空间技术与应用

专家简介：

宣桂鑫教授：1937年3月生。浙江杭州人，1959年本科毕业于华东师范大学物理系。华东师范大学物理系教授。享受国务院颁发的政府特殊津贴的专家。教育部物理课程标淮组负责人之一。普通高中课程标准物理教科书主编。

「荣誉成果」

主要成果：1989—1990、1991—1993、1994—1995、2000—2001年相继赴德国杜伊斯堡大学和多特蒙德大学、瑞典的隆德大学、意大利的罗马大学参加光学、CAI 和多媒体技术的合作研究。现从事光学和物理教育的研究与教学。专著有《多媒体物理教学软件开发与应用》(2001年)、《物理学与高新技术》(2000年)、《创造性物理演示实验》(2003年) 、《光学教程电子版》(2004年) 、《新课标物理导学与拓展》(2004年) 、《普通高中课程标准物理》(2004年)等25部。发表《从X射线到同步辐射》、《AMR、CMR和CMR效应》、《物理教育中的相异构想》、《学力的三维结构与物理教育改革》(UNESCO)等论文130余篇。出版CD—ROM光盘4张。事迹被收入《Verband Deutscher Realschullehrer》。

空间技术与应用

宣桂鑫：各位同学下午好，今天的讲座分二个阶段，第一阶段是展示一下ppt，第二阶段是展示一下DVD，无论是ppt还是DVD，中心内容是空间技术与应用，这个讲座主要围绕着《超越时空的科学巨人》，今年是国际物理年，国际物理年是和爱因斯坦联系在一起的，爱因斯坦在同一领域里做了三个伟大的工作，一个是光的量子理论，一个是光电效应，还有一个是相对论，这三方面的东西改变了世界，是怎么体现的呢？一个是电脑，还有一个是通讯，通讯就是量子能、光电效应、相对论为基础的，条形码的读取，就是用激光，激光就是以这个为基础的。我国到了2020年时，我们的核能的比例要占4%，核能的开发可以联系到爱因斯坦的一个公式：E=MC2,可以这么说，质量的亏损和能量的释放是对应起来的，这就是C2,C就30万平方公里每秒，现在再平方一下，质量和能量的对应关系就完全看出来了，从这个PPT里我们得到一个结论，联合国把今年作为国际物理年是很有道理的，它可以激励我们对物理的兴趣。在坐的有很多同学是从南汇赶过来的，这就是一个求知欲，我们要向他们学习。

下面我要着重地讲解一下空间技术，空间技术是一个国家综合实力的表现，比如我们现在在搞“嫦娥工程”，这就涉及到空间技术，要登月，下半年就要发射载人的航天飞船，最终还是要登月，为什么要登月呢，这和能源有关系，因为月亮上有一种原料，这个原料就是氦，我们学到氦4，氦3也就是氦4的同位素，在月球表面有大量地沉积，这就产氦巨变的一个原料，登月就是和错综复杂的能源结合在一起。

今天我们重点讲一下空间技术与现代应用。为什么要研究空间技术呢？我们要离开地球去浩翰的宇宙空间，这是自古以来人类的一个美好的愿望，随着科学技术进步，人类这个愿望即将成为现实，开发空间技术的目的首先是进入空间，接着是要研究空间的环境，最后是开发和利用空间资源。进入太空有三步曲：一是上去，然后要看看上面的环境，最后得到开发与利用资源。要做到这三步曲，需要多种学科的相互渗透，也需要多种技术的融入，空间科学就是多种学科相互渗透的结果，

它是一个综合性很高的系统工程，这确实是一种系统工程，突出的问题就是可靠性，来不得半点马虎，所以我们现在在学习过程中决不能有一点马虎。

第二，空间技术的发展拓展了人类活动的新的领域，我们原来是生活在地球上，现在可以到月球上了，它的最终目标要解决一个是能源。目前我们对石油的需求量不断加大，很多外交也围绕着这个问题，这就是能源问题，那么怎么来解决能源呢？第二要建立生态区，上海在各区域开发中都遇到了生态问题，还有环境和人口等问题，空间技术的发展给我们开拓一个途径，这就是今天为什么要介绍空间技术的主要目的。

