论文部分内容阅读
寒假到啦!农历新年也就不远啦!
但对住在国际空间站的宇航员来说,想要一件新年礼物既不划算,也不太方便。这个飘浮在太空的城堡最远时距离地面408千米,而且每分钟,空间站在围绕地球的环形轨道上飞驰460千米,快过所有步枪子弹的速度。往那儿送快递就等于上天。
可是别不信,国际空间站其实是可以叫外卖的!吃的、喝的、用的都包括。因为地球上有一支战斗力爆表的运输队伍,专门给空间站送快递。
在国际空间站开门迎宾之前(2000年),自然没人叫外卖,但航天飞机早就开始送快递了。那它送的是什么呢?答案是重达十几吨的“太空积木”。
按照一种非常通俗的说法,国际空间站是由一块块相互独立但又彼此靠骨架连接的模块组成的,就像乐高积木。这些“积木”其实是宇航员居住的太空舱,每块都要由航天飞机驮着送上去。大概送了30来次,国际空间站建成了,航天飞机也退役不干了,可能是觉得太辛苦,因为每单送的快递堪比两头大象的质量。所以,授予航天飞机终身劳模称号一点儿也不过分。
航天飞机不干了,总得有人接着送快递啊,而且,当第一批宇航员住进空间站后,对快递业务的要求也提高了不少——他们需要食物和水,需要新鲜空气,有时做太空生物实验,还需要小白鼠。哎呀,这就是太空旅行的麻烦之处:缺啥都得管地球要,还催得紧。
没办法,只好派出老实敦厚的进步号飞船了。它由俄罗斯制造,像大卡车,一次能装2吨货物,无人驾驶,在火箭运载下直接上天,与空间站自动对接。在一个多月的时间里,进步号不回地球,而是暂时成为空间站的一部分。宇航员们把进步号送来的吃的喝的全搬空,然后,再往里面塞满生活垃圾,实在塞不下的时候,进步号也就不得不与空间站分离,继而,悲壮地在大气层中化作一团火焰。到2016年12月,已经有155艘进步号飞船给空间站送过快递,业绩突出,但没有一艘返回过地球。
雨天外卖送达会比平时慢一些,太空快递队若是碰上坏天气,火箭不能升空,就直接不发货了。宇航员只能祈祷这会儿空间站所有设备一切正常,吃喝够用。所以,有时宇航员会一次订购很多东西,多到进步号超载也送不了。这时就由ATV (Automated Transfer Vehicle,汉语直译为自动运输飞行器)代劳。
ATV堪称太空大力神,一次就能为空间站送去7吨的水、空气和食物,至今无人超越。除了送快递,ATV还身兼另一项重任。空间站由于与极其稀薄的大气分子的摩擦,高度每年都在下降,而ATV每次都把空间站往远离地球的地方推一点点。
但ATV的配送时间有点长。它先由火箭送上天,然后张开太阳能电池板,造型就像一个巨大的荷兰风车,飞到国际空间站的高度,再与空间站交会对接。这样走走停停下来,最少5天,最多1个月,快递才送到宇航员手上。之后呢?和进步号一样,ATV会被垃圾填满,然后自我坠毁。2008年到2015年,一共有5艘ATV给空间站送过货,还是没有一艘能回来。
首先,让一艘艘价值上亿的飞船就这么上去,只是送一点水果蔬菜,之后在落回大氣层时烧成灰,实在让人心疼。其次,住在空间站的太空人也想给地球发快递——他们需要把太空实验品送回地球供科学家研究。就在这时,快递队伍迎来了新成员:SpaceX公司的龙飞船——问题得以解决。
2016年5月,龙飞船在给空间站送去3吨快递后,就摇身一变,反过来给地球送起了快递。在隔热罩的保护下,龙飞船划过地球大气,打开降落伞,安全砸入大海,然后被打捞上船。1吨来自空间站的太空快递也安全送达。
快递中除了一件出了毛病的宇航服,最有价值的当属宇航员斯科特·凯利的血液和尿液样本。他在空间站生活了近一年,龙飞船将他精心储存的这些东西带回地球,科学家就能仔细研究,人类在微重力、充满宇宙辐射的太空环境里长时间生活,身体会发生哪些变化,为未来人类的火星旅途做准备。在2017年第11期的《趣味科学》中,我们为大家讲过斯科特的故事。
最后,咱们来算算:送一次太空快递得花多少钱呢?根据NASA工程师的估计,像龙飞船这种可以屡次出征、顺道从空间站带回点东西的快递员,每送1磅(约等于453.6克)东西,无论是水、饮料还是土豆泥,都需要9100美元的运费。这笔费用当然不是由吃掉它们的宇航员出了,但的确刺激着我们造出运力更大、又能往返太空的货运飞船,这就是Dream Chaser(汉语直译为追梦者)了。它可能会成为已经退休的航天飞机的升级版,一次最多携带5吨货物。这架飞机越早上天,给空间站送快递的成本就会越低,送达时间也会越短。这对一个希望收到来自地球新年礼物的空间站宇航员来说,真是太好了!
