本书将中国航天员太空课堂的内容整理、扩展成科普读物 , 围绕太空课堂的实验展开 , 科学地阐释了失重条件下各种奇妙现象的物理原理 。 ——编者
一、为啥在海南发射航天飞船
我国最新的航天发射场建在了海南省 , 这也是我国的第四个航天发射场 , 为什么偏偏选中了海南呢?
海南岛是我国陆地省份中纬度最低的 , 也就是离赤道最近的地区 , 而火箭发射场与赤道的距离越近、纬度越低 , 发射卫星时就可以更好地利用地球自转的离心力 。 因为在这儿 , 赤道本身旋转运动可以抵消一部分引力 , 这样就可以用更少的燃料 , 让火箭飞得更远 , 成本也会降低很多 。 而且将发射场选在海南 , 火箭就可以通过水路运输 , 同时发射后火箭的残骸可以坠到大海中 , 降低了造成意外风险的可能性 。
最理想的发射场地应靠近赤道 。 欧洲航空局的圭亚那库鲁航天发射场靠近赤道 , 其位置约北纬5° , 美国宇航局的卡纳维拉尔角发射场设在佛罗里达州 , 其位置约北纬28° , 这些发射基地均是考虑了低纬度要求 。
再来说说航天员的超重和失重 。 人体的重量是地球引力产生的受力指标 , 通常所说的重量就是“站在地球表面静止不动的受力大小” 。 假如我们在运动的电梯里 , 当电梯向上运动时 , 我们感觉变重了 , 那是因为我们除了感受重力 , 还有电梯向上的拉力 , 两者叠加使我们感觉“超重”了;反之 , 当电梯向下运动时 , 电梯向下用力 , 两者抵消使我们感觉“失重”了 。 所以 , 航天员出发时会经历超重过程 , 而返回地球时会经历失重过程 。
微重力是指物体受到的力不超过地面重量的万分之一 , 围绕地球飞行的太空站就是微重力环境 。 太空处于失重或微重力环境 , 在太空的航天员 , 吃、穿、住、行等都要适应这种漂浮状态 , 飞船舱内的物品 , 如果不用带子固定 , 都要飘着 。 航天员要想行走 , 只能用双手推拉舱壁使得身体移动 。 若是出舱活动 , 则需要特殊装置来帮助航天员走动 。
在失重条件下 , 四肢已感觉不到重量 , 人体感觉不到头部的活动 。 这种异常的感觉会使航天员产生定向错觉 , 当用手推拉航天器舱壁时 , 航天员感觉不到自己是前后运动 , 而是会认为航天器在前后运动 , 自己是静止不动的 。
【地球|奇妙的太空探秘】在微重力环境下 , 航天员们可以轻松地完成那些在地面上不可思议的动作 。 例如 , 手举起另一个航天员、随意在空中翻滚等 。 如此反常的环境会使航天员出现头晕、目眩、恶心、困倦等症状 , 也会对体内器官造成影响 。 由于缺乏重力的向下吸引 , 身体血液会向上半身和头部转移 , 出现颈部静脉鼓胀 , 脸变得虚胖 , 鼻腔和鼻窦充血 , 鼻子不通气 。
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