空间技术要解决三个问题：第一要离开地球去探索宇宙空间，第二要利用空间的高位置资源，高位置也是一个资源，这里举一个最简单的例子，为什么要化80亿人民币发射一个哈勃望远镜，就是利用空间的高位置资源，第三是空间环境资源的利用，这个环境资源和我们平时讲的资源有了些拓展了，第四是载人航天和空间技术的综合性，一个国家的综合实力就是在载人航天中体现了。

离开地球去探索宇宙空间

这也有三步曲：一是上天脱离地球的引力，然后定轨，绕地球怎么跑，上天的成果要传送到地球，这三步曲就是上天、定轨、返回。人类的活动范围在向外层空间拓展时，外层空间是地球大气层外层的空间，大概离地球100—120公里，这个区域就是人类离开地球到宇宙空间的区域，到达这个空间有非常大的困难，首先碰到的就是地球的引力。拿着一个东西一放手就会掉下来，这就是地球的引力，要克服地球的引力上天，我们中学做过一个实验，就是一个物体围绕一个点做圆周运动，要用某一个力来攻击它来做圆周运动，现在就是用万有引力来攻击它做向心力，但要到达这一点需要一定的速度。第二，太空是在真空环境下的，所以宇航员都要穿航天服，航天服不仅提供空气，还要控制不同的、强的辐射环境，辐射大家知道的α刀，x射线，都是辐射，这些都是人工复制的，在空间有非常强的辐射，这个强辐射对人体是不好的，但它可以利用，怎么利用呢，就是把种子放到上面去，辐照一下，就实现了变异，上海的烟草、太空胶等就是运用宇宙的强辐射，上海在这方面是处于领先地位的。强辐射、真空环境人要去适应它，因此就要运用宇宙服来适应这个环境。还有就是面对太阳的地方是200度，而背着太阳的地方是-100度，温差很大，在低温下，可以抑制躁声，这不是机器的躁声，它指的是热躁声。这四方面的困难，这个过程就是要经过上天定轨返回的过程。

第三速度就是物体离开地球脱离太阳系所需要的最小速度是16.7公里/秒，我们现在可以达到第一宇宙速度和第二宇宙速度，我们现在讲的航天飞船、航天探测器、建立空间站等等，统称为航天器。上天问题就是根据牛顿第一、二定律，定轨就是把宇宙飞船送到预定的轨道，在地球的引力下，在预定的轨道上面运动，但人类有各种不同的需要，对各种轨道提出不同的要求，第一，按照地面对空间的高低可以分为低空轨道和高空轨道。第二按照地球的侧面和赤道之间的夹角的不同，有赤道轨道、地表轨道和倾斜轨道。第三按照地球的自转和公转，可以分为地球同步轨道和太阳同步轨道，我们每天听的广播气象就是通过通讯和广播，这些就是运用地球静止轨道，太阳同步轨道运用于侦察卫星，气象卫星和资源卫星，为了对地球表面一个静态目标周而复始地进行动态监测，动态就意谓着是实时，立刻就可以传下来

了，为了周而复始地发送，一般在小于1000公里高度的太阳同步轨道上发布。

下面我们来讲一下返回，返回最困难，因为要非常精确。在返回过程中，在经历离轨、过渡、再进入大气层，最后着陆，每个阶段、每个过程都解决一系列的难题，神舟五号也就是经历了这些过程。现在我想问一个问题，就是在返回的过程有一段时间的信号是要中断的，和地面的联系要中断几分钟，这时要靠自动控制来实现的，我的问题就是为什么会中断？我们可以运用中学中所学的知识可以回答的，但这是返回过程中的一个大问题，就是在返回过程当中，经过与空气的摩擦，发热后它的外层空气就产生了电离，电离在化学里就是分子变成了离子，由于当时的温度很高，电离到了完全电离，就出现了正离子和电磁，一部分是电磁，一部分是离子，就构成了完全电离的物质第四代，出现了等离子体，这就是一个核问题，等离子体有非常强的导电性，当电磁波通过时就会挡住一下，把能量全部吸收掉。这个问题中涉及到化学知识，物质的激光问题，物质的第四代问题，还有高度的电磁频变问题。刚刚我们介绍的在物理上叫做黑障区，它就是运用在静电频变的基础上进行电磁频变的原理，这样一个问题里渗透着各个学科，而且在返回过程中确实是一个关键的问题。读书是学习，应用也是学习。

