道平面上自转,这是哪颗行星? 天王星21下列天体哪个。
4航天科技小知识
一、航空航天飞行器上电子设备的特点是:
①要求体积小、重量轻和功耗小;②能在恶劣的环境条件下工作;③高效率、高可靠和长寿命。在高性能飞机和航天器上,这些要求尤为严格。飞机和航天器的舱室容积、载重和电源受到严格限制。卫星上设备重量每增加1公斤,运载火箭的发射重量就要增加几百公斤或更多。导弹和航天器要承受严重的冲击过载、强振动和粒子辐射等。一些航天器的工作时间很长,如静止轨道通信卫星的长达7~10年,而深空探测器的工作时间更长。因此,航空航天用的电子元器件要经过极严格的质量控制和筛选,而电子系统的设计需要充分运用可靠性理论和冗余技术。
二、航空航天电子技术的主要发展方向是:
①充分利用电子计算机和大规模集成电路,提高航空航天电子系统的综合化、自动化和智能化水平;②提高实时信号处理和数据处理的能力和数据传输的速率;③发展高速率和超高速率的大规模集成电路;④发展更高频率波段(毫米波、红外、光频)的电子技术;⑤发展可靠性更高和寿命更长的各种电子元器件。
5简短一点的航空航天的知识、趣闻有哪些
飞行器在地球大气层内的航行活动为航空。
气球,飞艇是利用空气的浮力在大气层内飞行,飞机则是利用与空气相互作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依靠飞机携带的燃料(汽油)和大气中的氧气工作。
航空与航天是20世纪人类认识和改造自然进程中最活跃、最有影响的科学技术领域,也是人类文明高度发展的重要标志。 人类在征服大自然的漫长岁月中,早就产生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。
在生产力和科学技术水平都很低下的时代,这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试,但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。
自从20世纪初第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行之后,人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。经过许多杰出人物的艰苦努力,航空科学技术得到迅速发展,飞机性能不断提高。
6谁有尽可能多的航天小知识
第一颗卫星 :东方红一号 第一次载人航天的宇宙飞船:神舟五号 宇航员 :杨利伟 第一次多人载人航天的宇宙飞船:神舟六号 宇航员:聂海胜 费俊龙 第一颗绕月探测卫星:嫦娥一号 宇宙环境是极为恶劣的,对人体有害的主要因素是高真空、高缺氧、宇宙辐射、温度差异等,这些不利因素会对人体产生严重伤害。
面对严峻的宇宙空间环境,我们的科技人员为其研制了一个基本与外界隔绝的密闭环境即密闭座舱,用来保护航天员。 飞船在航天飞行中的昼夜周期和我们在地球上的昼夜周期是不同的。
地球上的一天是一次日落日出,并定为24小时。空间飞行时的一次日落日出,周期长短不一,因为它和飞船绕地球飞行的轨道高低相关。
轨道高,昼夜周期就长;轨道低,昼夜周期就短。飞船航天飞行期间的昼夜周期,白天和黑夜时间长短是不一致的,白天时间长,黑夜时间短,90分钟一个昼夜周期,最长的黑夜仅仅是37分钟。
飞船由地球阳面进入阴面时,就如同由白天进入黄昏黑夜一样。航天飞机速度很快,太阳落山时也如“旋风”一样迅速地隐去。
站着睡躺着睡都一样 在宇宙空间最特殊的就是睡觉姿势,失重时,身体完全放松会自然形成一种弓状姿势。航天专家认为,在太空中睡眠,身体稍微弯曲成弓状,比完全伸直平躺着要舒服得多。
航天员在太空飞行中,睡袋一般固定在飞船内的舱壁上,如果不这样,飞船内的姿态在发动机开动时,就可能跟舱壁碰撞。所以,航天员一般还是喜欢将睡袋紧贴着舱壁睡觉,这样就像睡在床上一样舒服。
在失重时,反正分不清上和下,站着躺着睡都一样,所以,航天员既可以靠着天花板睡,又可以笔直地站着靠墙壁睡,想怎么睡都是可以的。 由于人在失重时飘浮,航天员行动起来会感到困难和不方便,动作都不像在地面上那样协调。
