第一只太空生物——苏联的太空小狗莱依卡

1957年，苏联在发射了第一颗人造地球卫星之后仅一个月，又发射了第二颗人造卫星，这颗卫星重508千克，为锥形。与第一颗卫星不同的是，在这颗卫星上增设了一个密封生物舱，舱内有一位特殊的宇航员，这位宇航员是一只名叫莱依卡的小狗。小狗的身上连接着测量脉搏，呼吸，血压的医学仪器，通过无线电随时把这些数据传递到地面。为了使舱内空气保持新鲜清洁，还安装了空气再生装置和处理粪便的装置，并使舱内保持一定的温度和温度。科学家们为了使小狗能够有规律地用餐，还特制了一套自动供食装置，信号灯每天三次定时亮起来，莱依卡看见灯亮就知道该用餐了。由于受到当时技术水平的限制，这颗卫星无法进行回收，许多极为珍贵的第一手资料未能返回地面。莱依卡在卫星生物舱内生活了一个星期，但飞船进入轨道后，保证生命的绝热层剥离，舱内温度急剧上升，莱依卡很快因舱内高温致死，为人类探索太空作出了牺牲。

四、 载人航天

载人航天器按飞行和工作方式分为载人飞船、空间站和航天飞机。载人飞船包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。航天飞机既是航天器又是可重复使用的航天运载器。

载人飞船

载人飞船的设计依据是由飞船上天要执行或完成什么任务而定的。当然还要根据发射飞船国家具体科技水平而定。例如，世界上第一批上天的飞船——苏联的东方号和美国的水星号。它们的任务很简单：一是要把飞船发射到太空正常运行；二是看看人在太空能否生存和有没有工作能力；三是安全地把飞船和人回收。而第二代飞船，如美国的双子星号座飞船和苏联的上升号飞船，它们的设计指标除了满足第一代飞船全部要求外，还要加上新的太空飞行任务，如航天员出舱到太空行走，完成一些空间科学试验任务，等等。随着载人飞船的任务不断增多，在太空飞行时间日益延长，甚至为了实现登月，要求有效载荷、活动空间、物质耗费量、用电量、飞船体积和重量等的增加及实验任务中特殊需求等，都给飞船的设计带来新的指标要求，加大了设计难度。

飞船的主要结构特点是有载人舱。它的主要结构可分为几个舱段，例如，可采用两舱式结构（返回舱和服务舱）和三舱式结构（返回舱、轨道舱和服务舱）。如有对接任务时则有对接机构，它放在飞船的最前边。前苏联第一代飞船东方号的结构很简单，是两舱式，飞船只载1个人。第二代飞船飞行时，前苏联的上升号多了一个出舱用的气闸舱，且能载2～3人；而美国双子星座号飞船仍为二舱式加对接机构。第三代飞船是三舱式结构，如苏联的联盟号飞船。这种飞船的最前端是对接机构，然后接轨道舱，再接返回舱和服务舱，最后与运载火箭相连。有的舱之间有过渡舱段相接连。有出舱任务的载人航天器都增设出舱用的气闸舱。美国阿波罗号飞船除有两舱段结构外还增设登月舱。

飞船的轨道舱是飞船重点的舱段。它前端的对接机构供飞船与其它飞船或空间站对接用，其下端通过密封舱门与返回舱相连。它是航天员在太空飞行（轨道）中，进行科学实验、进餐、体育锻炼、睡觉和休息的空间，其中备有食物、水和睡袋、废物收集装置、观察仪器和通信设备等。轨道舱还可兼作航天员出舱活动的气闸舱。

返回舱也是密闭座舱，在轨道飞行时与轨道舱连在一起称为航天员居住舱。在起飞阶段和再入大气层阶段，航天员都是半躺在该舱内的座椅上，并有一定角度克服超重的压力。座椅前方是仪表板，以监控飞行情况；座椅上安装姿态控制手柄，以备自控失灵时，用手控进行调整。美国水星号飞船在返回地面时自控失灵，就是靠航天员手控使飞船返回地面的。在飞船返回地面之前，轨道舱和服务舱分别与返回舱分离，并在再入大气层过程中焚毁，只有返回舱载着航天员返回地面。

飞船的服务舱也可称“仪器设备舱”。它的前端通过过渡舱段与返回舱相连，后端与运载火箭相接。联盟号飞船的这个舱又分前后两部分，前段是密封增压的，内部装有电子设备，以及环境控制、姿态控制、推进系统和通讯等设备；后段是非密封性的，主要是安装变轨发动机和贮箱等物。服务舱外部装有环境控制系统的辐射散热器和太阳能电池板。