空间高位置资源的利用

人们常说登高望远，离开地面100至120公里的外空间位置，远远超过了地面实施的高度，人造卫星的重要应用就是运用空间高位置资源来进行通讯、观察和导航，关于通讯和观察大家都非常熟悉，我来介绍一下导航问题，哈勃太空望远镜是牛顿望远镜的变形，这个望远镜是用了80亿人民币发射上去的，我国要在丽江建造一个亚洲最大的天文台，空间高位置利用就是人造卫星。人造卫星有通讯卫星、观察卫星，哈氏高位置导航就是导航卫星，重点来介绍一下导航卫星问题。

从20世纪八十年代，我国已经应用导航定位系统应用开发工作，在2000年自行成功研制发射了第一颗导航卫星，就是北斗导航实验卫星，同时和欧洲也共同合作了“咖利略计划”，也涉及了导航卫星。为什么导航卫星重要呢？这次珠穆朗玛峰的测量就运用到了导航卫星，在测量它的高度时，要用到GPS系统，就是全球卫星定位系统，现在一些高级轿车里都用了GPS系统。其实GPS与我们中学学的物理也是有关系的，一个是位置，一个是速度，与计算机连接，可以运用电子地图，完全展示了动态，GPS也可以运用到手机上，就是用四颗卫星来定位的，四颗卫星中三颗是主星，一颗是副星，把全球都覆盖了，但这技术是美国的，所以我们要自己发展北斗系统，和欧盟发展“咖利略计划”，这还是涉及到了军事问题。

第三个是空间环境资源的利用，空间环境资源的利用极大拓展了人类活动的领域，所以今后人类经济发展和精神文明的建设一定要涉及空间环境资源的利用。资源有很多，如课程资源、教材资源、网络资源，那么什么是空间环境资源呢？就是和空间环境结合起来，有了空间环境和空间环境资源，我们可以利用空间材料设备，可以在空间制药，可以开发空间农业。什么是空间资源，空间资源包括三个层次，第一是高远位置资源，刚才卫星里已讲过了。第二是空间环境资源，空间环境资源包括五个参数，一是超真空；二是高洁净，在材料制备中有时需要非常洁净的环境，比如集成块的制作和晶体的培养等，都需要在高洁净的条件下进行的；三是强辐射；四是超低温，在背着太阳的地方是负一百度，平时地球上需要低温的话就是用液氮，液氮提取话就要用到很多资源，要人工制造的，而空间是天然的；最后一个是微重

力，宇航员在空中是超重的，为什么称为“微“呢，因为宇航员在航天器里还有振动，振动的话就会有附加的重力，并不是处于一个平衡状态，这个微重力对于晶体的培养是非常有作用的。第三是空间的物质资源，地球的资源最终还是要耗尽的，人类到月球上就是一个跳板，因为月球上有核聚变的原料氦，原来这个问题提得不是很强烈，现在看来我们国家所提的“嫦娥工程”也和这个有关，可以把它运下来作为核聚变的原料，而且没有辐射，是一种清洁原料，受控核聚变，到现在为止还没有实现，但是它是一个理想能源。

人类对空间是怎么界定的呢，人类除了陆地、海洋、大气，还有第四环境，具有高真空环境。温度在激烈变化，以及有微重力、高洁净和强辐射，空间环境是可利用的资源，可以进行材料制备，进行药物制造，例如美国在阿波罗飞船在与飞船对接时的飞行2天中，在阿波罗上做了细胞分离试验，获得了人尿结酶，这种酶可以溶解心肌梗死血凝块，可以治疗心肌梗死、心脏病、中风、风瘫等疾病，这种药在天空制作的话，它的纯度很高，比地面上要多六至七倍，具有高纯度、低成本还有疗效高，是一本万利的事，当然投入到飞船上的资金是很大的。还有农业，上海的空间蔬菜育种技术，这是载人航天和技术育种的结合。载人航天是在无人航天的基础上发展起来的新技术，是人类驾驶载人航天器在空间从事各种测控、试验、军事和生产的往返飞越活动，它是载人航天的总和性。为什么要发展载人航天技术，一是为了空间资源的开发，二是利用微重力的环境，进行新材料和新药品的制造，三是从空间获取能源和建立电站，这是远期规划，这需要人在空间站进行长期的工作，所以这样就要在空间创造长期工作的条件，所以要发展载人航天。载人航天要遇到六个难题，一是火箭，二是火箭的推力，三是飞行的环境，四是生命保障系统，五是通讯，六是返回。

