一本殘缺的關(guān)于宇宙航天的科普讀物

1、一顆不平常的星星傍晚，天空藍(lán)得像一池清水，深得看不見底。太陽已經(jīng)接近西邊的山頭，好象一個鮮紅的大圓盤，顯得特別柔和，特別美麗。不一會，太陽漸漸沉入重迭的山背后去了。天空的(缺字若干)越來越深.去。這不是流星，流星從天空一劃而過，一會兒就不見了。這顆星星卻移動和很緩慢。它劃過整個天穹，最后消失在天邊。會不會是夜航飛機的燈光呢？不會的。夜航飛機有好幾盞燈，而且移動的速度比它慢。原來這是一顆人造的星星，是人類勞動和智慧的結(jié)晶。人造的星星是怎樣飛出地球去的？讓這鐘星星飛出地球去，必須克服哪些困難？人們能不能乘坐這鐘星星，到其他星球上去旅行？你一定很希望了解這些問題，甚至希望乘坐這鐘星星，到其他星球上去

2、旅行。那么，現(xiàn)在就讓我們來看一看，在飛出地球去的道路上，人們?nèi)绾芜~開了最初的幾步，今天還要怎樣繼續(xù)往前走吧！多級火箭登天的梯子飛機和氣球能不能飛出地球去？飛機和氣球都是空中的驕子。飛機是最快的空中旅行家，氣球是高空觀測的能手。它們幫助人們離開了大地，使人們能夠像鳥兒一樣在空中遨游。人們能不能乘著飛機或者氣球，一直向高飛，飛出地球，飛到月亮和其他星球上去呢？不能。為什么呢？我們先來看看，飛機和氣球為什么能夠在空中飛行吧！飛機有一對很大的翅膀，翅膀的上面微微有些彎曲，下面卻比較平。飛機前進(jìn)的時候，空氣從翅膀的前言流到后方。因為翅膀的上面和下面的形狀不同，從翅膀上面流過去的空氣比較快，壓在翅膀上的力

3、量就比較?。粡某岚蛳旅媪鬟^去的空氣的速度比較慢，頂著翅膀的力量就比較大。于是，翅膀下面的空氣就把飛機托起來了。氣球升到空中的道理與飛機不同。氣球沒有翅膀，卻有一個“大肚子”，肚子里裝滿了比空氣輕得多的氣體。所以整個握的比重，比空所還要輕。氣球比空氣輕，自然就被空氣托起來了，就好像把木塊按到水底下，木塊會被水托上來一樣。所以飛機也好，氣球也好，都是依靠空氣托著往上升的?？諝庠降礁咛幵较”　Ｄ憧催^電影把紅旗插上珠穆朗瑪峰吧！登山運動員都背著一個氧氣筒。這就是因為珠穆朗瑪峰很高，山上的空氣太稀薄，不夠人們呼吸用的。所以登山運動員得自己把氧氣帶去。珠穆朗瑪峰高8882米，還不到9公里，山上的空氣已經(jīng)這

4、樣稀薄了。在20公里的高空，空氣的密度只有地面的十三分之一；在40公里的高空，只有地面的三百分之一；在100公里的高空，只有地面的一百五十萬分之一?？諝馓”?，力量很小，就托不動飛機，也托不動氣球了。到目前為止，飛機最高升到34公里多，氣球最高升到40公里。要它們再往上升，看來是很困難了。你一定知道，星際空間根本沒有空氣。飛機和氣球離開了空氣就不能飛行，因此人們就不可能指望乘坐飛機或者氣球飛到其他星球上去了。人們必須尋找別的工具，尋找不依靠空氣就能飛行的工具。炮彈哪里去了？什么東西不需要空氣就能飛行呢？人們想到了炮彈。炮彈被火藥推出了炮筒，它就會飛到空中去，不需要空氣的幫助。這時候，空氣不但不

5、給炮彈幫忙，反而要阻擋它，使它的飛行速度逐漸減慢。要是在真空的環(huán)境里，炮彈沒有了空氣的阻力，還可以飛得更遠(yuǎn)?？磥?，炮彈真是飛向星際空間去的好工具。那么炮彈到底能不能飛出地球去呢？17世紀(jì)，歐洲就有兩個人做了這樣的試驗。一個是僧侶，名叫麥爾森，一個是軍人，名叫普奇。他們把一門大炮端端正正地豎起來，炮口正對了天頂。他們想：這樣打出去的炮彈如果落回來，一定會落在炮筒里；如果不落回來，就說明炮彈已經(jīng)飛出地球，飛到宇宙空間去了。他們試驗了好幾次，結(jié)果都一樣，射出去的炮彈都沒有落回來。他們得出了一個結(jié)論：炮彈的確是飛到宇宙空間去了。19世紀(jì)，法國科學(xué)幻想小說作家儒勒凡爾納寫了一本小說從地球到月亮。在這本小