坐立不稳摇摇晃晃,稍一抬头仰身就有可能来个大翻身,弯腰时又可能翻筋斗,所以一切动作都得小心从事。 飞向太空就是人类最美好的遐想。
航天员在飞船上看到的地球漂亮极了,它是一个绿色的球体。白天你仔细看去时,地球大部分是浅蓝色,密密的森林带看起来更是蓝色的,惟一真正的绿色地带是中国的 高原地区。
一些高山湖泊看起来是明亮的并且呈鲜绿色,好像硫酸铜矿地区颜色。温度很低又没有云彩的地区,如我国喜马拉雅山那样的高山区域,就能很清楚地看到那儿的地貌。
航天员能看到的最令人目眩神迷的奇景,要算是伊朗的卡维尔盐渍大沙漠,这片大沙漠看上去像木星,中间有一个红色、褐色和白色的大旋涡,这是因为盐湖经过一代又一代的蒸发之后而留下的光辉耀眼的痕迹,它像绿宝石一般闪闪发光。 离不开体育锻炼 航天员生活在太空当中,同样离不开体育锻炼。
它除了增强体质外,还有其特 殊意义:增强对失重及其他航天环境的适应能力,减少航天飞行中不良环境对航天员的有害影响。在长期航天的空间站内,都设有专为航天员体育锻炼的“小型体育场”,设置一些特殊的航天体育器具供航天员使用。
这些器具有自行车功量计、微型跑道、弹簧拉力器及负压筒等。 在宇宙中航行的航天员和地球上的人一样,都需要有个人清洁卫生的处理,如刷牙、洗脸、洗澡、大小便等等。
失重条件下处理清洁卫生及废物非常复杂,需要有特殊的设施和技巧。 失重时刷牙,牙膏泡沫很容易飘浮起来,水珠在舱内飞飘,会影响人的健康和仪器正常运转。
飞船中的航天员不能采取地面上的刷牙工具和方法。那样做,说不定在哪一环节把水泄漏出去,水就会飘浮起来,所以,航天员只能采用比较简单的方式来刷牙。
美国采用的是一种特制的橡皮糖,让航天员充分咀嚼以代替刷牙,达到清洁牙齿的目的。航天员洗脸,其实是取一块浸泡有清洁护理液的湿毛巾擦洗面部。
随后,把毛巾铺在 刷上用来梳理头发。 航天员若在空间站上长期生活,还需要洗澡。
长期的载人空间站上,就配备有航天工程技术人员设计制作的航天浴室设施。这种浴室,只不过是一个强力尼龙布浴罩,浴罩上下有固定的框架,上连天棚下连地板,成为通天式密闭浴罩,平常折叠着固定在生活舱的顶棚上。
顶棚上还设有圆形水箱、喷头、电加热器,洗澡用的水箱,有管道跟大水箱相通。 洗澡前,先把废水回收净化装置中的净化吸附剂配好,准备用来回收和净化洗浴时的污水,然后清理给水管道、抽水装置和过滤净化装置(除去杂质和不良气味),并将卷在顶棚上的尼龙罩放下,直到底框并固定好,形成一个连接天棚地板的圆桶,就好像一个完全透明的大玻璃缸。
启动电加热器,把水箱中的水加热到合适温度,这时人可脱去衣服进入浴室。圆筒底下有一双固定的拖鞋,人穿上它后就不会飘浮起来。
在打开水龙头之前,应先将呼吸器戴好,呼吸器同一条通到外面的软管相连接,航天员可呼吸舱内空气,避免洗浴时的空气、水汽混合物吸入呼吸道发生危险。航天员洗澡时,还要将耳朵塞起,带上护目镜,就像潜水员一样。
一切准备好之后,就可打开水龙头,一阵阵细细的水流喷在身上,形成一层夹着无数气泡的水膜,必须用毛巾或吸水刷将水吸走。失重时水不会自动流出,水箱中有气加压,水就会源源不断地流出来。
飞船上航。
7有关航天的知识
现代火箭的诞生,预示着载人航天时代的到来。
为给载人航天作准备,早在1964年底和1947年初,布劳恩在美国就用V-2火箭将孢子和果蝇等生物送入高空做实验。1948年6月和1951年4月,又将猴子送入高空。
1951年6月,苏联科罗廖夫也用地球物理火箭将两只小狗送入110千米高空,并安全回收。同年8月,苏联再次将两只小狗送入高空。
这年9月,美国又用探空火箭将1只猴子和11只老鼠等送入高空,并安全回收。由此可见,美苏为争夺载人航天“第一”,早就在进行着明争暗斗。
苏联在1957年10月发射成功世界上第一颗人造地球卫星以后,就着手载人航天的具体准备工作。1960年,从3000名候选人中精心挑选出第一批20名航天员,进行细致的培养训练。