载人飞船、航天飞机和空间站是当代载人航天器的三种主要类型，其中载人飞船是开创载人航天历史的载人航天器。它用一次性火箭发射，发射费用较少，结构简单，用途也较广，既可作为载人于天地之间往返的运输工具，又可作为空间站的救生艇。与航天飞机比较，飞船技术比较简单，更切合载人航天初期的实际需要。发展航天飞机的初衷是想通过重复使用降低运行成本，但从目前发展航天飞机的大国看，其研制、运行费用并未减下来，俄罗斯因经费问题，其航天飞机也未研制下去，目前仍使用飞船；欧洲发展小型航天飞机赫尔墨斯号，由于电子技术复杂、研制成本高，所以进行了8年之后下马。由此看来，中国发展载人航天事业，从技术基础、研制成本费用等多方面综合考虑，发展载人飞船是切合中国国情的实际的途径，也符合载人航天历史发展的情况。苏联和美国的载人航天也是从研制载人飞船起步的，先用载人飞船把航天员送入太空；接着，利用飞船进行航天员的太空行走、航天器之间的对接等活动；最后，航天员乘坐飞船登上月球。

有人说现在有了航天飞机，载人飞船就可以不用了，这是不正确的，从载人航天总体任务来看，载人飞船不但不能放弃，还要有重大的发展。

载人空间站

载人空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的可分批发射组件，在太空中组装成为整体。在空间站中要有人能够生活的一切设施，不再返回地球。其结构特点是体积比较大，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其它航天器的对接。

到目前为止，全世界已发射了9个空间站。按时间顺序讲，苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射，后在太空与联盟号飞船对接成功，有3名航天员进站内生活工作近24天，完成了大量的科学实验项目，但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中，由于座舱漏气减压，不幸全部遇难。礼炮2号发射到太空后由于自行解体而失败。前苏联发射的礼炮3、4、5号小型空间站均获成功，航天员进站内工作，完成多项科学实验。其礼炮6、7号空间站相对大些，也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活记录，还创造了首位女航天员出舱作业的记录。

美国也曾研制空间站，它的第一个空间站由土星5号火箭末级改装而成，被命名为“天空实验室”。它于1973年5月发射到太空近地轨道，入轨后一分钟就发生了太阳能电池板卡住，不能全部供应电力的故障。后经航天员在太空进行维修，才转危为安。这个空间站共接受3艘从地面发射来的飞船与它对接，航天员曾在站内创造连续生活84天的当时最高记录，并完成多项科学实验。

苏联发射的和平号空间站是第三代空间站。它由1个主舱和5个实验舱组成。这5个实验舱是用于天文观察的量子1号舱，用于观测地面和出入太空的量子2号舱，号称“太空工厂”的“晶体”舱，用于大气研究的“光谱”舱和“自然”舱。主舱还可对接2艘载人飞船和1艘货运飞船。这个空间站组装成后是一个100多吨重的庞然大物，有人把它叫作“人造天宫”。其主舱是1986年2月苏联用质子号火箭送入太空的。自此之后，其他各舱段像积木一样一个一个地接上去。当发射到第三个舱体——“太空工厂”时，正是1991年苏联解体的时刻，剩下的两个舱段又拖了近4年的时间，于1995年和1996年才完成组装。整整费了近10年功夫，才把这个人造天体建造完毕。

空间站的作用特点之一是经济性。例如，空间站在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。另外，空间站在运行时可载人、也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费。当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作（含军事方面）的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

美国的空间站——“天空实验室”的成果也是很显著的。有三批航天员乘阿波罗号改型飞船进站工作，他们共拍摄了近30万张太阳照片，数千次观察宇宙中的其他天体，拍摄地球照片近4万张，创造舱外太空行走最长达7小时的记录，同时也进行了大量医学与空间生命科学实验。

和平号空间站现仍在太空运行。其主要的成果是：和平号在太空组装完成本身就是一项航天技术的伟大成果。在经济效益上看，和平号空间站也取得了一定的成绩。苏联利用和平号对地观察，获取了大量的遥感数据，建立了一个包括国家矿藏资源、农田季节性变化和全球海洋生物变化等信息的数据库。在1986～1989年之间，单遥感这一项技术就为苏联创收1000多万卢布。在微重力科学研究上也取得了试制“新的合金材料”、新的流感疫苗和新的抗癌药物的初步成果。

