【搜狐科學消息】 據國外媒體報導,在過去50年裡,美國航天局已經已經實現了許多宏偉目標,引導了世界空間技術的創新發展,發明創造出一系列的太空工具帶人類和其他生命進入太空。在半個世紀的時間內,美國航天局取得的成就數不勝數,近日,國外一家網站評選出了美航天局十項最偉大成就,下面讓我們來一一了解。
10、美國發射第一顆地球人造衛星:探險者一號(1958)
前蘇聯人造地球衛星發射成功的消息傳出後不久,美國航天局噴氣推進實驗室( JPL )開始設計衛星,並準備將其送入太空。JPL花了三個月時間終於成功完成了探險者一號的製造。
1958年2月1日,火箭載著探險者一號進入太空,其任務是研究地球軌道的宇宙射線。探險者一號長203釐米,半徑15.9釐米,重14千克。衛星每天繞地球12.5次,在距離地球354千米到2,515千米的範圍內運行,測量這一空間範圍內的宇宙輻射。
但在它進入地球軌道之前發生了一些意想不到的事,使我們對地球大氣層有了新的認識。探險者一號一進入太空,它的儀器開始收集記錄宇宙射線的資料。科學家從探險一號得到的第一手資料表明宇宙射線活動能力大大低於預想。
兩個月後,另一顆衛星被送入軌道。1970年3月,探險者一號在繞地球56,000次後在降落過程中起火燒毀了。
美國發射的「探險者」1號是美國第一顆人造地球衛星,到1975年「探險者」系列共發射55顆衛星,其中53顆進入軌道。這一系列衛星的主要任務是:(1)探測地球大氣層和電離層;(2)測量地球高空磁場;(3)測量太陽輻射。太陽風和研究日地關係;(4)探測星際空間;(5)探測和研究宇宙線和激流星體;(6)測定地球形狀和地球引力場。
9、哈勃太空望遠鏡讓宇宙之謎亮相(1990年--至今)
1990年以前,我們對太空的印象來自輕型望遠鏡。當時的圖片雖然很有趣,但不是很清楚。地球大氣層,有雲,有水蒸氣,它們阻礙我們看清太空世界的真實面目。解決這一問題的辦法很明確:將望遠鏡放於地球大氣層之外,光線照射將不受這些阻礙物的影響。天文學家埃德溫-哈勃用望遠鏡讓人們第一次看到了銀河系的清晰圖象,所以以他的名字命名這種望遠鏡。哈勃太空望遠鏡在不斷變化的星際光年性質的基礎上創造了一套理論,並讓天文學家證明了宇宙不斷膨脹的理論。
這項工作於1975年展開,經過15年的時間哈勃太空望遠鏡最終發射成功。科學家花了8年時間反覆測試望遠鏡的400,000個零部件和41,843千米的線路。本來計劃在20世紀80年代就將此望遠鏡送入軌道,但由於1986年的挑戰者災難使發射計劃推遲到1990年。
哈勃太空望遠鏡以一種前所未有的方式讓我們看到宇宙膨脹的情況。它的解析度是地面望遠鏡的10倍,接收靈敏度是地面望遠鏡的50倍。比以往任何科學手段都能更快,更準確地獲得有關宇宙的最新動態。隨著網際網路的發展,人們可以坐在家裡看由哈勃太空望遠鏡獲得的宇宙圖片。 哈勃太空望遠鏡拍攝到了迄今最清楚、最深邃的太空照片,揭示了一些長期以來困擾科學家的謎團。
8、錢德拉X射線天文臺(1999至今)
錢德拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory,縮寫為CXO)是美國宇航局於1999年發射的一顆X射線天文衛星,是大型軌道天文臺計劃的第三顆衛星,目的是觀測天體的X射線輻射。其特點是兼具極高的空間解析度和譜解析度,被認為是X射線天文學上具有裡程碑意義的空間望遠鏡,標誌著X射線天文學從測光時代進入了光譜時代。