与此同时,除继续用火箭将动物送入高空进行试验外,又用卫星和飞船携带动物进行轨道飞行试验。在此基础上,于1961年4月12日用东方1号飞船首先将尤里·加加林送入太空轨道,绕地球飞行一圈后胜利返回地球。
苏联首先发射成功洲际导弹和人造地球卫星以后,美国本想夺得载人航天这个“第一”。在1958年10月,就拟定了一个载人飞行的“水星”计划。
1959年4月,又先于苏联秘密地从喷气式飞机驾驶员中选拔了第一批7名航天员进行培训。怎奈其火箭技术不如人意,在加加林进入太空以前,“水星”计划的飞行试验频频失败。
美国只有两次携带猴子、一次携带猩猩、一次携带假人的亚轨道飞行成功。在苏联飞行成功后,美国只得改用较成熟的“红石”火箭,于1961年5月15日让勇敢的阿伦·谢泼德乘水星3号飞船做直上直下的亚轨道飞行,飞行时间约15分钟。
这年7月21日,维·格里索姆又乘水星4号进行一次同样的飞行。 可是,半个月后的8月6日,苏联航天员格·季托夫乘东方2号飞船绕地球飞行17圈后第二天返回。
面对这巨大的压力,美国人于这年9月13日才用“红石”火箭第一次将一艘携带假人的“水星”飞船送入轨道。同年11月29日,原本用于发射飞船的“宇宙神”火箭也终于将一艘携带有猩猩的“水星”飞船送入轨道。
火箭和飞船入轨的问题解决后,美国于1962年2月20日派约翰·格伦乘水星6号飞船绕地球飞行了3圈。5月24日,斯科特·卡本特乘水星7号飞船也绕地球飞行3圈。
与苏联竞争连连败北的美国决心迎头赶上,他们搞了个“阿波罗”计划,要首先送人上月球。1961年5月25日,美国总统肯尼迪批准这个计划,随即全国动员,要在60年代内将人送上月球,把“苏联人摔倒在月球上”。
为此,还将“水星”计划转为“阿波罗”计划服务。接着又实施了另一个载人飞行的“双子星座”计划,主要是积累长期载人航天的经验。
为摸清月面情况,从1961年8月到1968年1月,美国实施了“徘徊者”、“勘测者”和“月球轨道环行器”3个无人探月计划,查明月面有许多平滑的地方可容飞船降落;证实飞船在月面降落不会深陷下去,在月面行走不需要穿雪靴;为载人飞船选定了5个着陆点。 但在此期间,苏联也在暗中执行他们的载人登月计划。
1962年8月11日和12日苏联分别发射的两艘东方号飞船在轨道上会合作编队飞行。1963年6月14日,第一名女航天员瓦·捷列什科娃乘坐的飞船进入太空轨道后,也与另一艘飞船编队飞行。
1964年10月12日,上升1号携带3人飞行。1965年3月18日,苏联航天员阿·列昂诺夫走出上升2号密封座舱,进行了世界上的第一次太空行走。
这些显然都是载人登月所需要的。苏联还研制了世界上推力最大的N-1火箭,甚至已确定了首次登月的两名航天员。
好在美国的阿波罗号飞船和土星5号运载火箭的研制和试验还算顺利。但是,1967年1月27日阿波罗4A号飞船在地面演练时,纯氧座舱起火,3名航天员被烧死。
为检查和改进设计,又花去了10个月时间。 1967年10月,苏联两艘无人飞船在轨道上对接;1968年9月将海龟和植物种子等第一批生命送上月球;1969年1月两艘联盟号飞船对接,并从舱外交换航天员。
这每一项进展都成为 美国前进的动力。美国于1967年11月开始火箭和飞船的飞行试验,到1969年5月,共进行3次无人飞行、2次载人绕地球飞行、2次载人绕月球飞行。
登月的时刻终于到来了。 1969年7月16日,阿波罗11号飞船出发,7月20日登月舱降落在月面上。
经过近7小时的等待,尼·阿姆斯特朗于美国东部时间20日22时56分20秒踏上月面,并说出了那句永载史册的名言:“对一个人来说这是一小步,但对人类来说是一次飞跃。”随后,艾·奥尔德林也踏上月面。
到1972年12月,又有5艘阿波罗号飞船将10人送上月面。他们在月面上进行了许多科学考察和实验活动,共带回月球物质300多千克。
苏联的N-1火箭屡试屡败,在美国首先载人登月几成事实的1969年7月上旬,便声明“无意与美国争夺首先载人上月球”。
迄今为止美国是唯一一个将人类送上月球的国家
阿波罗7号飞船1968年10月11日-22日,飞行时间为10天20小时,共绕地球飞行163圈,这是阿波罗飞船的第一次载人地球轨道飞行。