6、說里，也肯定炮彈是能飛出地球去的。凡爾納是這樣寫的：美國巴爾的摩有一個炮兵俱樂部。有一天，炮兵們產(chǎn)生了一個奇怪的念頭。他們想，能不能坐著炮彈飛到月亮上去呢？他們于是動手建造一門特殊的大炮。這座大炮口徑有3米，長300米。炮彈是鋁做的，彈殼厚30厘米，里面坐了三個人。大炮轟的一聲，就把坐在炮彈飛船里的人送到月亮上去了。麥爾森和普奇的炮彈，真的飛出地球去了嗎？巴爾的摩炮兵俱樂部的炮彈飛船，真的能飛到月球上去嗎？不，這是不可能的。麥爾森和普奇的炮彈肯定落到地面上來了，巴爾的摩炮兵俱樂部的炮彈也肯定到不了月球。我們都有這樣的經(jīng)驗，我們往天上扔石子，不管扔得多高，石子一定會掉下來。炮彈盡管飛得比石子高得

7、多，最后也還是會掉下來的。那么，麥爾森和普奇為什么沒找到他們打出去的炮彈呢？他們沒有考慮空中總有些風(fēng)，會把炮彈吹向一旁；再說，他們的炮筒也不見得和地面完全垂直。炮彈飛得很高，方向稍稍歪一點兒就會偏得很遠(yuǎn)。所以他們的炮彈一定落到比較遠(yuǎn)的什么地方去了。為什么石子和炮彈一定會落到地面上來呢？這是地球把它們拉回來的。地球有一股巨大的力量，它使勁地把一切東西往下拉。這股力量就是地球引力。地球引力還使從空中掉下來的東西越掉越快，每過一秒鐘，使它的速度每秒鐘9.8米。所以一件東西從空中掉下來，在第一秒鐘內(nèi)，落下4.9米；第二秒鐘內(nèi)，又落下了14.7米；第三秒鐘內(nèi)，再落下24.5米.同樣地，對于正在上升的東西

8、，地球引力也把它往下拉，使它越升越慢，每過一秒鐘，使它上升的速度減低每秒鐘9.8米。炮彈剛射出炮口，它的速度大約是每秒鐘1公里，以后系于這一秒鐘，速度就減低每秒鐘9.8米，過了大約100秒鐘，它的速度就減到0了。這時候，它就不能再往上升，反而回過頭來往下掉，而且越掉越快，最后落到地面上來。麥爾森和普奇的炮彈的結(jié)局就是這樣，凡爾納幻想中的炮彈飛船，也決不可能變成現(xiàn)實。要飛出地球去，必須想辦法克服地球引力。牛頓的大炮17世紀(jì)，英國有個科學(xué)家叫牛頓，他已經(jīng)想到了克服地球引力的辦法。在一本書里，他寫了這樣一段話：“如果在山頂架起一門大炮，用火藥的力量把一顆炮彈平射出去，炮彈在落到地面以前，會沿著一條曲

9、線飛過一段距離。如果沒有空氣的阻力，我們使炮彈的速度增加一倍，它飛行的距離也差不多增加1倍；如果速度增加10倍，飛行的距離也會增加10倍。只要增加速度，就可以隨意增加飛行的距離。因此，只要把速度加大到一定程度，就可以使炮彈繞著地球轉(zhuǎn)，甚至飛入宇宙空間，直到無限遠(yuǎn)。”這就是說，只要有足夠的速度，炮彈就可以環(huán)繞著地球飛行，而不掉到地面來。也就是說，加快速度可以克服地球引力。為什么有了足夠的速度，就可以克服地球引力呢？前面說過，在空中飛得的東西，被地球引力拉著往下掉，在第一秒鐘內(nèi)，它要往下掉4.9米。我們知道，地球是球形的。要是炮彈飛得很快，盡管在第一秒內(nèi)，它掉下了4.9米，而在它飛過的這一段路程上

10、，地面也向里彎了4.9米。結(jié)果，炮彈同地面的距離仍然沒有改變。我們看一看附圖就很清楚了。炮彈原來在A點，A點距離地面200公里。如果沒有地球引力，1秒鐘以后，它應(yīng)該飛到B點。可是地球引力把它拉下4.9米，所以它實際上飛到了D點。D點比A點低了4.9米，可是D點下面的地球比A點下面的地面也向里彎了4.9米，所以D點和地面的距離仍然是200公里。這樣，雖然炮彈不斷往下掉，可是它始終掉不到地面上來，只好像月亮一樣，老是環(huán)繞著地球轉(zhuǎn)圈子，成了地球的一顆衛(wèi)星一顆人造的衛(wèi)星。三個宇宙速度牛頓的假想，引起了許多科學(xué)家的興趣。科學(xué)家算了了算，炮彈究竟要飛得多快，才能環(huán)繞著地球不斷地轉(zhuǎn)圈子。原來速度要求非常高，