1995年3月22日俄罗斯航天员波利亚科夫从和平号空间站返回地面。他在太空创造了连续飞行438天的记录。美国女航天员露西德也在和平号上创造188天女航天员在太空生活的最高记录。

国际空间站

国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的，即在国际合作的基础上建造迄今为止最大的载人空间站。经过近十余年的探索和多次重新设计，直到苏联解体、俄罗斯加盟，国际空间站才于在1993年完成设计，开始实施。

该空间站以美国、俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局（11个国家）共16个国家参与研制。其设计寿命为10～15年，总质量约423吨、长108米、宽（含翼展）88米，运行轨道高度为397千米，载人舱内大气压与地表面相同，可载6人。

其主要结构是：①基础桁架。它用来安装各舱段、太阳能电池板、移动服务系统及站外暴露试验设施等。②居住舱。它主要用于航天员的生活居住，其中包括走廊、厕所、淋浴、睡站和医疗设施，由美国承担研制与发射到太空。③服务舱。它内含科学仪器设备等服务设施，也含一部分居住功能，由俄罗斯研制并发射。④功能货舱。它内设有航天员生命保障设施和一部分居住功能（如厕所、卫生设施等），以及电源、燃料暂存地等，舱体外部设有多向对接口，由俄罗斯研制并发射。⑤多个实验舱。其中美国1个、欧空局1个、日本1个、俄罗斯3个。美国、日本和欧空局的3个实验舱将提供总计为33个国际标准的有效载荷机柜；俄罗斯的实验舱中也有20个实验机柜。另外，日本的实验舱还连有站外暴露平台，用于对空间环境直接接触实验。⑥3个节点舱。它们由美国和欧空局研制，是连接各舱段的通道和航天员进行舱外活动的出口。此外，节点1号舱还可作为仓库，用于存储；节点2号舱内有电路调节机柜，用于转换电能，供国际合作者使用；节点3号舱为空间站的扩展留有余地。⑦能源系统和太阳能电池帆板。它们由美国和俄罗斯两国提供。⑧移动服务系统。它由加拿大研制。

国际空间站在组装阶段，其主要设施由俄罗斯的质子号火箭、欧空局阿里安5号火箭以及美国的航天飞机发射运送。组装完成后的运输工作由美国的航天飞机、俄罗斯的联盟-tm飞船及进步号货运飞船完成。美国还计划研制一种有升力的救生飞船参与工作。

到2000年7月为止，国际空间站已有3个舱送入太空，即俄罗斯提供的功能货舱、服务舱和美国提供的节点1号舱。按计划，此后还将陆续发射加拿大制造的遥控机械臂、美国的中央桁架和节点2号舱、日本的实验舱和站外暴露平台、欧空局的实验舱和美国的居住舱等。如果顺利，预计在2004年将完成全站的组装任务。

组装成功后的国际空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段，为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。

在对地观测方面，国际空间站比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果；当遥感器等仪器设备发生故障时，又可随时维修到正常工作状态；它还可以通过航天飞机或飞船更换遥感仪器设备，使新技术及时得到应用而又节省经费。用它对地球大气质量进行监测，可长期预报气候变化。在陆地资源开发，海洋资源利用等方面，也都会从中受益。国际空间站在天文观测上要比其他航天器优越得多，是了解宇宙天体位置、分布、运动结构、物理状态、化学组成及其演变规律的重要手段。因为有人参于观测，再加上空间站在太空的活动位置和多方向性，以及机动的观察测定方法，因而可充分发挥仪器设备的作用。通过国际空间站，天文学家不仅能获得宇宙射线，亚原子粒子等重要信息，了解宇宙奥秘，而且还能对影响地球环境的天文事件（如太阳耀斑、暗条爆发等）作出快速反应，及时保护地球，保护在太空飞行的航天器及其成员。

国际空间站上的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面：人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响，提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物学和材料科学的研究与应用有广阔的前景，而国际空间站的微重力条件要比和平号空间站和航天飞机优越得多，特别是在材料发展上可能起到一次革命性的进展。

仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球无法提供的优越条件，直接促进这些科学的进步。同时，国际空间站的建成和应用，也是向着建造太空工厂、太空发电站，进行太空旅游，建立永久性居住区（太空城堡），向太空其他星球移民等载人航天的远期目标接近了一步。