时间:1968年12月21日—27日。飞行时间为6天3小时,绕月球轨道飞行10次,飞行了20小时。这是世界上第一艘绕月飞行的载人飞船。测试了支持系统。
阿波罗9号飞船,1969年3月3日—13日
飞行时间为10天1小时,全部登月设备在地球轨道上的首次载人飞行。施维卡特进行了37分钟的太空行走。在152次的轨道飞行中测试了人类在太空环境中的反应和失重状成。载人登月舱的首次飞行。
阿波罗10号,1969年5月18日—26日。飞行时间为8天3分钟,登月降落演练,登月舱和指挥舱、服务舱在月球、地球和月球之间环境下的首次载人飞行。月球轨道飞行时间616小时,绕月球轨道飞行31次。登月舱至月球表面15243米处。首次在太空实现电视直播。验证了除向月球表面降落之外的全部登月程序。
阿波罗11号,1969年7月16日—24日,飞行时间为8天3小时,首次载人月球登陆行动,首次在月球行走 降落地点:静海。坐标:北071度,东2363度。太空行走时间2小时31分钟,树起了旗帜、安放了仪器,在登陆处树立了一个牌子,上面写着:“人类首次月球登陆处,1969年7月。我们是为了全人类带着和平之意而来。”月球表面行走时间216小时,绕月球轨道飞行30次。登月舱的上升阶段舱留在了月球轨道,共采集了20公斤的物质。
阿波罗12号,1969年11月14日—24日,飞行时间:10天4小时36分钟,登陆地点:风暴洋。坐标:南071度,西2363度。取回于1967年4月在月球登陆的探测者3号的部分部件。安放了阿波罗月球表面实验设备。月球表面停留时间315小时。月球轨道飞行时间89小时,绕月球轨道飞行45次。登月舱下载阶段舱降落在月球上,采集了34公斤的物质。
阿波罗13号,1970年4月11日—17日。飞行时间5天229小时。进行了三次着陆努力,由于液氧箱爆炸,终止登月。由于获得了营救人员的经验,这次失败被称为“成功的失败。”用过的登陆舱上升阶段舱成功地降落在月球上。
阿波罗14号,1971年1月31日—2月9日,飞行时间9天,登陆地点:弗拉·摩洛地区。坐标:南365度,西1748度。,装置核动力科学实验站和其它实验设备。月球表面停留时间335小时,月球轨道飞行时间67小时,绕月球轨道飞行24次。进行了两次太空行走,时间为9小时24分钟,第三级降落在月球上,采集了42公斤的物质,首次使用手推车来运输岩石。
阿波罗15号1971年7月26日—8月7日,飞行时间12天17小时,登陆地点:亚平宁山哈德利峡谷。坐标:北2068度,东366度。进行了三次太空行走,时间为10小时36分。在返往地球时,沃登进行了38分钟的舱外行走。首次携带轨道感应器。装置核动力科学实验站,着陆的科学设备数量增加了一倍。改进后的太空服增加了机动性,使宇航员可以在月球上停留更长的时间。月球表面停留时间669小时。首次使用四轮月球车,月球车行走了279公里(17分钟)。月球轨道飞行时间145小时,绕月球轨道飞行74次。首次在月球轨道上发射小卫星。采集了66公斤的物质。
阿波罗16号,1972年4月16日—27日,飞行时间11天1小时,登陆地点:笛卡儿高地。坐标:南897度,东1551度。首次对高地地区进行研究,在月球表面进行了实验、首次在月球上首用紫外线摄影光谱仪、宇宙线探测仪,再次使用四轮月球车。月球表面停留时间71小时。月球轨道飞行时间126小时,绕月球轨道飞行64次。首次在月球轨道上发射小卫星。采集了958公斤的月球物质样本。马丁利进行了宇宙行走1小时。
阿波罗17号,1972年12月7日—19日,飞行时间12天13小时52分钟,最后一次登月任务。登陆地点:陶拉斯·利特罗山脉。坐标:北2016度,东3077度。进行了3次舱外行走,时间为22小时4分。伊文斯进行了1小时零6分的舱外行走。斯密特是首位登陆月球的科学家。建立了第六个自动研究站。月球车行走了305公里。月球表面停留时间75小时。月球轨道飞行时间17小时,采集了1104公斤的月球物质样本。