我国的探月“嫦娥工程”主要有五个目的：第一要开发月球的资源；第二月球上的重力比较小，没有象地球一样要发生地震的，也没有大气，还可以建立矿测站；第三月球上有100多种矿物；第四月球上有地球上非常罕见的氦山，它是核聚变发电的燃料，它不污染环境，而且还能成为人类未来的燃料能源；最后一个就是人类可以通过月球进入太阳系的另一个定居点。这就是我们国家的梦想，这个梦想到了诸位而立之年时我想一定会实现的，到那个时候我们大展宏图，现在我们要充分地做好准备。“嫦娥工程”分三个阶段，第一是绕，第二是落到月球上，第三是从月球返回。这个计划预计在2020年完成，所有这些说明了一个问题，空间技术的强大体现出一个国家强大的国力。空间技术的发展需要社会的稳定和经济的发展，我们要建立一个和谐的社会，要为制造这样一个环境而努力

下面的资料片将展示我们航天事业发展的历程以及杨利伟在神五飞船里进行实验的一些资料，里面还有杨利伟在进入航天器前曾经到前苏联去培训，资料片里将会展示他们在培训中宝贵的境头，同学们在看资料片时可以思考一下：把在航天器里做的一些微重的实验以及一些速度实验与我们学习的一些内容结合起来，看完后我将提一些问题。

资料片内容：中国首次载人航天飞行获得圆满成功，神舟五号和杨利伟的名字迅速传遍了世界，中华民族的飞天梦想变成了现实，本片是在中国载人航天工程办公室的组织策划下制作而成，包括从决策到研制过程中的许多重大事件、重要信息都是首次向社会公开披露，而且素材都是来自权威机构的历史性纪录。

本片不仅对我国载人航天的工程的前提条件、决策背景、实施过程和后续发展作了系统性的介绍，同时收录了许多未公开的珍贵片段和杨利伟在太空自拍的精彩录像。

飞天圆梦

有一位哲人说过：地球是人类的摇篮。但人类不可能一直在这个摇篮里，从地球飞向太空就是人类一个共同的梦想。20世纪60年代开始，人类在这方面的努力演化为两个超级大国在这一领域的争雄。1961年4月12日，前苏联发射了世界第一艘载人飞船“东方一号”，尤利?加加林成为第一个进入太空的人，苏联人占领了先进。1969年7月20日，憋了一口气的美国，用阿波罗11号把美国人尼尔?阿姆斯特朗送上了月球，确立了美国航天技术的领先地位。作为人类最早创造了飞天神话的中国人，正默默地注视着这一切，终于在成功发射了第一卫星东方红号后，不甘落后的中国人于1970年7月开始孕育自己的飞天梦想，提出“曙光一号”载人飞天计划，并在全国空军秘密地选拔了第一代航天员，然而由于众所周知的历史原因，这一计划刚开始不久就悄然下马了，但由此开始了一些基础性的研究和工作，这为中国30年后实现的飞天梦想埋下了基石。

历史进入了20世纪80年代，高技术及其产业的迅猛发展，逐渐成为综合国力的竞争热点，面对挑战，中国提出了战略性高技术的“863计划”起动，在航天技术领域，中国在此领域占有理应占有的重要一席。