11、至少得每秒鐘7.9公里。每秒鐘7.9公里，這個速度叫環(huán)繞速度，也叫第一宇宙速度。要是炮彈飛得更快一些，會發(fā)生什么情況呢？炮彈飛得越快，它轉(zhuǎn)的圈子就越大。當(dāng)它的速度達(dá)到每秒鐘11.2公里的時候，地球的引力就拉不住它了。也就是說，它擺脫了地球的引力，真的飛出地球去了。每秒鐘11.2公里，這個速度叫做脫離速度，也叫做第二宇宙速度。炮彈達(dá)到了第二宇宙速度，擺脫了地球引力，是不是就可以隨意亂跑呢？不成，還有太陽的引力在拉著它。它只能跟地球、金星、火星等行星一樣，環(huán)繞著太陽轉(zhuǎn)圈子，成了太陽的一顆行星一顆人造的行星。要使炮彈擺脫太陽的引力，還得加快它的速度，科學(xué)家計算了一下，至少要達(dá)到每秒鐘16.7公里。每

12、秒鐘16.7公里，這個速度就叫做第三宇宙速度。炮彈如果能達(dá)到這個速度，就可以飛出太陽系，飛到無邊無際的宇宙深處去了。你瞧，速度在這里有多么重要??！每秒鐘7.9公里，這是不讓地球引力拉下來的最起碼的速度?？墒菍嶋H上，普通炮彈射出炮口的時候，它的速度只有每秒鐘1公里左右，相比之下還差得遠(yuǎn)著哩。能不能使炮彈的速度達(dá)到每秒鐘7.9公里呢？要這樣做，只有兩條路可以走：一條是使炮彈射出炮口的時候，速度達(dá)到每秒鐘7.9公里；另一條是在炮彈射出炮口以后，使炮彈的速度逐漸加快到每秒鐘7.9公里。你一定知道，炮彈是靠裝在炮膛里的火藥爆炸的力量推出炮口來的。要使炮彈射出炮口的時候，速度增加近7倍，就得用一鐘非常猛烈

13、的火藥。這鐘火藥現(xiàn)在還沒有找到，看來將來也不可能找到。那么，能不能在炮彈飛出炮口以后，逐漸加快它的速度呢？這也辦不到。炮彈本身沒有動力裝置，也不帶燃料。它射出炮口來的時候速度有多快，以后至多只能保持這個速度。所以人們要飛出地球去，必須找到另一鐘飛行工具。這鐘飛行工具得具備兩個最基本的條件：第一個條件，它飛行的時候，不依靠空氣。也就是說：它能夠在真空的環(huán)境中飛行。第二個條件，它本身有動力裝置，帶得有燃料。在飛行的時候，它自己能夠逐漸加快速度。有沒有這們的飛行工具呢？有。我們在春節(jié)里玩的鉆天，就是這樣一鐘飛行工具。鉆天鉆天是一鐘拴著一根細(xì)秫秸的爆竹，有的地方管它叫“起花”，也有的地方管它叫“九龍”

14、。你點著了鉆天的藥線，它就向后噴出一串火花，嗤的一聲，鉆到天空里去了。鉆天是靠什么飛上天去的呢？鉆天里裝滿了火藥。火藥燃燒的時候，就生成大量的氣體。這些氣體從鉆天下面的口子往外噴，就把鉆天推到天空里去了。為什么朝下噴的氣體，卻能夠把鉆天向上推呢？你坐過小木船吧？上岸的時候，你用腳使勁把船頭往后一蹬，就跳上了岸?？墒谴兀看雇肆?，離開了岸邊。船倒退，是你蹬得它倒退的；你跳上了岸，卻是船把你推上岸來的。原來在你用腳使勁蹬船頭的時候，同時產(chǎn)生了兩股力量：一股叫作用力，就是你蹬船頭的力量；一股叫反作用力，就是船把你推上岸的力量。作用力和反作用力是同時產(chǎn)生的，它們的大小相同，方向恰好相反。還可以做個實

15、驗，你把船劃到湖中央，停住了，再拿起一塊大石頭，使勁朝頭面扔過去，船也會朝后面退一段路。這時候，你扔石頭的力量是作用力，石頭同時也推你的手，這股力量就是反作用力。你坐在船上，跟船連在一起，所以船就被推得往后退了。你也許會問：作用力和反作用力既然大小相同，為什么石頭扔出去那么遠(yuǎn)，而船只退后了一點點呢？因為石頭比船輕得多。用同樣大小的力量，扔輕重不同的兩件東西，當(dāng)然輕的東西要扔得遠(yuǎn)些。鉆天就是被朝下噴的氣體所產(chǎn)生的反作用力推到天空中去的。它完全不需要空氣幫它的忙。那么，為什么鉆天到末了仍然要掉下來呢？你一定能夠回答：還是因為速度不夠。要知道，鉆天的速度達(dá)到最快的時候，也還趕不上炮彈吶！可是我們別忘

