【航天甲子年50讲】 01 飞天

【航天甲子年50讲】 01 飞天

文 | 晟宇

视频讲解 | 晟宇

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值此人类开拓地外空间六十周年的日子里,晟宇计划每周花10到20分钟的时间和大家分享一下航天知识,其实航天并不神秘。





1957年10月4日,苏联利用R-7火箭发射了人类的第一个人造地球卫星Sputnik。在美国宣布两年内发射人类第一颗人造卫星后,苏联的火箭大拿谢尔盖 科罗廖夫获得了政府的大力支持,因此苏联实现了短期内的超越,为了赶在美国人之前发射卫星,所以卫星进行了非常简化的设计。






虽然Sputnik也安排了一些科学任务,然而它最为重要的工作是向世界宣告这个伟大的壮举。全世界都可以接收到Sputnik发出的信号,这个bee bee的声音让美国大为光火,对手的技术领先让美国感受到了恐慌,于是有了Sputnik moment,使得美国下定了迎头追赶的决心。


两个在之后改变世界的机构由此诞生,他们是NASA和DARPA。





尤其DARPA就是现实世界中的神盾局,随后催生了互联网,GPS等等改变人类的技术与系统,从此把Sputnik moment都留给了别人。





我们中国也一直有着飞天梦,嫦娥奔月便是我们对空间的向往,可惜路数有问题,腾云驾雾显然高度差太多,同时我们国人又是如此的接近正确的道路。我们中国人发明了火药,并进行了初步的应用,甚至有万户这样的先驱进行了利用火箭的飞行试验,然而令人扼腕的是这样的行为显然成了笑料,所以必然没有追随的发展,错失了如此巨大的优势。




放眼世界,也并不仅仅是我们对太空有向往,凡尔纳的小说《从地球的月球》就设想用大炮把人送到月球,虽然可能没什么受得了,也有太空电梯这样的幻想。然而无论是美国,还是后来的纳粹都找到了火箭这条前往空间的正确技术。倒不是说这是最好的办法,而是这是我们人类技术在现在范围的唯一可行的手段。不得不说虽然纳粹邪恶,科学队伍却的确杠杠的。包括近代航天之父冯布劳恩也曾是纳粹的红人。





西方世界之所以找对了路,还是依靠着大牛也就是牛顿老爷爷的理论基础。从卫星能在轨道运行依靠的第一定律。参见下图活力公式vis viva equation。






到火箭依靠的第二和第三定律,所以说老人家居功至伟。




回顾完了原理,我们继续来看太空竞赛。在苏联第一卫星上天后,激烈的竞争就正式拉开序幕了。1958年美国发射了Explorer 1卫星,并接连发射了多颗卫星,开展了不同的试验。发射的卫星包括了著名的“科罗娜”系列军事侦察卫星,把苏联拍了个遍。











在这场竞赛中,苏联屡屡占先,不但送上第一颗人造卫星,也把第一位人类送入太空。


尤里加加林



加加林的座舱Vostok


美国也紧跟其后,也将格伦送入太空,虽然好多次都被领先,美国也保持着紧追不舍的节奏。





然而通过阿波罗计划,美国在1969年实现了对苏联的完全压制,苏联无法造出土星五号这样的大国重器,无法实现登月,而美国宇航员却在月球上留下的人类的足迹,走出了人类的一大步。






土星五号






既然太空竞赛胜负已分,随后随着政治上的缓和,在空间站的建设方面苏美两国找到了合作的契机,并在1975年实现了阿波罗和联盟号的历史对接,之后又共同维持空间站的建设的运行。





反观我们国家,中国的航天之路走得异常艰辛,一方面国家贫弱,远没有苏联和美国那样的国力;一方面科技基础薄弱,幸好有钱老等爱国科学家义无反顾的回国支援,以及航天人的不懈拼搏,走得艰难却走得稳健。如今我国航天已经基本覆盖了几乎所有门类,建立了全面的航天体系,从发射运载,到卫星研制,到载人航天,再到深空探测都形成了自主的技术体系,并走出了自己的特色,正在从航天大国迈向航天强国。





如今更是进入了一个“大航天时代”,商业航天也发展蓬勃,涌现出来了一大批优秀的商业航天公司,有的公司如SpaceX甚至勃发了移民火星的雄心和计划。



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最后进行下期预告,在2017年10月18日,我将开始进行一些知识性的介绍,第一部分介绍的内容的轨道力学,欢迎关注~