希尔伯特23个问题及解决情况 1900年希尔伯特应邀参加巴黎国际数学家大会并在会上作了题为《数学问题》重要演讲。 在这具有历史意义的演讲中,首先他提出许多重要的思想: 正如人类的每一项事业都追求着确定的目标一样,数学研究也需要自己的问题。 正是通过这些问题的解决,研究者锻炼其钢铁意志,发现新观点,达到更为广阔的自由的境界。 希尔伯特特别强调重大问题在数学发展中的作用,他指出:“如果我们想对最近的将来数学知识可能的发展有一个概念,那就必须回顾一下当今科学提出的,希望在将来能够解决的问题。 ” 同时又指出:“某类问题对于一般数学进程的深远意义以及它们在研究者个人的工作中所起的重要作用是不可否认的。 只要一门科学分支能提出大量的问题,它就充满生命力,而问题缺乏则预示着独立发展的衰亡或中止。” 他阐述了重大问题所具有的特点,好的问题应具有以下三个特征: 清晰性和易懂性; 虽困难但又给人以希望; 意义深远。 同时他分析了研究数学问题时常会遇到的困难及克服困难的一些方法。 就是在这次会议上他提出了在新世纪里数学家应努力去解决的23个问题,即著名的“希尔伯特23个问题”。 编号 问题 推动发展的领域 解决的情况 1 连续统假设 公理化 论 1963年,Paul JCohen 在下述意义下证明了第一个问题是不可解的。 即连续统假设的真伪不可能在Zermelo_Fraenkel公理系统内判定。 2 算术公理的相容性 数学基础 希尔伯特证明算术公理的相容性的设想,后来发展为系统的Hilbert计划(“元数学”或“证明论”)但1931年歌德尔的“不完备定理”指出了用“元数学”证明算术公理的相容性之不可能。 数学的相容性问题至今未解决。 3 两等高等底的四面体体积之相等 几何基础 这问题很快(1900)即由希尔伯特的学生MDehn给出了肯定的解答。 4 直线作为两点间最短距离问题 几何基础 这一问题提得过于一般。 希尔伯特之后,许多数学家致力于构造和探索各种特殊的度量几何,在研究第四问题上取得很大进展,但问题并未完全解决。 5 不要定义群的函数的可微性假设的李群概念 拓扑群论 经过漫长的努力,这个问题于1952年由Gleason, Montqomery , Zipping等人最后解决,答案是肯定的。 6 物理公理的数学处理 数学物理 在量子力学、热力学等领域,公理化方法已获得很大成功,但一般地说,公理化的物理意味着什么,仍是需要探讨的问题。 概率论的公理化已由AHKonmoropob等人建立。 7 某些数的无理性与超越性 超越数论 1934年AOtemohm 和Schneieder各自独立地解决了这问题的后半部分。 8 素数问题 数论 一般情况下的Riemann猜想至今仍是猜想。 包括在第八问题中的Goldbach问题至今也未解决。 中国数学家在这方面做了一系列出色的工作。 9 任意数域中最一般的互反律之证明 类域论 已由高木贞治(1921)和EArtin(1927)解决 10 Diophantius方程可解性的判别 不定分析 1970年由苏、美数学家证明Hilbert所期望的一般算法是不存在的。 11 系数为任意代数数的二次型 二次型理论 HHasse(1929)和C LSiegel(1936,1951)在这问题上获得了重要的结果。 12 Abel域上 kroneker定理推广到任意代数有理域。 复乘法理论 尚未解决。 13 不可能用只有两个变数的函数解一般的七次方程。 方程论与实函数论 连续函数情形于1957年由苏数学家否定解决,如要求是解析函数,则问题仍未解决。 14 证明某类完全函数系的有限性 代数不变式理论 1958年永田雅宜给出了否定解决。 15 Schubert记数演算的严格基础 代数几何学 由于许多数学家的努力,Schubert演算的基础的纯代数处理已有可能,但Schubert演算的合理性仍待解决。 至于代数几何的基础,已由BLVander Waerden(1938-40)与 AWeil(1950)建立。 16 代数曲线与曲面的拓扑 曲线与曲面的拓扑学、常微分方程的定性理论 问题的前半部分,近年来不断有重要结果。 