16、記，鉆天跟炮彈不同，它本身有動力裝置，還帶著燃料火藥。我們只要在動力裝置和燃料上打主意，就可以使鉆天加快速度?，F(xiàn)代的火箭就是根據(jù)鉆天的原理制造的?；鸺旧碛袆恿ρb置，還帶著燃料。燃料點著以后，就產(chǎn)生一股氣體，從朝下的噴口噴出來。把火箭推上天空去的，就是這股氣體噴出來的時候產(chǎn)生的反作用力。當(dāng)然，火箭的構(gòu)造比鉆天復(fù)雜得多。下面就讓我們來看看，火箭的高速度是怎樣得到的吧！為高速度而奮斗前面說過，一件東西要達(dá)到每秒鐘7.9公里的速度，才能繞著地球轉(zhuǎn)圈子，不致于被地球引力拉下來。但是實際上，這個速度還是不夠的。因為地球外面包著很厚的一層空氣?；鸺┻^這層空氣的時候，就會受到空氣的阻擋，速度會逐漸降低。因

17、此火箭要空過空氣層，繞著地球轉(zhuǎn)圈子，至少得有每秒鐘9公里的速度才行。火箭怎樣才能在穿過空氣層之前，達(dá)到每秒鐘9公里的速度呢？也許有人會說：這有什么難辦，只要讓火箭多帶一些燃料。燃料不斷地燃燒，火箭就不斷地噴氣，不斷地加快速度，到最后總能達(dá)到每秒鐘9公里的。這個辦法說起來簡單，實際上卻行不通。燃料必須裝在燃料箱里。要多帶燃料，就得用更大的燃料箱。燃料箱越大，火箭就變得越重?；鸺街?，要加快速度就越加困難。根據(jù)現(xiàn)代的技術(shù)條件來計算，火箭的空殼和其他各鐘裝備，至少得有燃料的五分之一重。到了這個限度，燃料的重量增加一倍，燃料箱和其它裝備的重量得相應(yīng)地增加兩倍；燃料的重量增加兩倍，燃料箱和其他裝備的重量

18、得相應(yīng)地增加兩倍。我們知道：用10斤的力氣扔一塊2斤重的石頭，不會比用5斤的力氣扔一塊1斤重的石頭扔得更遠(yuǎn)。結(jié)果燃料雖然增加了，火箭的速度卻并不能加快。那么能不能使火箭的空殼和其他裝備的重量再減輕一些呢？根據(jù)計算，用一般的燃料，使火箭達(dá)到每秒鐘9公里的速度，燃料的重量應(yīng)該等于火箭的空殼和其他裝備的重量的39倍左右。也就是說，一支1000公斤重的火箭，火箭空殼和其他裝備的重量就能占到25公斤左右。雞蛋和蛋白和蛋黃的重量，只有蛋殼重量的11倍，而蛋殼已經(jīng)很薄，輕輕一一砸就碎了。如果燃料比燃料箱重39倍，這個燃料箱一定薄得像紙一樣，怎么還能裝燃料呢？何況火箭還必須有發(fā)動機、控制儀器等其他裝備呢？所以

19、要使火箭達(dá)到繞地球轉(zhuǎn)圈子的速度，還得另找出路。出路終于找到了，這是俄羅斯偉大的科學(xué)家齊奧爾科夫斯基的功績。他第一個想出了火箭列車的設(shè)計。這鐘火箭列車能夠用來加快宇宙飛船的速度，使它不但能達(dá)到第一宇宙速度，繞著地球轉(zhuǎn)圈子，成了一顆人造衛(wèi)生，還能達(dá)到第二宇宙速度，繞著太陽轉(zhuǎn)圈子，成為一顆人造行星，甚至達(dá)到第三宇宙速度，飛出太陽系，飛向無邊無際的宇宙空間。下面我們就來談?wù)?，火箭列車是怎么把宇宙飛船送到地球外邊去的?；鸺熊嚮鸺熊嚲褪怯蓭字Щ鸺B接在一起而組成的一支大火箭，所以也叫做多級火箭。為什么單獨一支火箭達(dá)不到宇宙速度，不能成為一艘宇宙飛船，而許多支火箭組成的多級火箭，卻能夠使宇宙飛船達(dá)到宇宙