1992年秋天，江泽民同志主持召开了中央政治局常委会议，专门提出审议了我国航天载人的问题，会议认为从政治、经济、军事等诸多方面考虑认为发展我国载人航天是必要的，中国共产党人第三代领导集体做出了及时的历史性决策，批准发展我国载人航天要分三步走。第一步，在2002年前，建成初步配套的载人航天研制、试验体系，发射载人飞船，开展空间应用研究。第二步，2007年左右，突破空间飞行器交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步，建造空间站，解决较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。至此我国的载人航天重新启动，中国人开始了十年磨一剑的跨世纪工程。载人航天工程是迄今中国科学领域规模最大、系统组成最复杂、建立的栏目可靠性、安全性最完善的国家重点工程，为了保证工程有效实施，中央决定对工程实行专项管理，由中央直接领导，中国人民解放军总装备部统一组织实施，设立专项工程设备管理办公室，建立了工程总指挥和总设计师两条指挥线，通过工程总指挥和总设计师联席会议，研究解决工程实施中的重要问题，按照载人航天计划的第一目标不仅仅要把人安全送入太空并安全返回，还要在空间进行空间技术实验和应用实验，并在空间实验天地往返的空间实验器，为伟大的空间实验室和空间站积累经验，为实现这一目标，前苏联和美国都经历了三个型号宇宙飞船的实验和探索，而我们要一步到位，也许只有这样跨越式的步伐，使相对落后的我们才能赶超载人航天的先进水平。载人航天工程有七个大型工程组成，分别是航天员系统：主要任务造拨和训练航天员，为在飞行和飞行试验过程中对航天员实施医学监督和医学保障，为此在北京建设了航天员选送中心，研制航天员地面训练模拟器的大型试验和训练设备，以及个人救生、航天服、航天食品等其它个人装备，并选拔和训练了我国第一批航天员。飞船应用系统：主要任务是研制空间对接方策和空间科学实验的船载和有效载技术，

也就是为在太空进行各类科学实验提供设备和工具，利用这些设备在开展空间材料、空间设备和太空物理的科学实验以及空间导台应用实验。载人飞船系统：主要任务是研究神舟号载人飞船，并让神舟号载人飞船运用轨道舱、推进舱和返回舱组成的三舱方案，总长9.2米，最大直径9.8米，入轨质量为8吨，可以载人3人，自行飞行7天。我国载人航天的研制，充分体现了中国特色，级别高，一船多用，载人航天飞行后，其轨道舱继续在太空飞行半年，发挥一个基地卫星的作用。运载火箭系统：主要任务是能把飞船送入太空的大推力火箭，是在长征系列火箭的基础上改进的长征二号F型运载火箭，增加了逃逸救生等功能，全长53.84米，质量为480吨，它的发射技术是世界上最可靠、最安全的运载火箭之一。发射场系统：主要任务是飞船与火箭的总装和测试以及发射的准备，实施载人飞船的发射，成功发射了第一颗人造卫星的酒泉发射中心建设了新的载人发射场，采取垂直总装，垂直测试，垂直运输以及远距离发射控制测试的先进测发模式，大大缩短了大型发射产品在发射前的准备时间。测控通信系统：主要任务是载人航天飞行的测量和控制，载人航天飞船测试图象接收和航天员通话等的通信要求，在我国原有的卫星测控码的基础上，现在具有运用国际通行联网的统一测控码的设备，形成了由北京、东风、西安三个测控中心，十多个地面测量站以及远望航天测量船组成的陆海空新的载人航天测控网。着陆场系统：主要任务是回收飞船返回舱和搜救航天员，在内蒙古自治区东部建设了主着陆场，在载人航天发射塔附近建设了副着陆场，同时在飞船航行下的酒泉、银川、榆林、邯郸、连云港、黄海、东海等设立了六个救生区，就是异样的情况下，航天员也能平安地返回。

这是一个阵容庞大的科技军团，这是一个由数千个单位，数千万个人参与的的造福工程，可以与之比较的大概是2000年前我们的祖先造的万里长城，但这次是要把长城建造在天上。在中国航天人默默地静悄悄地干了近十年，在老百姓兴奋地期待了近十年期间，按照预定的时间表，中国载人航天终于要撩开神秘的面纱，经过一次次轰轰烈烈的神秘飞行，在把航天员送入太空之前要进行一系列无人试验，目的是反复考核检验工程方案，改进飞船和完善发射程序。“严肃认真，周到细致，稳妥可靠，万无一失”多年以来，中国的航天人一直严格遵循着已故周恩来总理制定的这条工作原则，在载人航天工作中，把江泽民提出的“一丝不苟，分秒不差，安全至上，可靠第一”的原则一一落实到位。1999年11月20日，神舟飞船实行了第一次无人航天飞行试验，实现了我国载人航天重要的突破，2001年1月10日，第二次无人飞行试验，把基本型的载人飞船神舟2号送入了太空，全面考核了载人航天飞行的各个重要环节和全系统工作的协调性和匹配性，此后又发射了神舟3号和4号无人飞行试验，进行了实战考核，为首次载人飞行奠定了坚实的基础。