17 正定形式的平方表示式 域(实域)论 已由Artin 于1926年解决。 18 由全等多面体构造空间 结晶体群理论 部分解决。 19 正则变分问题的解是否一定解析 椭圆型偏微分方程理论 这个问题在某种意义上已获解决。 20 一般边值问题 椭圆型偏微分方程理论 偏微分方程边值问题的研究正在蓬勃发展。 21 具有给定单值群的线性偏微分方程的存在性 线性常微分方程大范围理论 已由Hilbert本人(1905)年和 HRohrl(德,1957)解决。 22 解析关系的单值化 Riemann 曲面体 一个变数的情形已由 PKoebe (德,1907)解决。 23 变分法的进一步发展 变分法 Hilbert本人和许多数学家对变分法的发展作出了重要的贡献。 百年前的数学家大会与希尔伯特的问题 熊卫民 21世纪第一次国际数学家大会马上就要在北京召开了,它将给本世纪的数学发展带来些什么?能像20世纪的第一次国际数学家大会那样左右数学发展的方向吗? 一个世纪前的那次数学家大会之所以永载史册,完全是因为一个人,因为他的一个报告——希尔伯特(David Hilbert)和他的《数学问题》。 1900年,希尔伯特在巴黎召开的第二届国际数学家大会上提出了他著名的23个数学问题。 在随后的半个世纪中,许多世界一流的数学头脑都围着它们转。 其情形正如另一位非常著名的数学家外尔(H Weyl)所说:“希尔伯特吹响了他的魔笛,成群的老鼠纷纷跟着他跃进了那条河。 ”这也难怪,他所提出的问题都那么清晰、那么易懂,其中一些有趣得令许多外行都跃跃欲试,而且解决其中任意一个,或者在任意一个问题上有重大突破,立即就能名满天下——我国的陈景润就因为在解决希尔伯特第8个问题(即素数问题,包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想等)上有重大贡献而为世人所侧目。 人们在总结二十世纪数学的发展,尤其是二十世纪上半叶数学的发展时,通常都以希尔伯特所提的问题为航标。 其实这些问题绝大部分业已存在,并不是希尔伯特首先提出来的。 但他站在更高的层面,用更尖锐、更简单的方式重新提出了这些问题,并指出了其中许多问题的解决方向。 数学领域中的问题是极多的,究竟哪些更重要、更基本?做出这样的选择需要敏锐的洞察力。 为什么希尔伯特能如此目光如炬?数学史家、中国科学院数学与系统科学研究院研究员、《希尔伯特——数学王国中的亚历山大》一书的译者袁向东先生(和李文林先生合译)认为,这是因为希尔伯特是数学王国中的亚历山大!数学家可分为两类,一类擅长解决数学中的难题,另一类擅长对现有状况做出理论总结,两大类中又均可细分为一流、二流、三流。 希尔伯特两者兼长,几乎走遍了现代数学所有前沿阵地,在多个差异很大的数学分支中都留下了他那显赫的名字,对数学发展的大背景了如指掌,对所提及的许多问题都有深入的研究,是数学领域中的“王”。 为什么希尔伯特要在大会上总结数学的基本问题,而不像常人一样宣讲自己的某项成果?袁向东告诉记者,这和另一位数学巨匠庞加莱(Henri Poincaré)有关,庞加莱在1897年举行的第一届国际数学家大会上做的是应用数学方面的报告。 他们两人是当时国际数学界中的双子星座,均为领袖级人物,当然也存在一定的竞争心理——既然庞加莱讲述的是自己对物理、数学关系的一般看法,那么希尔伯特就为纯粹数学做一些辩护。 庞加莱是法国人,希尔伯特是德国人,法、德两国有世仇,所以他们之间的竞争还带上了一种国与国竞争的味道。 虽然他们两人非常尊重对方,这一点在他们身上体现得不明显,但他们的学生和老师常常这样看。 希尔伯特的老师克莱茵(Felix Klein)就是一个民族感非常强的人,他非常强调德意志数学的发展,想让国际数学界变成椭圆——以前是圆形,圆心为巴黎;现在他想让自己所在的哥廷根市也成为世界数学的中心,使数学世界变成有两个圆心的椭圆。 在希尔伯特及其亲密朋友闵可夫斯基(Hermann Minkowski)的帮助下,克莱茵实现了自己的目标——1900年时,希尔伯特就已经和法国最伟大的数学家庞加莱齐名,而克莱茵本人和马上就要来到哥廷根的闵可夫斯基也是极有影响的数学家。 