伍小明

2012年5月22日。美國(guó)成功發(fā)射一艘小型太空飛船，引起全世界關(guān)注。這是一艘什么樣的飛船呢？

“龍”飛船的結(jié)構(gòu)

這次成功飛行的太空飛船叫“龍”飛船。外觀呈子彈狀，立在地上有兩層樓高。約6.1 m。最粗的地方直徑約3.7 m?！褒垺憋w船內(nèi)部空間有近10 m³。設(shè)計(jì)有可以坐7個(gè)人的座位。另外還有寬大的貨艙。雖然是小型飛船，它的容積還是很大的，如圖1。

目前全球有三種飛行器

目前全球在太空飛行并攜帶貨物或航天員的飛行器總共有三種。第一種是太空飛船，它通常在太空停留時(shí)間很短。從幾天到十幾天。如果是載物，大多數(shù)是將貨物送到空間站或預(yù)定軌道后。飛船墜入大氣層燒毀：如果是載人?？隙ㄒ踩厥?。第二種是航天飛機(jī)?？梢远啻瓮挡y帶物品和航天員。它也是我們平時(shí)說(shuō)的太空穿梭機(jī)。美國(guó)共研制了5艘。借助火箭發(fā)射升空。像飛機(jī)一樣降落。第三種是空間站。在太空長(zhǎng)期飛行。是人類(lèi)在太空的工作站。

“龍”飛船之所以引起全世界關(guān)注。關(guān)鍵是“龍”飛船是世界上第一艘由私人公司開(kāi)發(fā)、發(fā)射。并成功回收的飛行器。另外。它是目前唯一一種能夠?qū)⑽锲穾Щ氐呢涍\(yùn)飛船（以前的貨運(yùn)太空飛船都是將貨物送到空間站后。返回時(shí)不帶貨物，在大氣層中燒毀，不能進(jìn)行回收利用）。在這次太空飛行過(guò)程中?！褒垺憋w船與國(guó)際空間站成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)接。為國(guó)際空間站帶去了超過(guò)500 kg的貨物，并帶回近600 kg國(guó)際空間站的物資。

“龍”飛船的“出生”

同學(xué)們肯定很奇怪。一艘美國(guó)的飛船。怎么會(huì)有一個(gè)很中國(guó)化的名字呢？

“龍”飛船是由美國(guó)SpaceX太空探索公司研發(fā)的。該公司的創(chuàng)始人艾隆。馬斯克是個(gè)典型的美國(guó)創(chuàng)業(yè)者。他在進(jìn)入斯坦福大學(xué)攻讀學(xué)位的第二天就退學(xué)，不久就創(chuàng)立了網(wǎng)絡(luò)支付公司貝寶（PayPal）（中國(guó)的支付寶與之類(lèi)似），成為億萬(wàn)富翁之后轉(zhuǎn)而投向私營(yíng)航天事業(yè)。在SpaceX成立之初。許多批評(píng)家認(rèn)為馬斯克不可能成功。馬斯克為了表示自己的雄心壯志。就給自己公司研制的飛船取了一個(gè)充滿霸氣的名字——DRAGON，譯成中文就是“龍”。

“龍”飛船的成功并不是一帆風(fēng)順的。2006年3月24日，“龍”飛船“獵鷹”1號(hào)進(jìn)行處女航時(shí)。升空僅25 s。燃料泄漏，隨即發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障?；鸺龍?bào)廢。之后的兩次試航同樣以慘敗告終。但艾隆。馬斯克始終堅(jiān)持自己的夢(mèng)想，終于。在2008年9月28日?！矮C鷹”1號(hào)成功地進(jìn)入了預(yù)定軌道！

“神舟”飛船與“龍”飛船的不同

我們中國(guó)目前已經(jīng)發(fā)射了一系列的“神舟”飛船。美國(guó)的“龍”飛船和我國(guó)的“神舟”飛船有什么不同呢？外觀上。“龍”飛船比“神舟”飛船更大一些。“神舟”飛船可以乘坐3名航天員，“龍”飛船設(shè)計(jì)可以坐7人，它還可以攜帶約500 kg貨物。再有。它的發(fā)射成本比“神舟”飛船低。“龍”飛船的成本是1.2億美元。約合7.5億元人民幣：“神舟”飛船的官方報(bào)道成本是9億元人民幣?！褒垺憋w船同收過(guò)程沒(méi)有“神舟”飛船安全。現(xiàn)在“龍”飛船的回收方式是讓它墜入海洋。再進(jìn)行打撈：“神舟”飛船是直接存陸地著陸。這對(duì)技術(shù)要求更高。也增加了成本。