錢德拉X射線天文臺源於1976年美籍義大利裔天文學家裡卡爾多-賈科尼等人的設想。1978年,美國發射了第一顆能成像的X射線天文衛星——愛因斯坦衛星,為錢德拉X射線天文臺的研製積累了經驗。20世紀80年代和90年代,錢德拉X射線天文臺的研製工作一直在進行。1992年,為了削減預算,不得不對其進行重新設計,主鏡數目由12個減為4個,終端設備也減掉2臺,軌道改為橢圓形,最遠距離達到地月距離的三分之一,這樣做目的是避開地球輻射帶的影響,但一旦發生故障,將無法用太空梭對其進行維修。
錢德拉X射線天文臺的製造耗資15.5億美元,原名為先進X射線天文設備(AXAF),1998年,為紀念美籍印度裔天體物理家錢德拉塞卡而更名。1999年7月23日,錢德拉X射線天文臺由哥倫比亞號太空梭搭載升空,運行在一條橢圓軌道上,近地點為1萬公裡,遠地點為14萬公裡,軌道周期為64小時。衛星在軌期間由史密松森天體物理臺負責操控和運作。
錢德拉X射線天文臺取得了大量的成果,包括在星暴星系M82中發現了中等質量黑洞的證據、發現伽瑪射線暴GRB 991216中的X射線發射、觀測到了銀河系中心超大質量黑洞天蠍座A的X射線輻射、物質從原恆星盤落入恆星時發出的X射線等等。
7、先驅者10號的木星飛行之旅(1972-1997)
先驅者10號(Pioneer 10)是 NASA 於 1972年3月2日 發射的一艘航天飛行器。它是第一艘越過小行星帶的飛行器,第一艘近距離觀測木星的飛行器,並於 1973年12月3日 發回了第一組木星的近距離拍攝的圖像。1983年6月13日,先驅者10號越過海王星軌道,從而成為人類歷史上第一個飛出太陽系的人造物體。當然,先驅者10號仍然沒有飛出奧爾特雲。 先驅者身上攜帶著表明地球文明外貌、位置的金屬板,以及其他表示友好的圖片、聲音、音樂等。當它離開太陽系時,將把這幅金屬板彈出飛行器主框架。希望有一天能被外星文明發現。
先驅者10號是人類建造的第一個成功飛越太陽系的飛行器,儘管經歷了許多可怕的險情:先驅號任務其中之一是用來測試通過小行星帶與木星巨磁場的生存率的。事實看來,小行星帶實在是小菜一碟,但它們卻差點被木星磁場中的離子炸裂。這個情報使得後來的旅行者計劃的形勢十分嚴峻。它將成為人類建造的,比地球上任何其他工程都會持久的一座豐碑。先驅者10號曾是離我們最遠的飛行器,在最後一次與之聯繫時,先驅者10號距離地球的距離是 122.3 億公裡。這一紀錄,一直保持到 1998年2月17日,那天,旅行者1號據太陽的距離和先驅者10號持平,並因為速度的優勢而在此後在距離上超過了後者。
6、阿波羅13號飛船(1970)
阿波羅13號(Apollo 13)是阿波羅計劃(Project Apollo)中的第三次載人登月任務。發射後兩天,服務艙的氧氣罐發生的爆炸嚴重損壞了太空飛行器,使其大量損失氧氣和電力;三位太空人使用太空飛行器的登月艙作為太空中的救生艇。指令艙系統並沒有損壞,但是為了節省電力在返回地球大氣層之前都被關閉。三位太空人在太空中經歷了缺少電力、正常溫度以及飲用水的問題,但仍然成功返回了地球。
1970年4月11日,美國阿波羅13號飛船發射升空,進行計劃中的第3次登月飛行。飛船飛行到55小時54分53.3秒時,飛船遙測數據丟失1.8秒,主母線電壓下降,報警系統報警。差不多就在這個時刻,「砰」的一聲,服務艙中的2號貯氧箱發生爆炸。飛船的報警燈亮了,報警器響了,主電壓繼續下降。 這些情況都用電視實況轉播給了全美國、全世界,使成千上萬的人目瞪口呆。無數的人在為他們禱告。飛船上的電源出問題,使得登月已經不可能,而且航天員也處於極端危險之中。
經過飛控中心科學家、工程師們艱苦細緻的分析,休斯敦飛控中心果斷地決定:中止登月飛行,利用完好的登月艙,立即返回地球。休斯敦飛控中心科學家們經過周密計算,並讓地面航天員進入登月艙模擬,最後得出了一個最省燃料的返回軌道:飛船繼續飛行,繞過月球,再啟動登月艙發動機,以進入返回軌道。