事实上,他们在德国号称“无敌三教授”。 从一个例子可以想见他们的魅力。 某天,在谈及拓扑学著名定理——四色定理时,闵可夫斯基突然灵机一动,于是对满堂的学生说:“这条定理还没有得到证明,因为到目前为止还只有一些三流数学家对它进行过研究。 现在由我来证明它。 ”然后他拿起粉笔当场证明这条定理。 这堂课结束后,他还没有证完。 下堂课他继续证,这样一直持续了几周。 最后,在一个阴雨的早晨,他一走上讲台天空就出现了一道霹雳。 “老天也被我的傲慢激怒了,”他说,“我的证明也是不完全的。 ”(该定理直到1994年才用计算机证明出来。 ) 1912年,庞加莱逝世。 世界数学的中心进一步向哥廷根偏移,数学界似乎又变成了一个圆——不过圆心换成了哥廷根。 此时,哥廷根学派的名声如日中天,在数学青年中流行的口号是“打起你的铺盖,到哥廷根去!” 一个世纪过去了,希尔伯特所列的那23个问题约有一半问题已经解决,其余一半的大多数也都有重大进展。 但希尔伯特本人没有解决其中的任意一个。 有人问他,为什么他不去解决自己所提的问题,譬如说费马大定理? 费马是在一页书的空白处写下该定理的,他同时宣称自己已经想出了一个美妙的证法,但可惜的是空白区不够大,写不下了。 希尔伯特的回答同样幽默:“我不想杀掉这只会下金蛋的母鸡”——德国一企业家建了一个基金会奖励第一个解决费马大定律者,希尔伯特时任该基金会的主席,每年利用该项基金的利息请优秀学者去哥廷根讲学,所以对他而言,费马大定律者是只会下金蛋的母鸡。 (费马大定律直到1997年才被解决。 ) 在列出23个问题之前,希尔伯特已经是国际数学界公认的****,已经在数学的诸多领域取得多项重要成果。 他的其它贡献,譬如他的公理化主张、 构想、《几何基础》一书等等,都对20世纪数学的发展有着深远的影响。 1 21世纪七大数学难题 21世纪七大数学难题 最近美国麻州的克雷(Clay)数学研究所于2000年5月24日在巴黎法兰西学院宣布了一件被媒体炒得火热的大事:对七个“千僖年数学难题”的每一个悬赏一百万美元。 以下是这七个难题的简单介绍。 “千僖难题”之一:P(多项式算法)问题对NP(非多项式算法)问题 在一个周六的晚上,你参加了一个盛大的晚会。 由于感到局促不安,你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。 你的主人向你提议说,你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。 不费一秒钟,你就能向那里扫视,并且发现你的主人是正确的。 然而,如果没有这样的暗示,你就必须环顾整个大厅,一个个地审视每一个人,看是否有你认识的人。 生成问题的一个解通常比验证一个给定的解时间花费要多得多。 这是这种一般现象的一个例子。 与此类似的是,如果某人告诉你,数13,717,421可以写成两个较小的数的乘积,你可能不知道是否应该相信他,但是如果他告诉你它可以因子分解为3607乘上3803,那么你就可以用一个袖珍计算器容易验证这是对的。 不管我们编写程序是否灵巧,判定一个答案是可以很快利用内部知识来验证,还是没有这样的提示而需要花费大量时间来求解,被看作逻辑和计算机科学中最突出的问题之一。 它是斯蒂文·考克(StephenCook)于1971年陈述的。 “千僖难题”之二: 霍奇(Hodge)猜想 二十世纪的数学家们发现了研究复杂对象的形状的强有力的办法。 基本想法是问在怎样的程度上,我们可以把给定对象的形状通过把维数不断增加的简单几何营造块粘合在一起来形成。 这种技巧是变得如此有用,使得它可以用许多不同的方式来推广;最终导至一些强有力的工具,使数学家在对他们研究中所遇到的形形 的对象进行分类时取得巨大的进展。 不幸的是,在这一推广中,程序的几何出发点变得模糊起来。 在某种意义下,必须加上某些没有任何几何解释的部件。 霍奇猜想断言,对于所谓射影代数簇这种特别完美的空间类型来说,称作霍奇闭链的部件实际上是称作代数闭链的几何部件的(有理线性)组合。 “千僖难题”之三: 庞加莱(Poincare)猜想 如果我们伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带,那么我们可以既不扯断它,也不让它离开表面,使它慢慢移动收缩为一个点。 另一方面,如果我们想象同样的橡皮带以适当的方向被伸缩在一个轮胎面上,那么不扯断橡皮带或者轮胎面,是没有办法把它收缩到一点的。 我们说,苹果表面是“单连通的”,而轮胎面不是。 大约在一百年以前,庞加莱已经知道,二维球面本质上可由单连通性来刻画,他提出三维球面(四维空间中与原点有单位距离的点的全体)的对应问题。 这个问题立即变得无比困难,从那时起,数学家们就在为此奋斗。 “千僖难题”之四: 黎曼(Riemann)假设 有些数具有不能表示为两个更小的数的乘积的特殊性质,例如,2,3,5,7,等等。 这样的数称为素数;它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。 在所有自然数中,这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式;然而,德国数学家黎曼(1826~1866)观察到,素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼蔡塔函数z(s$的性态。 著名的黎曼假设断言,方程z(s)=0的所有有意义的解都在一条直线上。 这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。 证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明。 “千僖难题”之五: 杨-米尔斯(Yang-Mills)存在性和质量缺口 量子物理的定律是以经典力学的牛顿定律对宏观世界的方式对基本粒子世界成立的。 大约半个世纪以前,杨振宁和米尔斯发现,量子物理揭示了在基本粒子物理与几何对象的数学之间的令人注目的关系。 基于杨-米尔斯方程的预言已经在如下的全世界范围内的实验室中所履行的高能实验中得到证实:布罗克哈文、斯坦福、欧洲粒子物理研究所和筑波。 尽管如此,他们的既描述重粒子、又在数学上严格的方程没有已知的解。 特别是,被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量缺口”假设,从来没有得到一个数学上令人满意的证实。 在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。 “千僖难题”之六: 纳维叶-斯托克斯(Navier-Stokes)方程的存在性与光滑性 起伏的波浪跟随着我们的正在湖中蜿蜒穿梭的小船,湍急的气流跟随着我们的现代喷气式飞机的飞行。 数学家和物理学家深信,无论是微风还是湍流,都可以通过理解纳维叶-斯托克斯方程的解,来对它们进行解释和预言。 虽然这些方程是19世纪写下的,我们对它们的理解仍然极少。 挑战在于对数学理论作出实质性的进展,使我们能解开隐藏在纳维叶-斯托克斯方程中的奥秘。 “千僖难题”之七: 贝赫(Birch)和斯维讷通-戴尔(Swinnerton-Dyer)猜想 数学家总是被诸如x^2+y^2=z^2那样的代数方程的所有整数解的刻画问题着迷。 欧几里德曾经对这一方程给出完全的解答,但是对于更为复杂的方程,这就变得极为困难。 事实上,正如马蒂雅谢维奇(YuVMatiyasevich)指出,希尔伯特第十问题是不可解的,即,不存在一般的方法来确定这样的方法是否有一个整数解。 当解是一个阿贝尔簇的点时,贝赫和斯维讷通-戴尔猜想认为,有理点的群的大小与一个有关的蔡塔函数z(s)在点s=1附近的性态。 特别是,这个有趣的猜想认为,如果z(1)等于0,那么存在无限多个有理点(解),相反,如果z(1)不等于0,那么只存在有限多个这样的点。
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