20、速度呢？讓我們看一看，多級火箭是怎樣飛行的吧？多級火箭發(fā)射的時候，第一級也就是最下面一級先發(fā)動，把整個火箭推向空中，并且達(dá)到一定的速度。這時候，第一級火箭里的燃料燒完了，它就自動脫落，第二級火箭馬上跟著發(fā)動，繼續(xù)把火箭余下的部分向上推，并且繼續(xù)加快速度。等到第二級火箭里的燃料燒死完了，它也自動脫落，第三級火箭馬上跟著發(fā)動，也繼續(xù)把火箭余下的部分向上推，并且繼續(xù)加快速度。如果每一級火箭能夠加快速度每秒鐘3公里，那么到第三級火箭里的燃料燒完的時候，余下的部分的速度就達(dá)到了每秒鐘9公里。它穿過空氣層，受到了空氣的阻力，速度雖然得減小一些，但是也超過了每秒鐘7.9公里，所以能繞著地球轉(zhuǎn)圈子，不再掉下來

21、了。原來多級火箭所以能達(dá)到這樣高的速度，主要因為它在消耗了一部分燃料以后，就扔掉了一部分空殼和發(fā)動機等其他裝備，使余下的部分越來越輕。余下的部分越輕，繼續(xù)加快速度所需要的燃料就越來越少了。這真是一個絕頂聰明的辦法。所以多級火箭必須做得一級比一級小得多。例如有一支三級火箭，它的第三級，也就是最后一級里，裝著一個1噸重的宇宙飛船；火箭的外殼和其他裝備的重量跟它的運載物宇宙飛船相等，也是1噸；燃料的重量是火箭外殼的、裝備和運載物的3倍，即6噸，那么第三級火箭的總重量就有8噸。就是第二級火箭的運載物，如果第二級火箭外殼和其他裝備的重量也和運載物相等，是8噸，燃料的重量也是火箭外殼、和運載物的3倍，那么

22、這兩級火箭的總重量就是64噸。而這64噸重的兩級火箭，就是第一級火箭的運載物，第一級火箭的外殼、裝置和燃料跟運載物的重量的比例不變，那么整個火箭就應(yīng)該重512噸。要減小各級火箭的重量的比例，可以從改進(jìn)設(shè)計、材料、燃料等方面想辦法?？茖W(xué)家在這個問題上已經(jīng)花了不少心血，但是直到現(xiàn)在，發(fā)射一艘1.5噸重的環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船，所用的多級火箭還需要130噸重。多級火箭所以這樣重，主要因為它帶的燃料多。燃料要是帶得不夠多，它就不可能發(fā)出發(fā)射一艘宇宙飛船所需要的巨大的力量。蘇聯(lián)發(fā)射繞著地球飛行的東方一號宇宙飛船，所用的多級火箭，大約能發(fā)出2000萬馬力，力量跟50萬輛小汽車，或者1000架巨型噴氣式飛機

23、相當(dāng)。這樣一比較，你就不難想象發(fā)射宇宙飛船的多級火箭該有多么龐大了。齊奧爾科夫斯基早在幾十年前，就找到了飛出地球去的基本原理，并且指出多級火箭是飛出地球去的最好工具。但是為什么直到最近幾年，宇宙飛船才發(fā)射成功呢？找到了基本原理，只是像我們在行軍中找到了正確的前進(jìn)方向，并不等于已經(jīng)到達(dá)目的地。要達(dá)到目的地，我們還得一步一步向前走，翻過一座又一座的高山，跨過一條又一條的大河。人們在飛出地球去的道路上，正是這樣地闖過了一重又一重的難關(guān)，才獲得了初步的成功。下面我們就來講一講，人們在飛出地球去的道路上已經(jīng)闖過了哪些難關(guān)，今天還必須闖過哪些難關(guān)。在飛出地球去的道路上尋找燃料前面說過，火箭里的燃料點著以后

24、，就會向下噴氣?；鸺褪强繃姎獾姆醋饔昧ν粕咸炜杖サ摹？梢娙剂系暮脡?，會直接影響火箭的速度。所以人們?yōu)榱私o發(fā)射宇宙飛船多級火箭找燃料，就花費了不少心血。對于多級火箭來說，什么樣的燃料才算是好燃料呢？第一個條件是：燃料的單位質(zhì)量發(fā)熱量要高。如果有甲乙兩鐘燃料。在燃料的時候，1公斤甲燃料發(fā)出的熱量比1公斤乙燃料發(fā)出來的熱量多，那么甲燃料就更適合用在多級火箭上。為什么多級火箭需要單位質(zhì)量發(fā)熱量高的燃料呢？燃料的單位質(zhì)量發(fā)熱量高，燃料的時候產(chǎn)生的氣體的溫度就越高。氣體的溫度越高，它的體積就越膨脹。氣體越膨脹，從噴口噴出來的速度就越快。氣體噴出來的速度越快，產(chǎn)生的反作用力就越大，就能更快地使火箭上升的速