与前苏联和美国相比较，苏联加加林飞行之前，进行了前后7次的试验，美国则进行了17次无人飞行和2次亚轨道飞行，而我们仅仅完成了4次无人飞行试验，即走到了载人航天飞行的门槛之前，这是多么了不起的成就，我们中国人在载人航天技术中迎头赶上来了。工程实施的11年来，先后研制了飞船和运载火箭产品，研制了空间摇感器设备，以及科学实验应用和大量的空间摇感信息和科学实验的成果，建成了载人航天发射场和陆海基载人航天测控信息网以及着陆场，完成了我国首批14名航天员的选拔培训，组成了飞船火箭飞行试验，飞船返回舱与整流舱脱离的试验，进行了各个系统的大型联合试验，并成功地实现了四次无人试验和首次载人航天飞行，用较短的时间和有限的投入，建立了独立的基本配套的载人航天工程体系。

天路漫漫

也许这个世界没有一个职业比航天员那样挑剔、从严，选拔歼击机飞行员已经成为是十分不容易了，在100多名的歼击机飞行员中才选出一名预备航天员，1995年10月，中国开始选拔首批航天员的工作，按照航天员的选拔要求，想成为一名航天员必须通过四个关：第一关是预先，对1500多人进行初步选拔，其中800多人进入下一关；第二关初选，在极其苛刻的标准下进行体检，择优入取60人，同时确定20人作为备选；第三关复选，入选者要在太空模拟场进行严格的考验，经过特殊生理功能检查和心理测试，仅有18至20人过关进入下关；第四关复审，通过对入选者全面系统排序，最终对12名合格者作为预备航天员加上两名教练的共14人，1997年5月，选拔工作完成，确定了14名预备航天员。1998年元月，组成了中国人民解放军航天员大队。然而，作为14名幸运的预选者在通往太空的道路还是十分地慢长，载人航天的综合性程度与其它尖端科学技术工程，它要求航天员要有相应的专业知识，强健的体质和高超的技能，去完成飞往太空的人。从预选载人航天员到执行载人航天这一过程，需要进行系统、全面、严格的训练，让我们的目光投向北京郊区这个仍然有着神秘的色彩的北京航天城，这里是航天员的摇篮，航天员选拔培训中心，中心具有选训医监医保等，以及模拟、超重训练，航天员体能训练场馆，野外救生训练场，航天员公寓等航天员工作、学习、训练、生活等设施，目前中心建设逐步与国际接轨，成为继俄罗斯的加加林航天培训中心和美国的休斯顿航天员培训中心之后，世界第三个航天员培训中心，中国航天员就是在这里踏上通天之路的。

成为一名合格的航天员需要进行哪些训练呢，训练可分为四个阶段，内容包括基础理论训练、航天专业技术训练、航天环境试验性训练、救生与生存训练、飞行程序和任务模拟训练等，完成这些训练内容一般需要四年的时间，约50个课目，每个课目均要进行严格的考核和考试，可以形象地说，这些起点均为大学学历的预备航天员在这里完成的是另一所特殊专业的大学学习，毕业后获得学位资格，才算拿到了通往太空的通行证。在航天员的训练项目中，最具航天特色的是航天环境训练，内容包括超重耐力训练、失重飞行训练、前庭功能训练以及各种应急训练，当返回地球时航天员将承受比自己重量多10几倍的压力。离心机训练是航天员训练超重最有效的形式，这种时速高达100公里/秒，可以让航天员感受到重力从胸部压受到肺部，脸被扯平，皮肤往耳朵方向拉平，即便在此刻，航天员还必须随时回答提问，保持敏捷的判断能力。失重中心训练是在抛物线飞行的大型飞机场进行的，让人体验到几十秒钟的失重感受。1998年我国派遣14名航天员赴俄罗斯航天中心进行失重飞机的飞行训练，使航天员体验在失重环境下，掌握失重环境下的操作技能。人类大脑中的前庭系统主要是在运动中保持自控能力，因为前庭功能强健，才能不至于晕车、晕船、晕飞机。然而，在这个高度旋转的转椅和秋千上，你还能保持镇定自若吗？在这种极限情况下，即便是航天员天旋地转，体内翻腾也是自然的反应，在日常生活中把晕车作为生大病的人，很难想象这种训练的严酷性。低压缺氧耐力训练，高空减压迅感训练、耳气压功能训练，是太空条件模拟训练人为设置的极限性魔鬼训练。体验飞行训练目的是让航天员保持仪表看图、领航等高空作业的能力，跳伞训练可提高航天员的心理稳定性和处理紧急情况的能力，前苏联联盟号飞船曾经有过一次飞船偏离正常轨道的着陆，航天员降落在西西柏利亚的原始森林里，那次的意外情况下，自主救生与野外生存训练对航天员是必不可少的，为此中国航天