航天飞机

航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器，它以火箭发动机为动力发射到太空，能在轨道上运行，且可以往返于地球表面和近地轨道之间，可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体燃料助推火箭和外储箱三大部分组成。固体燃料助推火箭共两枚，发射时它们与轨道器的三台主发动机同时点火，当航天飞机上升到50千米高空时，两枚助推火箭停止工作并与轨道器分离，回收后经过修理可重复使用20次。外储箱是个巨大壳体，内装供轨道器主发动机用的推进剂，在航天飞机进入地球轨道之前主发动机熄火，外储箱与轨道器分离，进入大气层烧毁，外储箱是航天飞机组件中唯一不能回收的部分。航天飞机的轨道器是载人的部分，有宽大的机舱，并根据航天任务的需要分成若干个“房间”。有一个大的货舱，可容纳大型设备。轨道器中可乘载3名职业航天员（如指令长或机长、驾驶员、任务专家等）和4名其他乘员（非职业性航天员）。其舱内大气为氮氧混合气体。航天飞机在太空轨道完成飞行任务后，轨道器下降返航，像一架滑翔机那样在预定跑道上水平着陆。轨道器可重复使用100次。

1981年4月12日美国研制的第一架航天飞机哥伦比亚号成功进入太空。这一天也正是20年前（1961年4月12日）苏联航天员加加林乘东方号飞船代表人类首次进入太空的日子，美国航天飞机首航的乘务组由50岁的驾驶员约翰和43岁的罗伯特组成。他们在近地轨道飞行了54小时30分钟，绕地球36圈，考验了航天飞机各个系统的性能，然后返回地面。值得一提的是在美国航天飞机研制过程中，解决了一个重大的技术问题，那就是轨道器的机身覆盖有三万块高耐热性的防热瓷砖，它保证了轨道器在返回大气层飞行中不被高热烧坏。哥伦比亚号航天飞机首航成功后，美国也像苏联对其航天员首次进入太空那样进行宣传，说它是一个新的航天技术性突破，是人类向宇宙进军、实现太空工业化的一个实际步骤。突破首航之后，美国又相继研制了4架航天飞机。其名称分别为挑战者号、发现号、阿特兰蒂斯号和奋进号，其中挑战者号航天飞机在1986年1月28日升空后炸毁，哥伦比亚号航天飞机在2003年2月1日结束太空任务后着陆前飞机解体坠毁。前苏联也曾研制过航天飞机，于1991年发射一架叫暴风雪号的航天飞机，进行了未载人的太空试飞，后由于经费困难和国内政局动荡至今未进行第二次飞行。

航天飞机除可在天地间运载人员和货物之外，凭着它本身的容积大、可多人乘载和有效载荷量大的特点，还能在太空进行大量的科学实验和空间研究工作。它可以把人造卫星从地面带到太空去释放，或把在太空失效的或毁坏的无人航天器，如低轨道卫星等人造天体修好，再投入使用，甚至可以把欧空局研制的“空间实验室”装进舱内，进行各项科研工作。

哥伦比亚号航天飞机在其前4次飞行中主要考验飞机的性能和人在太空的生活情况，到第5次发射时（1982年11月）就向太空的地球同步轨道发射了两颗通信卫星。这架航天飞机在1983年11月28日发射时，把欧空局研制的“空间实验室”首次带入太空，进行了多项科学实验。2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机在结束太空任务后返回地球，但在着陆前发生意外，航天飞机解体坠毁。

美国第二架航天飞机挑战者号是1983年4月首次发射的，并与哥伦比亚号交错时间先后飞行。它在太空共飞行10次，前9次成功，最后1次爆炸失败。在其9次飞行中，它在太空创造了几个第一：第一次把美国女航天员送入太空；第一次在太空进行首次机动飞行，即航天员身背“载人机动装置”离开轨道器“自由”飞行；创造最多乘载8人的飞行记录，并首次把美籍华人王赣骏载入太空；首次安装机械臂把一颗卫星从货舱中取出放入太空，然后再回收回来。此外，这架飞机还二次把欧空局研制的“空间实验室”带上太空作多项科学实验。它还多次在飞机上释放卫星和回收卫星。第三架航天飞机发现号1984年4月首次升空就发射了三颗商业通信卫星；它还在货舱中展开一个折叠式太阳能电池板，并进行了航天电泳制药试验。在以后的几次飞行中它继续发射卫星，有一次它发射了4颗卫星，还在轨回收了失效卫星，修好后又重新送入太空。美国第四架航天飞机阿特兰蒂斯号发射后，除发射间谍卫星和普通卫星外，还在太空进行组装空间站试验活动。美国第五架航天飞机奋进号是挑战者号空中爆炸后研制的，它的首发时间是1992年5月7日。这架飞机在设计指标上有所改进，它可在太空飞行28天，在着陆时采用巨大的降落伞减速，从而缩短了机场跑道长度。在机舱内还设有先进的抽水马桶和空调设备。在太空除继续释放卫星和回收卫星外，该机还在太空进行组建空间站和维修工作，如把价值连城的“哈勃”望远镜修复，使之继续进行工作。在2000年的一次飞行中，美国用奋进号上的雷达采集了地球信息，绘制出迄今为止最为精确的三维地貌图，据说它比现有的地图精确30倍。

