“哈勃”太空望远镜的总长度超过了13米,重约6吨,主镜面直径约为2 .4米。它运行在地球大气层外缘离地面约600千米的轨道上,大约每100分钟环绕地球一周。“哈勃”望远镜位于地球的大气层之上,因此获得了地面望远镜所无法具备的优点,那就是不会受到气流的干扰。它所获得的图像和光谱都很稳定,而且清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。不仅如此,“哈勃”望远镜还能观测到会被臭氧层吸收的紫外线。
“哈勃”太空望远镜的构想可以追溯到1946年天文学家莱曼·斯必泽发表的论文《在地球之外的天文观测优势》。在文中,他指出了在太空中天文台的两个优势。后来在20世纪70年代开始设计,并耗资达二十多亿美元用于太空望远镜的建造和发射。在1980年初,为了纪念在20世纪初发现宇宙膨胀的美国天文学家爱德文·哈勃,因此就将望远镜命名为“哈勃”。
“哈勃”太空望远镜原定于1986年升空,但该年1月发生了“挑战者” 号航天飞机爆炸的事件,所以,它升空的日期被推迟。1990年4月24日,“ 哈勃”太空望远镜终于随“发现”号航天飞机发射升空。
“哈勃”太空望远镜已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家对天文物理方面有了更深的认识。自发射升空以来,“哈勃”太空望远镜对太空中的2.5万个天体拍摄了50多万张照片。然后,科学家们根据这些观测结果,撰写了7000多篇科学论文,可谓是硕果累累了。通过这些照片,人们对恒星形成、黑洞、宇宙年龄等有了进一步的了解。如2007年,天文学家使用“哈勃”望远镜发现两个超大质量恒星簇之间发生猛烈碰撞时所形成的神秘暗物质环结构。这种暗物质环的发现成为证实暗物质存在强有力的证据。
目前,“哈勃”望远镜已步人老年,马上将要“退休”了。它在太空中工作的十几年中也多次“生病”。因此,科学家们分别在1993年、1997年、 1999年、2001年和2009年对它进行了5次维修。经过2009年的后一次维修,“哈勃”太空望远镜大概可以工作到2014年。
第一颗人造卫星的设计和制造,主要是由苏联著名的火箭和宇航设计师科罗廖夫领导的实验设计局完成的。科罗廖夫是“苏联的航天之父”,参与了世界上第一艘载人飞船、第一个月球探测器、第一个金星探测器和第一个火星探测器、第一次太空行走等工程。他在有生之年并没有获得太多荣誉,终却在一次无关紧要的小手术中意外死亡。在他去世后,苏联政府把当时的城市加里宁格勒改名为科罗廖夫,以纪念这位伟大的航空专家。
这颗人造卫星的外表呈球形,直径0.58米、重83.6千克。它主要是由壳体、卫星设备和天线组成的,外部的壳体由两个铝合金半球壳对接而成,内部还充有干燥氮气。它的下半壳表面是热控制系统的辐射表面;上半壳外面加有隔热层。在这个密封的壳体内安装有电池组、无线电发射机、热控制系统组件、转接元件、温度和压力传感器等。另外,这颗卫星上还载有两部无线电发报机,通过安装在其表面的4根弹簧鞭状天线,不断地把信号发射到地面。
这颗卫星距离地面的大高度约为964千米,低约为228千米,绕地球一周需要1小时35分。卫星总共运行了92天,绕地球飞行约1400圈,总航程 6000万千米。“人造地球卫星”1号的主要探测项目包括了测量200~500千米高度的大气密度、压力、磁场、紫外线和x射线等数据。另外,卫星还携带了试验动物,用以考察动物对空间环境的适应能力。
发射这颗卫星用的运载火箭是用P.7(SS.6)洲际导弹改装的。经过改装的P.7定名为“卫星”号运载火箭,它全长29.167米,大宽度10.3米,起飞重量267吨,是当时世界上大的运载火箭。在第一颗人造卫星“人造地球卫星”1号发射后不久,为了给载人航天作准备,苏联又发射了“人造地球卫星”2号。这颗卫星的与众不同之处在于,它首次承载了一只名为 “莱卡”的小狗。但在6天后,小狗“莱卡”就因为缺氧而死亡了。通过这一实验可以证明,哺乳动物在太空环境下也能生存。
1970年4月24日,我国第一颗人造卫星“东方红”1号在酒泉卫星发射中心成功发射,由此开创了中国航天史的新纪元,使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。这颗卫星的直径约为1米,重173千克,沿近地点439千米、远地点2384千米的椭圆轨道绕地球运行,运行周期114分钟。
“土星”5号运载火箭高110米,约有36层楼房那么高,这是当时世界上威力强大的运载火箭。火箭第一级有五台发动机,它们各有692.8吨推力。点火后,这个3200吨的巨物便迅速飞向高空。由它和登月舱组成的“阿波罗”11号宇宙飞船将第一批登月者送上月球。
在火箭起飞后的12分钟,第一、二级火箭已脱离飞船,第三级火箭进入绕地球飞行的轨道。在绕地球飞行的轨道上进行飞行校正和检查后,第三级火箭重新点火,飞船很快超过了第二宇宙速度(每秒11.4千米),向月球飞去。“阿波罗”11号于7月19日经过月球背面,很快点燃了主火箭并进入了月球轨道。在环绕月球的飞行过程中,三名宇航员在空中辨认出了计划中的登月点。“阿波罗”11号的登陆点在宁静海南部,这里比较平整,适宜飞船的降落。
“阿波罗”飞船有指挥舱、服务舱和登月舱三部分。指挥舱是宇航员在飞行中生活和工作的座舱,也是全飞船的控制中心;服务舱的前端与指挥舱对接,后端有推进系统主发动机喷管;登月舱则由下降级和上升级组成。7 月21日登月舱连同两名宇航员在月面上缓缓着陆。另一名宇航员则在指挥舱内继续绕月球飞行。当宇航员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道和指挥舱会合。
7月22日,两名宇航员在月面考察结束以后,登月舱上升起飞,与指挥舱对接。登月的两个宇航员再次进入指挥舱,一小时以后,登月舱与指挥舱分离,登月舱落回月球表面。登月舱落回月面后,服务舱的火箭开始工作。
等到进入大气层时,服务舱和指挥舱分离。服务舱穿越大气层后坠毁。7月 24日指挥舱进入地球大气层,溅落在太平洋上,回到地面上的指挥舱只有 5600千克重。
科学家经过研究后发现,月球表面留有大量陨石坑。如果可以确定岩石样品的年代,那么我们就可根据金星、水星和火星上的陨石坑的信息来确定其地质发展史;而其他行星的地质照片也可以根据我们从月球获得的信息进行解释了。另外,月球岩石和地球岩石上氧化物同位素的惊人相似显示,月球和地球可能来自于同一个祖先。
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