但对住在国际空间站的宇航员来说,想要一件新年礼物既不划算,也不太方便。这个飘浮在太空的城堡最远时距离地面408千米,而且每分钟,空间站在围绕地球的环形轨道上飞驰460千米,快过所有步枪子弹的速度。往那儿送快递就等于上天。
可是别不信,国际空间站其实是可以叫外卖的!吃的、喝的、用的都包括。因为地球上有一支战斗力爆表的运输队伍,专门给空间站送快递。
退役劳模:航天飞机
在国际空间站开门迎宾之前(2000年),自然没人叫外卖,但航天飞机早就开始送快递了。那它送的是什么呢?答案是重达十几吨的“太空积木”。
按照一种非常通俗的说法,国际空间站是由一块块相互独立但又彼此靠骨架连接的模块组成的,就像乐高积木。这些“积木”其实是宇航员居住的太空舱,每块都要由航天飞机驮着送上去。大概送了30来次,国际空间站建成了,航天飞机也退役不干了,可能是觉得太辛苦,因为每单送的快递堪比两头大象的质量。所以,授予航天飞机终身劳模称号一点儿也不过分。
垃圾车:进步号
航天飞机不干了,总得有人接着送快递啊,而且,当第一批宇航员住进空间站后,对快递业务的要求也提高了不少——他们需要食物和水,需要新鲜空气,有时做太空生物实验,还需要小白鼠。哎呀,这就是太空旅行的麻烦之处:缺啥都得管地球要,还催得紧。
没办法,只好派出老实敦厚的进步号飞船了。它由俄罗斯制造,像大卡车,一次能装2吨货物,无人驾驶,在火箭运载下直接上天,与空间站自动对接。在一个多月的时间里,进步号不回地球,而是暂时成为空间站的一部分。宇航员们把进步号送来的吃的喝的全搬空,然后,再往里面塞满生活垃圾,实在塞不下的时候,进步号也就不得不与空间站分离,继而,悲壮地在大气层中化作一团火焰。到2016年12月,已经有155艘进步号飞船给空间站送过快递,业绩突出,但没有一艘返回过地球。
太空大力神:ATV
雨天外卖送达会比平时慢一些,太空快递队若是碰上坏天气,火箭不能升空,就直接不发货了。宇航员只能祈祷这会儿空间站所有设备一切正常,吃喝够用。所以,有时宇航员会一次订购很多东西,多到进步号超载也送不了。这时就由ATV (Automated Transfer Vehicle,汉语直译为自动运输飞行器)代劳。
ATV堪称太空大力神,一次就能为空间站送去7吨的水、空气和食物,至今无人超越。除了送快递,ATV还身兼另一项重任。空间站由于与极其稀薄的大气分子的摩擦,高度每年都在下降,而ATV每次都把空间站往远离地球的地方推一点点。
但ATV的配送时间有点长。它先由火箭送上天,然后张开太阳能电池板,造型就像一个巨大的荷兰风车,飞到国际空间站的高度,再与空间站交会对接。这样走走停停下来,最少5天,最多1个月,快递才送到宇航员手上。之后呢?和进步号一样,ATV会被垃圾填满,然后自我坠毁。2008年到2015年,一共有5艘ATV给空间站送过货,还是没有一艘能回来。
自己飞回家的“龙”:龙飞船
首先,让一艘艘价值上亿的飞船就这么上去,只是送一点水果蔬菜,之后在落回大氣层时烧成灰,实在让人心疼。其次,住在空间站的太空人也想给地球发快递——他们需要把太空实验品送回地球供科学家研究。就在这时,快递队伍迎来了新成员:SpaceX公司的龙飞船——问题得以解决。
2016年5月,龙飞船在给空间站送去3吨快递后,就摇身一变,反过来给地球送起了快递。在隔热罩的保护下,龙飞船划过地球大气,打开降落伞,安全砸入大海,然后被打捞上船。1吨来自空间站的太空快递也安全送达。
快递中除了一件出了毛病的宇航服,最有价值的当属宇航员斯科特·凯利的血液和尿液样本。他在空间站生活了近一年,龙飞船将他精心储存的这些东西带回地球,科学家就能仔细研究,人类在微重力、充满宇宙辐射的太空环境里长时间生活,身体会发生哪些变化,为未来人类的火星旅途做准备。在2017年第11期的《趣味科学》中,我们为大家讲过斯科特的故事。
最后,咱们来算算:送一次太空快递得花多少钱呢?根据NASA工程师的估计,像龙飞船这种可以屡次出征、顺道从空间站带回点东西的快递员,每送1磅(约等于453.6克)东西,无论是水、饮料还是土豆泥,都需要9100美元的运费。这笔费用当然不是由吃掉它们的宇航员出了,但的确刺激着我们造出运力更大、又能往返太空的货运飞船,这就是Dream Chaser(汉语直译为追梦者)了。它可能会成为已经退休的航天飞机的升级版,一次最多携带5吨货物。这架飞机越早上天,给空间站送快递的成本就会越低,送达时间也会越短。这对一个希望收到来自地球新年礼物的空间站宇航员来说,真是太好了!