我国的神舟系列载人飞船

从1992年开始，经过七年的论证、攻关、研制和试验，中国第一艘试验飞船神舟一号于1999年11月20日发射升空，飞船在轨正常运行一天后，安全着陆于内蒙古预定区域，中国载人航天首次无人飞行试验取得圆满成功。

2000年至2003年，在先后经过神舟二号、神舟三号和神舟四号共三次无人飞行试验的考验后，中国第一艘载人飞船-神舟五号于2003年10月15日成功发射，在轨运行1天后，于2003年10月16日安全着陆。航天员杨利伟健康地走出返回舱，标志着中国首次载人航天飞行试验获得圆满成功，成为世界上第三个掌握了载人航天技术的国家。

2005年10月17日凌晨，随着航天员费俊龙、聂海胜自主从神舟六号返回舱中健康出舱，标志着中国载人航天实现了多人多天、航天员直接参与空间科学实验活动的新跨越。

从神舟一号到神舟六号，神舟飞船的功能和性能越来越完善，质量越来越可靠。神舟号飞船是我国自主研制的载人飞船，采用“三舱一段”构型，即由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段构成，推进舱和轨道舱上各有一对太阳能帆板。推进舱在飞船的最下部，返回舱在中间，轨道舱在上部，附加段在飞船的最顶端。

推进舱是飞船在空间运行及返回地面时的动力装置；返回舱是飞船起飞、飞行和返回过程中航天员乘坐的舱段，也是整个飞船的控制中心；轨道舱是航天员在太空中工作和生活的场所，装有各种实验仪器和设备。附加段也叫过渡段，是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备的。在载人飞行交会对接前，它也可以安装各种仪器用于空间探测。飞船返回地面时，只有返回舱一个舱返回地面。返回舱与轨道舱分离后，轨道舱可以留在轨道上继续工作半年左右。

神舟一号飞船着重考核了整个载人航天工程总体设计方案的可行性，特别是飞船系统的舱段分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术、回收着陆技术等5大关键技术的可靠性。飞船采用了最小的配置，仅上了确保飞船成功返回、准确着陆的8个分系统，飞船的轨道舱没有进行留轨试验。

神舟二号飞船作为我国第一艘按载人飞行要求而采用全系统配置的正样无人飞船，其在完善了第一艘“神舟”号飞船在舱内温控、系统配合等方面存在的不足基础上，重点考核了环境控制与生命保障、应急救生两个分系统的功能，进一步检验了飞船系统与其他系统的协调性。同时，轨道舱进行了长达半年之久的留轨试验。

神舟三号飞船优化性能，增加了载人有关设备，航天员安全措施得到了进一步完善。

神舟四号飞船完善了应急救生系统功能，优化舱内载人环境，增加了航天员手动控制系统，增强了整船偏航机动能力。同时，设计人员还改善了舱内载人环境，充分考虑了航天员座椅使用、出舱进舱、操作是否方便舒适等因素，全面通过医学和工效学评价标准的考核，为航天员创造出了一个安全舒适的工作与生活环境。

在神舟四号飞船的基础上，技术人员对神舟五号航天员乘坐的座椅的安全性和舒适性作了进一步改进和完善，同时设置了多种安全救生模式和百余种故障对策方案，确保了航天员的安全。

神舟六号飞船实现了2人5天航天飞行，为适应多人多天航天飞行的需要，神舟六号飞船进行了重大配置调整，并对可靠性、安全性和环境控制和生命保障系统等进行了多项改进，航天员首次进入轨道舱并参与有效载荷的造作操作，标志着我国真正有人参与的航天活动的开始。

我国将在2008年下半年发射神舟七号载人飞船，届时中国航天员将首次出舱进行太空行走。

航天服与航天食品

航天服也称宇宙服、宇航服，是在载人航天中航天员穿的一种服装系统。航天服由头盔、服装、手套和靴子组成。实际上它是航天员必备的个人防护救生装备。从功能上看，航天服有舱内航天服和舱外航天服两种；从服装内压上看，有低压航天服和高压航天服之分；从其结构上看，可分为软式、硬式和软硬结合航天服。