25、度加快。第二個條件是：燃料的比重要大，也就是說，單位質(zhì)量的體積要小。你一定知道，1公斤煤只有一小展示會，1公斤木柴也只有一小把，小公斤秫秸卻有一捆。燃料的比重越小，單位質(zhì)量的體積就越大，攜帶起來就越不方便?；鸺玫娜剂媳戎剌^大，燃料箱就可以做得小一些，整個多級火箭就可以做得小一些，輕一些。第三個條件是：燃料要比較穩(wěn)定。這就是要求燃料本身不容易爆炸；它對燃料處和動力裝置的腐蝕性要小，燃料的時候容易控制。此外，當(dāng)然還得要求燃料容易生產(chǎn)，成本比較低。那么，什么燃料符合這些條件呢？普通的火箭常常用火箭做燃料。但是把火藥用在發(fā)射宇宙飛船的多級火箭上，好象不大合適?；鹚幍膯挝毁|(zhì)量發(fā)熱量還不夠高，燃料后噴出

26、來的速度只能達(dá)到每秒鐘1500-2000米。火藥還有個很大的缺點，它一點著以后，往往在幾秒鐘內(nèi)就燒完了，很不容易控制，不能很平穩(wěn)地把多級火箭推上天空去。為什么火藥燃燒的時候不容易控制呢？我們知道，燃燒就是劇烈的氧化。燃燒的時候必需有能夠氧化的東西，也必需有供給氧氣的東西?；鹚幚锿瑫r含有這兩鐘東西，所以一點著就猛烈地燃燒起來，一剎那間就全部燒完了。固體的燃料一般都有這樣的缺點，所以許多科學(xué)家都主張不給多級火箭裝固體燃料，而裝液體燃料。多級火箭用的液體燃料是把可以氧化的東西和供給氧的東西分開來貯存的。舉個例子來說，能夠氧化的東西是酒精，供給氧的東西是液態(tài)氧，它們分別貯存在兩個燃料箱里。它們各自通過

27、管流向燃燒室，在燃燒室里混合之后才開始燃燒，所以只要把管子一關(guān)斷，燃燒就立刻停止。當(dāng)然也可以把管子開大一些或者關(guān)小一些，控制燃燒的進(jìn)行。多級火箭最常用的液體燃料有酒精和液態(tài)氧；還有汽油和硝酸，在這里能夠氧化的是汽油，供給氧的是硝酸。這兩組燃料的單位質(zhì)量發(fā)熱量都比火藥高，噴氣速度可以達(dá)到每秒鐘2600-2800米。并且這些燃料的價錢都比較便宜。多級火箭也可以用液態(tài)氫和液態(tài)氧做燃料，在這里能夠氧化的是液態(tài)氫；還可以用液態(tài)氫和液態(tài)氟做燃料，這里雖然沒有氧，但是氫和氟化合的時候，也會發(fā)出很多熱量，情形和氧化一樣。這兩組燃料的噴氣速度可以達(dá)到每秒鐘4000米?？梢砸簯B(tài)氫和液態(tài)氟都有很大的缺點。液態(tài)氫的比

28、重太小，只有水的十五分之一左右。用液態(tài)氫用燃料，需要很大很大的燃料箱，這就增加了多級火箭的體積和重量。液態(tài)氟的腐蝕性太強，不容易找到合適的材料來做它的燃料箱和動力裝置。固體燃料雖然有許多缺點，但是也有一個重大的優(yōu)點：它所需要的火箭結(jié)構(gòu)比較簡單。因此，現(xiàn)在有些科學(xué)家又在打它的主意，看看它的缺點有沒有什么辦法彌補?，F(xiàn)在，多級火箭雖然已經(jīng)把宇宙飛船送到空中去了，人們?yōu)樗鼘ふ沂赖娜剂瞎ぷ鬟€在繼續(xù)進(jìn)行。戰(zhàn)勝高溫你看見過流星嗎？它在天空里一劃而過，留下一道耀眼的亮光。流星是在宇宙間游蕩的小石塊或者小鐵塊。它們離地球近的時候，受到了地球的引力，就飛快地落到地球上來。在穿過空氣層的時候，它們不斷地跟空氣

29、分子碰撞，因而溫度不斷升高，結(jié)果燃燒起來，發(fā)出一道雪亮的光。多級火箭在上升的時候，要穿過空氣層，宇宙飛船從天外歸來，也要穿過空氣層，它們會不會碰到同樣的遭遇呢？多級火箭的問題倒還不太嚴(yán)重，因為它上升的速度是逐漸加快的。在空氣稠密的低空里，它飛得還比較慢，等到速度加快，它已經(jīng)到了空氣稀薄的星際空間去了。它的溫度還不至于升得太高。宇宙飛船返回地面的情形就嚴(yán)重得多。它從天外歸來進(jìn)入空氣層的時候，速度還有每秒7.9公里左右。而且越接近地面，空氣越加稠密，它的溫度就會越升越高。如果事先沒有防御，它就會像流星一樣，發(fā)出一道雪亮的光，燒成了灰。據(jù)計算，宇宙飛船穿過大氣層落到地面上，大約要花半個小時，它如果不