由於氫氧燃料電池的貯氧箱還擔負著飛船生命保障系統氧氣和水的供應,因此航天員面臨著電能不足、供水供氧困難、環境溫度下降的處境。但3名航天員在地面飛控中心的指揮下,以頑強的意志和毅力,強烈的求生欲望,戰勝了恐懼、寒冷、黑暗、疲勞等困難,和地面飛控中心人員密切配合,積極穩妥地實施著地面制定的救生方案。
4月17日, 3名航天員乘坐指令艙返回了地球,平安地降落到太平洋洋面上。美國總統隨硫磺島號軍艦前去歡迎了3名航天員的歸來。事後,美國政府成立了事故調查組,查明了事故原因。安在服務艙液氧貯箱中加熱系統的兩個恆溫器開關,由於過載產生電弧放電作用,將其連成通路,使加熱管路溫度高達500度,烤焦了附近的導線,最後引起氧氣爆炸。
5、美國研製可部分重複使用的太空梭(1972--至今)
1969年4月,美國宇航局提出建造一種可重複使用的航天運載工具的計劃。1972年1月,美國正式把研製太空梭空間運輸系統列入計劃,確定了太空梭的設計方案,即由可回收重複使用的固體火箭助推器,不回收的兩個外掛燃料貯箱和可多次使用的軌道器三個部分組成。經過5年時間,1977年2月研製出一架創業號太空梭軌道器,由波音747飛機馱著進行了機載試驗。1977年6月18日,首次載人用飛機背上天空試飛,參加試飛的是太空人海斯(Haise)和富勒(Fullerton)兩人。8月12日,載人在飛機上飛行試驗圓滿完成。4年後,第一架載人太空梭終於出現在太空舞臺,這是航天技術發展史上的又一個裡程碑。
1981年4月12日,在卡納維拉爾角甘迺迪航天中心聚集著上百萬人,參觀第一架太空梭哥倫比亞號太空梭發射,揭開了航天史上新的一頁。僅在1981年至1993年底,美國就一共有5架太空梭進行了59次飛行,其中哥倫比亞號太空梭15次,挑戰者號10次,發現號17次,亞特蘭蒂斯號12次,奮進號5次。每次載太空人2至8名,飛行時間從2天到14天。在12年中,已有301人次參加太空梭飛行,其中包括18名女太空人。太空梭的59次飛行中,在太空施放衛星50多顆,載2座空間站到太空軌道,發射了3個宇宙探測器,1個空間望遠鏡和1個γ射線探測器,進行了衛星空間回收和空間修理,開展了一系列科學實驗活動,取得了豐碩的探測實驗成果。
4、國際空間站——太空人在太空生活(1998--至今)
國際空間站計劃的前身是美國國家航空航天局的自由空間站計劃,這個計劃是1980年代美國戰略防禦計劃計劃的一個組成部分。在1987年12月1日NASA宣布波音公司、通用電氣公司、麥道飛機公司和洛迪恩推進動力公司獲得了參與建造空間站的訂單。老布希執政期間,星球大戰計劃被擱置,自由空間站也隨之陷入停頓,1993年時任美國總統的比爾-柯林頓正式結束了自由空間站。
1998年11月國際空間站的曙光號功能貨艙進入預定軌道,同年12月,由美國製造的團結號節點艙升空並與曙光號連接,2000年7月星辰號服務艙與空間站連接。2000年11月2日首批太空人登上國際空間站。
空間站的各個組件大多由NASA的太空梭進行運輸,由於各個組件大多在地面就已經完成建設任務,太空人在太空只需要進行很少的操作便可以將組件連接上空間站主體。到目前為止國際空間站的裝配完成了一半,能夠支持3名太空人,到國際空間站完全完成之後,根據其設計共可以提供7名太空人同時工作和生活。
3、火星探路者--紅色星球上的機器人(1996-1997)
火星探路者(Mars Pathfinder)是美國國家航空航天局的1996年火星探測計劃,緊接在火星全球探勘者號升空之後發射,也是歷史上第3次在火星表面軟著陸,距離維京計劃超過20年的時間。美國國家航空航天局的火星探測計劃長期致力於對火星這顆紅色行星進行無人探測,火星探路者是這一系列無人探測計劃的一個組成部分。火星探路者於1997年7月4日在火星表面著陸。它攜帶的索傑納號火星車,是人類送往火星的第一部火星車。