中国航天员的航天服是我国自主研制的，具备国际先进水平。搭乘神舟六号飞船的两名航天员不出舱活动，所以只配备了舱内航天服，整套衣服重约１０千克。舱内航天服由３部分组成：一是限制层，由耐高温、抗磨损材料制成，用来保护服装内层结构，并使航天服按预定形态膨胀，保证航天员穿着舒适合体；二是气密层，用涂有丁基或氯丁橡胶的锦纶织物制成，有良好的气密性，防止服装加压后气体泄漏；三是散温层，与内衣裤连接在一起，有许多管道，采用抽风或通风将气流送往头部，然后向四肢躯干流动，经肢体排风口汇集到总出口排出，带走人体代谢产生的热量。航天服虽然结构复杂，看似有些笨重，但在太空失重的情况下，穿起来并不困难，航天员一般１０分钟内即可穿戴完毕，穿着它工作和生活也能轻松自如。在神舟六号飞行中，两名航天员将脱掉航天服，从返回舱进入到轨道舱内活动

航天员在太空吃的东西我们称为航天食品。航天食品大致有以下两种类型：一类是在太空正常飞行时航天员所要吃的食品，另一类是在特殊情况下所要用的食品。在正常飞行情况下所要吃的食品有：（1）即食食品。它是拿过来就吃的东西，不需要进行再加工，如含中等水分、一口大小的压缩成型的或用涂膜处理的干燥食品等。 （2）复水食品。这种食品是冷冻干燥食品，因为它在被送上太空时轻而小，在航天食品中占有较大比重，但在食用前必须复水，在它的包装袋上都有一个单向入水阀门，以便复水用，复水后即可食用。 （3）热稳定食品。这类食品是经过加热灭菌自理的软包装和硬包装罐头类食品，太空飞行证明，在失重条件下用普通餐具由开口容器中取食完全可行。这类仪器占航天仪器的比例也很大。如苏联礼炮6号空间站中这种仪器占80%左右。（4）冷冻冷藏食品。这类食品是在地面上冻好带进太空的，溶化后可食用。（5）辐射食品。这是经过放射线杀菌后的食品，它曾在美航天飞机飞行中少量使用过。（6）自然型食品。地面上没经处理的食品，如新鲜水果，蔬菜、水果、果酱和调料等。（7）复水饮料(冲剂或软固体饮料)。它是在太空加水溶解后制成的冷饮或热饮。特殊的航天食品有：（1）备用食品。它是指在发生特殊情况必须延长飞行时所用的食品，其类型同前。（2）应急食品。这种食品是指在飞行器发生故障时，航天员必须穿着航天服时所用的食品，如铝管包装的半固体果酱、菜泥、肉羹等。应急食品也包括当航天员着陆后，降到远离人烟的地方，等待救援期间饮用的食品。（3）舱外活动中需要吃的食品，这是指存于头盔内颈圈部分的固体或半固体、流质供食器中的食品，供长时间舱外活动中临时给航天员饮用的食品。

五、 月球及深空探测

认识月球

月球是离地球最近的天体，也是天空中除太阳以外最亮的星球，它已经默默地陪伴着地球走过了四十多亿年的历程。

从人类文明诞生开始，人们就对夜空中这时而盈若银盆，时而缺似弯钩的月亮产生了浓厚的兴趣。由于月球是地球的天然卫星，不仅时时刻刻影响着人们的日常生活，人类对月球的认知过程也成为哲学、文学、历法、科学发现等人类文明发展的重要推动力。

在古代中国，嫦娥奔月、吴刚伐桂的美丽传说一直流传至今，元宵节、中秋节更是中国的传统节日，古代中国科学家以月球运行规律为基础创立了农历，成为中国人生活和农耕的准则，古代哲学家更是通过对太阳、月亮、地球和人类自身相互作用的观察与思考，创立了以阴阳为核心的哲学思想，成为中国传统文化的瑰宝。每逢皓月当空，文人墨客更是把酒当歌，挥洒出浩如烟海、千古传颂的佳句。

但是，月球从来都不是一个充满了浪漫气息星球。

公元16世纪，欧洲发明了望远镜，随着望远镜的出现，人们开始一点一点地揭开月球神秘的面纱。1608～1610年间，伽利略依靠一具分辨率只有10公里的简单望远镜，发现月球表面并不如人类想象的那样晶莹光洁，而是坑坑洼洼、苍古斑斓的地形。