30、燒毀，表面的溫度可能達(dá)到攝氏5000度。攝氏5000度，這是多高的溫度呀！太陽表面的溫度也只有攝氏6000度。宇宙飛船如果沒有特殊的防護(hù)，要既不燒毀又熔化是不可能的。為了使多級火箭安全地穿出空氣層，為了使宇宙飛船安全地回到地面上來，人們想了許許多多的辦法。第一個辦法是找出耐高溫的材料來做多級火箭和宇宙飛船的外殼。鋼在這里是不中用的，它到了攝氏1400度就熔化了。白金算是比較難熔化的材料，但是到了攝氏1700度以上也要熔化。鎢要到3380度才熔化，電燈泡晨的燈絲就是用鎢做的?？墒请姛襞菀宦猓瑹艚z一下子就燒斷了?？梢婃u在空氣中很容易燒毀。這些金屬都用不上，人們就想到了合金。合金是兩鐘或兩鐘以上的

31、金屬熔成的新金屬。古代的青銅器，就是銅和錫的合金鑄成的。合金的性質(zhì)和原來的金屬不同，有的會更加堅固，經(jīng)得住更高的溫度。鎢是最難熔化的金屬，到了攝氏3380度也要熔化，而某些合金，竟經(jīng)得住攝氏5000度以上的高溫。多級火箭的外殼都是用耐高溫的合金做的。人們還想到用“灰”來做多級火箭和宇宙飛船的外殼?；沂侨紵院笊傻臇|西。前面說過，燃燒就是劇烈的氧化?；壹热皇且呀?jīng)氧化了的東西，就不怕它再氧化了。并且一鐘金屬的氧化物，往往比這鐘金屬經(jīng)得住高溫。例如鉛在攝氏658度就會熔化，而鉛燒成的“灰”-氧化鉛，卻要到攝氏2050度才會熔化。有沒有可以用來做多級火箭和宇宙飛船外殼的“灰”呢？有？這就是陶瓷。陶瓷

32、怎么是“灰”呢？我們這里所說的灰，實際上指的是金屬的氧化物。而陶瓷就是某些金屬的氧化物。當(dāng)然陶瓷有個很大的缺點，它很容易碰碎。人們就想，也許可以用制造搪瓷的辦法，用耐高溫合金做多級火箭和宇宙飛船的外殼，外面再敷上一層陶瓷，這樣的外殼就不怕氧化，也經(jīng)得住更高的溫度啦。為了使宇宙飛船在降落的時候能沖火燒關(guān)，還可以在它的外殼上涂一層特制的塑料。這些塑料在溫度高的時候就會蒸發(fā)。塑料在蒸發(fā)的過程中，會帶走許多的熱量，使宇宙飛船外殼的溫度不至于升得太高。人們還從多級火箭和宇宙飛船的外形上想辦法。我們知道，船的頭是尖的，這樣可以減少空氣的阻力。多級火箭和宇宙飛船的頭做得太尖卻沒有，因為又尖又細(xì)的頭特別容易熔

33、化和燒壞。所以火箭的頭應(yīng)該做得鈍一些，宇宙飛船的頭更應(yīng)該做成圓形的，這樣容易發(fā)散熱量。多級火箭飛行的時候，不僅外殼的溫度會升得很高，發(fā)動機裝置內(nèi)部的溫度也很高?；鸺龂姵龅臍怏w非常熱，溫度達(dá)到攝氏2000-3000度，燃燒室和噴氣口必須經(jīng)得住這樣的高溫。所以人們除了用耐高溫的合金來制造燃燒室和噴氣口，還給它們裝了一個“發(fā)汗壁”。你一定有這樣的經(jīng)驗，熱天出了汗，身子就覺得涼快一些。原來皮膚上的汗珠蒸發(fā)的時候，會帶走許多熱量。發(fā)汗壁就是根據(jù)這個道理設(shè)計的。發(fā)汗壁上布滿著極細(xì)的小孔，小孔里會不斷滲出冷卻液來。冷卻液蒸發(fā)的時候，就會被燃燒室和噴氣口內(nèi)壁的溫度降低。你看，為了戰(zhàn)勝高溫，人們又花費了不少心血

