什麼是載人航天?載人航天是指人類在太空中從事各種探索、研究、實驗、生產和軍事應用的往返飛行活動。其主要目的是突破地球大氣屏障,克服地球引力,把人類活動的範圍從陸地、海洋、大氣層擴大到太空,更廣泛、更深入地瞭解整個宇宙,充分利用航天和載人飛船的特殊環境,開展各種研究和試驗活動,開發極其豐富的空間資源。目前,只有美國、中國和俄羅斯以及私營企業SpaceX擁有獨立的載人航天能力。
早在1961年,宇航員尤里·加加林就在東方一號飛船上完成了世界上第一次載人航天飛行,實現了人類進入太空的願望。如今,經過近50年的發展,我國航天器取得了一系列重大突破。這裡有8個代表性的載人航天的突破。
HyShot早在2002年,一個由英國和澳大利亞研究人員組成的團隊測試了一種新的發動機,超燃衝壓發動機。發動機從周圍流動的空氣中獲取氧氣,而不是從車上的油箱中獲取氧氣,因此它更輕、更快,可以攜帶更多的燃油。
然而,為了投入執行,hyshot必須首先加速到4馬赫。它沒有風扇來壓縮空氣,所以流經車身的空氣必須保持高速,這樣發動機才能正常工作。希肖特的速度可達7.6馬赫,約為每小時9000公里。
太空梭太空梭於1981年首次發射,此後一直是美國宇航局太空計劃的支柱。它利用彈道火箭的推力來擺脫地球引力,並利用有翼飛機在再入和著陸時的靈活性。
經過幾次阿波羅任務和類似的任務,美國宇航局已經意識到,可重複使用的航天器可以節省大量成本。太空梭就是按照這個想法設計的。然而,並非太空梭的所有部件都可以重複使用。過高的外部油箱每次飛行都會掉進海里。只有太空梭的機身返回地面。
太空船1號這家宇宙飛船公司是由著名航天器設計師伯特·魯坦和英國億萬富翁理查德·布蘭森共同創立的。它主要為載人遊客提供廉價的太空旅行,旅行工具是太空船1號。2004年9月,太空船1號打破了X-15保持的有翼飛機飛行高度紀錄。與太空梭相比,1號飛船的機身相對較小,但成本較低。它在莫哈韋沙漠進行了多次試驗,海拔達到110公里。
太空船2號太空船1號成功後,太空船公司開始研製太空船2號。2號飛船部分採用1號飛船的技術設計,採用固液混合火箭發動機,透過液體和固體推進劑將其送入太空。在亞軌道飛行中,預計時速將達到4000公里左右。
x—15火箭飛機X-15火箭飛機是一種完全可重複使用的高超音速飛機,由北美航空工業公司生產,1959年正式發射。1963年,X-15火箭飛機打破了108公里的飛行高度紀錄。它由B-52切割器攜帶升空,在13.7公里的高空發射,時速超過800公里。然後,火箭發動機提供飛行前80到120秒所需的推力,最後以每小時320公里的速度滑翔著陸。
美國航天港隨著航天運輸、超音速燃燒衝壓發動機技術、小型快速可重複使用航天器等領域的不斷髮展,商業太空旅行越來越接近普通人。美國航天港是世界上第一個專門用於航天發射的商業航天港。這條3000米長的跑道建於新墨西哥州的沙漠中,預計將於2010年夏末完工,而主航站樓將於2011年初投入使用。維珍銀河航空公司(virgingalacticairlines)老闆、英國億萬富翁理查德布蘭森(richardbranson)計劃從2011年起,利用太空船2號將私人乘客從美國太空港送入地球軌道。
X—51AX-51A仍處於測試和開發階段,但它正接近超燃衝壓發動機技術的效能極限。X-51A被整合到波翼飛機的設計中。由於它能透過自身飛行帶來的衝擊波產生升力,從而提高了超音速時的升阻比。X-51A預計將在不久的將來進行首次飛行。
X—43A為了推動超燃衝壓發動機技術的發展,美國宇航局研製了X-43A,2004年,X-43A從b-52b發射升空,創造了噴氣式飛機新的世界速度紀錄,馬赫數為9.6,即11000公里/小時,有翼飛機的飛行不再侷限於亞軌道的夢想,但X-43A仍然不能重複使用,其效能也無法提高不可靠。