伽利略认为，月亮也许和地球一样，既有高山，又有平原，既有陆地，也有海洋。那些亮的区域应该是高地与山峰，那些暗的区域看上去与地球上的海洋相似，就这样，他给这些暗的区域起了一些像云海、湿海、酒海之类的名称。

经过多年的探索，已经证明月球上既没有空气，也没有生命，是一片死寂的荒漠。那些被伽利略认为是海洋的区域，其实是一些广阔而地势比较低的平原，里面填满了月球内部喷发并冷却下来的岩浆。

绝大多数月海分布在月球的正面，约占月球正面面积的一半，其中，风暴洋是最大的一个月海，相当于半个中国的陆地面积。

由于没有大气来传导热量，月球昼夜的温差相差达到300℃，白天平均温度107度，最高可达123度，夜间平均温度－153度，最低可达－233度。

不仅昼夜温差大，就是一个大石块的阴阳两面，温度也会在相差几百摄氏度，向阳的一侧温度可以高达120℃以上，而阴面的阴影温度仅为零下150℃左右。

由于没有大气层，月球上属于高真空状态，不能传播声音，因此月球表面听不到任何声响，是一个死寂的世界。由于没有大气层和磁场的屏蔽，各种宇宙射线可以长驱直入到达月球表面，辐射强度要比地球表面大得多。

由于没有大气层的保护，小天体在撞向月球表面前不能被大气层烧蚀，因此，月球遭受小天体撞击的几率比地球要高得多。这些密密麻麻的撞击坑，就是小天体撞击月球留下的记录。

据统计，像这样直径大于1公里的撞击坑约有33000多处，约占月球表面积的10%。这才是真实的月球，一个荒凉而又寂静的世界。

月球之谜

月球的直径3476公里，大约是地球直径的1/4多。月球的表面积有3800万平方公里，相当于中国陆地面积的4倍。月球的体积是地球的1/49，如果把地球比喻为一个篮球，那么，月球就是一个小小的乒乓球了。

月球的质量约7350亿吨，相当于地球质量的1/81。由于质量小、产生的引力小，月球的表面重力只是我们地球的1/6。如果一个人在地球上的体重是60公斤，在月球上，他的体重就变成只有10公斤了。如此说来，人到了月球上，就会真正体验到身轻如燕、飘飘欲仙的感觉了。

当然，也正是由于引力小的缘故，月球无法像地球一样拥有自己的大气层。因此，我们在月球上只能看见漆黑的天空和璀璨的星星，永远看不到蓝天白云。

月球以1.02公里/秒的速度绕地球运行，绕地球一周的公转周期为27.3个地球日。月球在绕地球公转的同时进行自转，周期也是27.3个地球日。

由于月球公转一圈的同时只自转了一圈，所以我们在地球上看到的永远是月球的正面，而无法看到月球的另一面。

地球上一个昼夜是24小时，而月球上的一天相当于地球上的27天，13天半是阳光普照的白昼，13天半是寒冷阴森的黑夜。

经过千百年的观测和研究，你也许认为我们已经很了解月球了。其实并非如此。随着因为科学的进步，我们也发现了月球越来越多的谜团：

月球到底是怎么形成的？什么时候形成的？月球上是否有水？科学家们众说不一，虽然说大碰撞说是大多数人认可的月球起源学说，但没有一种说法可以彻底解释其起源；

月球表面有22个月海，正面分布了19个，背面却只有3个，是什么原因造成了这样的布局；

现在的月球没有全球性的磁场，而在研究中发现，月球曾经有过磁场，那么这个磁场是如何形成的，后来为什么又消失了呢？

从最新的探测数据上显示，月球极地撞击坑内的阴影区应该有水冰存在，那么这些水到底分布在什么地方？它能够解决月球基地的供水问题吗？

在月球表面的月壤中蕴含着丰富的能源资源氦－3，月球岩石中更有大量的铁、钛、铝等矿产，这些资源到底有多少，能不能开发利用呢？

这些问题的谜底都远在38万公里之外的月球上，要得到答案，人类必须身临其境地去探索、找寻。随着人类文明进步和科技发展，对月球的研究和探测正在逐步深化，开始由观测、探测、实地考察进入月球开发利用阶段，中国人要想深入研究和开发利用月球，就必须依靠自身的实力，走出一条属于自己的探月之路。