飛船是如何“飛入”太空的

飛行器這么重的東西是怎么“飛人”太空的呢？目前是使用多級(jí)火箭將飛船送入太空的！

要將飛行器送上太空?；鸺w到離地面200 km外的地方。速度最少要達(dá)到7.9 km/s?；鸺秊槭裁茨茱w得那么快呢？我們知道，燃料產(chǎn)生的熱量越多。噴射氣體的速度越快，產(chǎn)生的推力就越大?？茖W(xué)家計(jì)算過(guò)。一般火箭燃?xì)獾膰娚渌俣燃s為2 km/s。當(dāng)燃料的質(zhì)量是火箭凈質(zhì)量的1.72倍時(shí)，火箭的最終速度等于氣體的嗩射速度，如果要使火箭的最終速度達(dá)到氣體噴射速度的2倍。3倍。那么就要相應(yīng)地增加燃料?？墒侨剂弦辉黾樱鸺捏w積、質(zhì)量也就隨之增加，而用同樣的力推動(dòng)輕重不同的物體，其速度是不一樣的。怎么解決增加燃料又不過(guò)多地增加火箭質(zhì)量的矛盾呢？科學(xué)家想出了一個(gè)絕妙的辦法。就是把火箭做成一級(jí)一級(jí)的，每一級(jí)都有燃料，燒完一級(jí)就扔掉一級(jí)，這樣火箭就越飛越輕。速度也越來(lái)越快。再加上離地球越來(lái)越遠(yuǎn)。地球引力和空氣阻力都隨之減小等其他因素?；鸺阌辛顺咚俣?，最終將飛行器送入預(yù)定軌道。

有了速度是不是就行了呢？不是！由于地球表面有大氣層，高速飛行的火箭和飛行器跟空氣發(fā)生摩擦。會(huì)在飛行器表面產(chǎn)生超過(guò)1000℃的高溫。因此要對(duì)火箭和飛行器進(jìn)行保護(hù)。通常是在火箭和飛行器外面用整流罩包著。但如果飛行器要返回地球。還要考慮飛行器回來(lái)經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)產(chǎn)生的高溫。比如。我國(guó)“神舟”五號(hào)載人飛船的返回艙表面就涂有一層叫做“燒蝕層”的物質(zhì)。它在返回大氣層的過(guò)程中可以升華吸熱，保護(hù)返回艙不因高溫而燒毀。

目前許多國(guó)家都在積極探索太空。為人類(lèi)尋找更多的資源和生存空間。不斷開(kāi)發(fā)各種飛行器。我同太空開(kāi)發(fā)雖然進(jìn)步很快。但跟其他國(guó)家相比還有很大差距。希望同學(xué)們熱愛(ài)太空探索事業(yè)，好好學(xué)習(xí)。將來(lái)投身到太空事業(yè)中。讓我們國(guó)家的飛船在太空飛得更遠(yuǎn)。

責(zé)任編輯 程哲

本期《嘟嘟闖關(guān)記》參考答案

1、不透明物體吸收其他顏色的光，其顯示的顏色為反射光的顏色：透明物體的顏色為透過(guò)它的色光顏色。紅色透明玻璃紙透過(guò)的色光為紅色。藍(lán)花和綠葉只能反射與它們顏色一樣的色光，吸收其他顏色的色光，所以藍(lán)花和綠葉均顯示為黑色。紅花依然鮮紅。

2、在陽(yáng)光下，黑色的罐子與白色的罐子相比較。黑色的罐子吸熱本領(lǐng)大。自身的溫度高些；白色的罐子反射陽(yáng)光的本領(lǐng)大，吸熱本領(lǐng)小。自身的溫度低些。盲人就是根據(jù)這一原理來(lái)辨認(rèn)罐子的。

3、凹面鏡能把平行光線反射到它的焦點(diǎn)上，如果把小紙片放在它的焦點(diǎn)處。小紙片會(huì)被點(diǎn)燃。光路是可逆的，如果在焦點(diǎn)上放一個(gè)亮的光源。發(fā)出的光線經(jīng)凹面鏡反射后。就會(huì)變成平行光束射出去。手電筒、汽車(chē)燈上的反光罩就是利用凹面鏡的反射作用。將小燈泡發(fā)出的光線反射得很遠(yuǎn)。而且很亮。