员先后进行了沙漠生存训练和海上生存训练，通过发射前紧急处理训练，航天员掌握发射前发生的逃生技能，直升机搜救训练，也是搜救和生存训练的重要内容，飞行程序与任务模拟训练，俗称为走程序，是航天员训练的关键阶段，利用飞行模拟器航天员可以在类似飞船舱内熟悉正常飞行程序和各种应及故障模拟程序，通过这项训练，航天员可以基本掌握载人航天技术的操作和程序，可以更加巩固专业知识和技能。大型联合演练是航天员置身于真实环境的程序演练，1999年以来，航天员先后参加了神舟1号至神舟4号发射的实战演练，可以说除了随火箭点火一起飞空，航天员已经经受载人航天飞行程序的工作流程和技术操作，此刻激情饱满的航天员已是整装待发，时刻准备等着祖国和人民的挑选，代表民族去实行一个跨时代的伟大飞行。

一飞惊天

2003年10月，全世界都关注着刚刚庆祝完第54个国庆的中国，新华社发布了一条短短的消息，首次发射载人航天的工作已基本就绪，首次载人航天飞行将在15至17日择天进行。这一宣布平静从容，但是谁都感受到了它背后的自信，中国的航天员要上天了，即使是普通老百姓也感到这一消息是石破天惊的，全世界的记者开始忙碌起来，可以进入第一线的记者兴奋地开始了摩拳擦掌忙碌一场，谁都希望在这个重要时刻置身现场。我国首次载人航天飞行的基本方案是，载人航天飞船乘载一名航天员，正常飞行一天，绕地球飞行14圈，期间航天员按照地面规定指令完成操作和日常生活，为确保飞行的成功，中国载人航天部进行了周密的安排和精心的组织，2003年8月5日和8月23日，神舟五号飞船和长征二号F型发射火箭，分别运抵酒泉发射中心载人航天发射场，实行这次载人航天任务的神舟五号飞船，在发射塔进行了总装和组装测试及地面模拟飞行，完成了整船气密性检查和测控测试。长征2号F运载发射火箭，有四个助推器、一二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，火箭上部的逃逸塔和整流罩保护飞船的返回舱和整流舱，使火箭在发生意外时，可以让航天员安全地逃离，这一设计大大增加了载人航天飞行的安全性。运载火箭在总装测试厂房进行了总装，各个系统测试和全系统检查，飞船与火箭对接后，航天员参加了人、船、箭、地联合箭的检查，此后飞船进行了推助器加助和推进器加气。10月11日，船箭整体垂直运送至发射场，10月14日运载火箭开始加注推助器。北京、东风、西安三个指挥发射中心，东风、喀则等地面测控站，卡拉奇、马林迪、纳米比亚等布设在国外的地面测控站，以及四艘远望号测量船和全球通讯网将完成飞船的通讯、通话、测量的任务，经过多次任务联调和全区训练，已经具备任务的条件。飞船主着陆场也迎来航天大蓬车队，回收部队也已准备迎接航天员，各地的救生点也都安排好各自的救生点，做好了执行任务的准备，各个在国外执行应急准备的工作也作好了准备。直到最后才一起亮相的航天员把人们的好奇、观望统统推到了极至，从首批航天员中选出了杨利伟、瞿志刚、聂海胜组成了三人航天飞行的第一梯队，在实行飞行前的16小时，经过对三个进行的生理、心理测试情况，最后确定了杨利伟作为首位飞天航天员。杨利伟，38岁，中校军衔，辽宁绥远人，身高1.66米，体重66公斤，1998年入选中国航天员大队，他毕业于空军第八航校，飞行时间超过1300小时，为空军一级飞行员。在选拔航天员中，杨利伟的各级指标均为一级，令评选委员会全体专家叹服。10月15日清晨，载人飞船和发射火箭完成了各项准备，整装待发。北京时间9时整，激动人心的一刻终于来临，火箭飞行12秒后进入程序转换，120秒后逃逸塔分离，此后助推器分离，火箭一、二级分离，飞行200秒整流罩分离，460秒二级火箭发动机关机，587秒飞船与火箭飞离，飞船