自六十年代開始,美國曾19次嘗試探測火星但一直都未能在火星登陸。在1997年7月4曰,美國國家航空和航天管理局發射了火星探路者,,終於成功登陸火星表面。火星探路者在隔熱屏後面,以超音速進入了火星的大氣層,跟放出了降落器,再用雷達來尋找火星的表面 。然後機體放出三枚減速箭,把降落器 機體 。 登陸器被氣袋包,最後掉下火星表面。登陸器上的機械人在火星表面漫遊,把彩色影像及資料傳回太空總署。從傳回的影像,我們可以清楚看到火星表面留下曾經被洪水浸蝕的地勢,包括一些在山腳附近遺留下來的石、呈水波紋的地面等。還有,科學家發現火星的石塊含大量的二氧化矽,表示火星的土地曾經被地質力量 所改變。地上還遺留下不少圓滑了的石塊,證明火星地面上曾經有水流動,溫暖潮溼。火星探路者的成功,令NASA更有信心進行 更多的太空探索。
2、美國第一位太空人乘「自由7號」飛船上太空(1961)
1961年5月5日,艾倫-謝潑德執行自由7號時成為了第一個進入太空的美國太空人,也是人類歷史上第二個。這次任務使用紅石火箭,飛行高度達到了約187千米,降落點距發射地點約486千米。太空飛行器在太空停留了15分鐘。這一飛行是在人類首位進入太空的蘇聯太空人加加林進入太空23天後進行的。與加加林不同,謝潑德整個任務中都負責駕駛太空飛行器。
當時,美國和前蘇聯為爭奪世界影響力進行著激烈的競爭,競爭使太空也變得灰暗。美國成立宇航局後即擬定科學的太空探索計劃,它的首要目標是將第一位美國人送上太空。三個月後,一項命名為「墨丘利」的計劃誕生了,墨丘利神是希臘神話眾神的信使。工程師們一邊建造宇宙飛船,美國宇航局一邊物色太空人。墨丘利計劃啟動後9個月,美國宇航局制定了從佛羅裡達州卡納維拉爾角的試驗飛行計劃。後來的兩年,又作了多次試驗飛行,但都沒有乘坐太空人。在發射前幾天,才宣布選定艾倫-謝潑德為第一個遨遊太空的美國人。1961年5月5日,艾倫-謝潑德乘「自由7號」飛船進入太空。雖然飛行時間只有15分鐘,但他在返回地球後就成為了民族英雄,曾在華盛頓、紐約和洛杉磯的遊行中受到盛大的歡迎,並被甘迺迪總統接見。謝潑德事後說:「這只是嬰兒學步的第一步,目的是為了今後有更大的和更好的進展。"
1、美國「阿波羅11號」飛船首次實現載人登月(1969)
艾倫-謝潑德乘坐「自由7號」小型宇宙飛船代表美國首次遨遊太空結束20天後,美國總統甘迺迪宣布了美國宇航局的又一項重大使命:美國航天局將啟動阿波羅計劃,美國人要去月球了。
1967年,阿波羅1號飛船的登月之行簡直是一場災難,機上的3名太空人全部在發生在發射架上的火災事故中遇難。在隨後的兩年中,美航局嘗試了9次飛行,測試各方面的運作。這項設備不行就換用其它的,準備工作一做好,立即採取行動。
1969年7月20日,太空人尼爾-阿姆斯特朗乘坐阿波羅11號踏上了月球表面,他說:「這是個人的一小步,也是人類的一大步。」這顆沉寂了幾十億年的孤獨星球,印上了人類的第一個腳印。通過電視轉播,全世界6億觀眾共同目睹了這個歷史性的時刻,人們第一次能夠藉助攝象機近距離地觀察著這個既熟悉又陌生的星球。這是一件信世人矚目的大事,以前沒有人認為這樣的願望可以實現,在那一天變成了現實。7月24日,阿波羅11號飛船指揮艙在太平洋西南海面安全降落,完成了人類第一次載人登月飛行。阿波羅11號」耗資240億美元,動用人工40萬。
此後又有5架阿波羅號飛船飛往月球完成探月任務。登月成功是人類航天史上的偉大成就。2004年,美國總統布希宣布:美國計劃進行新一輪的登月任務。(尚力)
(責任編輯:羅園)