人类探月历程

月球是地球唯一的天然卫星，也是人们目前探测与研究程度最高的天体。作为太阳系中的一员，月球为人类揭开地球、太阳系的奥秘，提供了一个良好的场所。它独特的空间位置，也必将成为人类走向深空、开发利用太空资源的实验基地和中转站。

二十世纪五十年代以后，随着第一颗人造地球卫星和第一个月球探测器的成功发射，美国和苏联展开了以月球为中心的空间竞赛，伴随着空间技术的迅猛发展，月球探测从借助望远镜进行远距离的观测，进入到利用航天高技术进行近距离探测的阶段。

1969年7月20日，美国航天员阿姆斯特朗第一个踏上了这个人类既熟悉又陌生的星球，在美国的阿波罗计划6次登月过程中，共有12名宇航员登上了月球，先后收集了月球岩石和土壤标本2196个，共381.7公斤。通过对近距离探测月球，月球的真实环境逐渐被人类所认识。

虽然苏联没能实现宇航员登陆月球，但在无人月球软着陆和无人巡视勘查等方面也取得了成功。苏联的三艘无人飞船相继登上月球，并在月面上采集了约321克的月球土壤样品，为人类月球探测研究做出了历史性的贡献。

嫦娥工程

在深入研究和综合论证的基础上，提出了中国探月工程的规划设想，即到2020年前按照“绕、落、回”的三步曲，完成中国的无人月球探测任务，并研究确定了一期工程——即绕月探测工程的工程目标和科学目标，这就是：研制和发射一颗月球卫星，实现在月球极轨运行，对月球进行1年的近距离环绕探测，绘制月球三维立体图像、探测月球物质成分、探测月球土壤厚度、探测地月空间环境。

2004年，我国启动了月球探测工程，并将这一寄托中华民族千年奔月梦想的工程，命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分三期实施，简称为“绕、落、回”，在2020年前完成无人月球探测任务。

一期工程为“绕”，即发射我国第一颗月球探测卫星，突破由地球至地外天体的飞行技术，实现首次绕月飞行，也称绕月探测工程。

二期工程为“落”，即发射月球软着陆器，突破在地外天体上实施软着陆的技术，并携带月球车，进行就位探测和月球车自动巡视勘测。

三期工程为“回”，即发射月球软着陆器，在月球表面特定区域着陆采样并携带样品返回，突破自地外天体发射航天器并自动采样返回的技术。

嫦娥工程的实施，标志着中国航天自地球卫星和载人航天之后，第一次离开地球开始向更深远的太阳系空间迈进，中国航天迈出了深空探测的第一步。

中国探月工程，是中国空间科学研究与航天工程的完美结合，也开创了中国空间科学研究和和平利用空间的新时代，成为中国航天发展史的第三个里程碑。

我们正在实现“可上九天揽月”的壮志和中华民族千年的奔月梦想，我们的嫦娥一号卫星已经踏上奔月的旅程。同时，我们也在期待着中国探月二、三期工程的顺利实施，使我们的月球卫星能够在不久的将来“谈笑凯歌还”，为中国的科学技术发展谱写新的篇章。

空间探测器

又称深空探测器，按探测目标分为月球探测器、行星探测器和行星际探测器。各种行星和行星际探测器分别用于探测金星、火星、水星、木星、土星和行星际空间。美国1972年 3月发射的“先驱者10号”探测器，在1986年10月越过冥王星的平均轨道，成为第一个飞出太阳系的航天器。

从1959年开始，人类已经跨过近地空间到月球以至月球以远的深空进行探测活动。各种空间探测器相继考察了月球，拜访了太阳系的水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星以及“哈雷”彗星等。其中对月球的考察最详细，甚至派遣了航天员赴月球实地考察；对金星、火星不仅拍摄绘制了地形图，而且还多次发射无人探测器在金星和火星表面着陆进行科学考察。科学家由此初步揭开了月球和太阳系各大行星的不少奥秘，回答了过去天文学家们争论不休的许多不解之谜。

从1960年美国发射第一颗天文卫星“太阳辐射监测卫星”开始，人类陆续发射了分别对x射线、γ射线、紫外线和红外线等进行观测的天文卫星，它们突破了地球大气层对天体辐射的阻挡，获取了来自宇宙空间整个波段的电磁辐射，实现了高灵敏度和高分辨率的观测，使对天体的观测波段扩大到紫外线、x射线、γ射线等地面无法观测的波段，从而不断揭示出宇宙的真实面貌。