入轨。根据测控中心传来的轨道数据，飞船飞行高度为近地面高度199.14公里，远地面高度为347.8公里，与赤道成42.4度夹角的椭圆形轨道，飞船飞过第五圈后，进行了转轨，进入离地面384公里的圆形轨道。通过传送过来的图象我们看到杨利伟安详平静，飞行过程中地面控制中心从传输过来的身体测试数据了解到他良好的生理状况，杨利伟在飞行过程中完成了各项指令，他还多次与地面通话，展示中国国旗和联合国旗帜，向全世界人民和全体中国同胞问候，向同一时刻在外空工作的外国同行问候，还在太空拍摄了美丽的地球图象，记录了自己的太空感受。中国载人飞船的飞天成功使国人自豪，构筑体现中华民族尊严的空中长城，展望未来任重而道远，随着伟大祖国的日益强盛，我们还想在航天这高科技领域继续进行不懈地探索和追求。未来十年我国的载人航天事业将实现以下主要目标：实现航天员出舱活动、具备进行在轨维修及空间操作有效载核实验的能力，通过交轨对接技术实现飞行器的空间交轨对接，为访问和照料空间实验室和空间舱管组合创造基本条件，研制并发射长期自留飞行和短期有人照料的空间实验室，并一次为空间平台进行空间对地观测及一系列科学实验和技术试验，上述任务完成后，中国的航天技术将达到更高的水平，跨上一个更大的台阶。

“且从嫦娥门前过，又到玉帝宫中游”，中华民族将不断谱写探索宇宙和平利用太空的展新篇章，为民族伟大复兴做出更大贡献。

现场问答：

宣教授：我们在学物理时开始是学运动学，咖利略做实验是在比萨斜塔和教堂做的实验，而现在是到太空去做实验，这就是21世纪，下面我想和大家探讨一个问题，就是刚才的资料片看到了哪些试验，以及这些实验和我们现在学的知识有哪些联系。一个是太阳能电池。还有一个是在模拟失重的飞行器里现场是怎么做的。这个失重的模拟就是一个平行的抛物运动，我国是运用俄罗斯的1684型飞机进行失重模拟训练的。还有一个问题就是哈勃太空望远镜，运到太空后，发现了它的分辨率降低了，因为镜面的设计上存在着问题，那么就要进行了修正，修正的过程在航天上的怎么进行的，就是在水上进行失重训练的，因为浮力与重力是平衡的，这也是一种失重，总之物理学在各方面各领域都有，我们要做个有心人来多学习，这样学习才能真正有用的，它可以激励大家的思维。

问：现在进入黑障区时还只能默默地等待，还没有解决的方法？

答：黑障区是存在的，飞船返回过程中都要经过大气层，这就是黑障区，是始终存在的，由于高热等离子反应，会使氢核巨变，就是在再次进入大气层时摩擦高温，而形成的等离子。

问：隐型飞机的等离子技术与刚才说的航天等离子技术有多大的区别？

答：我是这样想的，关于隐型飞机的问题，电磁波过来，它周围的等离子体把电磁波全部吸收，也就是电磁波没有反射回来我就没法探测到隐型飞机，原理就是这样的，这是一种形式。还有一种形式是飞机外面有一种多层模，把电磁波吸收掉，就是这样一种形式。

问：飞船在飞行时，航天员在里面坐的姿势是怎么样的？飞行过程中要进行变轨飞行，是怎么样的？

答：变轨技术是一个新型技术，具体变轨技术和我们中学中所出的一些习题是

有一定的差距的，具体变轨技术是非常复杂的，是一个非常复杂的技术。