34、。戰(zhàn)勝嚴(yán)寒在20世紀(jì)初，有個英國人叫斯科特，率領(lǐng)了一個船隊到南極去考察。他們快要到達(dá)南極大陸，正準(zhǔn)備登陸，突然船上的油箱全崩裂了，汽油全漏光了。原來油箱焊口上的錫全變成了灰色粉末?？疾煲虼藷o法進(jìn)行，船隊只好掉轉(zhuǎn)頭，開回英國。錫怎么會變成粉末的呢？后來人們才發(fā)現(xiàn)，是寒冷在作怪。原來許多東西在溫度很低的時候，性質(zhì)會發(fā)生變化。南極雖然冷，還不過攝氏零下60-70度，多級火箭需要經(jīng)受的低溫可比南極低得多。我們在前面已經(jīng)說過，多級火箭常常用液態(tài)氧和液態(tài)氫做燃料。氧要到攝氏零下118.8度才能變?yōu)橐簯B(tài)，氫要到攝氏零下239.9度才變?yōu)橐簯B(tài)。因此，多級火箭的燃料箱必須經(jīng)得住嚴(yán)寒的考驗。宇宙飛船也是這樣，它在

35、星際空間飛行的時候，朝著太陽的半面雖然被曬得很熱，另外半面曬不著太陽，溫度卻會降到攝氏零下200度以下。在攝氏零下200度以下的時候，一些東西會發(fā)生什么樣的變化呢？那時候，橡皮口袋會硬得像一面銅鑼，敲起來當(dāng)當(dāng)當(dāng)響。雞蛋摔在地上，會像皮球一樣彈跳起來。鐵器會變得又酥又脆。你瞧，嚴(yán)寒也是多級火箭和宇宙飛船的大敵呢！要是不知道嚴(yán)寒的厲害，糊里糊涂地用鐵來做多級火箭的燃料箱，燃料箱一下就凍酥了，這多級火箭還怎么上得了天呢？人們動了許多腦筋，制成了一些比較不怕冷的特鐘合金，以及一些特別不怕冷的塑料，來戰(zhàn)勝嚴(yán)寒。人們還運用真空來隔絕寒冷。例如把燃料箱做成夾層的，像熱水瓶的膽一樣。這樣一來，燃料箱內(nèi)的燃料雖

36、然比冰還冷得多，燃料箱外的各鐘裝備的溫度卻不致于降得太低，不會受到嚴(yán)寒的傷害。在宇宙飛船里面，從而還裝了一鐘強迫空氣循環(huán)的裝置。這鐘裝置能把飛船里這半面被太陽曬熱的空氣，不斷地流到太陽曬不到的另外半面去，使火箭不致辭于半面太冷，半面太熱。嚴(yán)寒沒有擋住人們飛出地球的道路。但是為了戰(zhàn)勝嚴(yán)寒，人們也想盡了辦法。億步穿楊我國古代有個出名的射手，名叫養(yǎng)由基。據(jù)說，他能在百步以外，射穿一片楊樹的葉子。因此人們一直用“百步穿楊”來形容射擊的準(zhǔn)確?？墒?，要把宇宙飛船送到環(huán)繞地球飛行的軌道上，特別是送到月球或金星、火星等行星上，“百步穿楊”的準(zhǔn)確程度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。我們知道，養(yǎng)由基射楊樹葉子的時候，楊樹葉子是不動

37、的，養(yǎng)由基本人也是不動的，動的只是射出去的那支箭。把宇宙飛船送到月亮上，情形就大大不同了。我們知道，地球在動，它繞著太陽轉(zhuǎn)圈子，每秒鐘走30公里；月亮也在動，它繞著地球轉(zhuǎn)圈子，每秒鐘走1公里；宇宙飛船當(dāng)然得動，它離開地球的時候，速度在每秒鐘7.9-11.2公里之間。這就好象一個人站在一列飛馳的火車上，開槍射擊一只奔跑的野兔。這當(dāng)然要比百步穿楊困難多了?？茖W(xué)家們算了一下，發(fā)射宇宙飛船的時間如果比規(guī)定晚了一分鐘，宇宙飛船離開地球的速度如果比規(guī)定的差了每秒幾米，或者飛行方向比規(guī)定的偏了十分之一度，這艘宇宙飛船根本就到不了月球。月球還是離地球最近的星球，如果要把宇宙飛船發(fā)射到金星、火星或其他的行星上去

38、，準(zhǔn)確程度豈不是不僅需要超過百步穿楊，而且需要超過“億步穿楊”了嗎？星際空間實在太遼闊了，相比之下，星就顯得非常之小。我們把一只瓢蟲比作地球，那么整個太陽系所占的空間，就有一座大禮堂那么大。在這座大禮堂里，有幾只大大小小的甲蟲，或近或遠(yuǎn)地繞著禮堂中央的掛燈在轉(zhuǎn)圈子。這些甲蟲就是金星、火星等行星。至于從地球上發(fā)射出去的宇宙飛船，甚至不及一?；覊m大。在這種情況下，難怪發(fā)射宇宙飛船的準(zhǔn)確度要求極高了。宇宙飛船飛回地面，也需要很高的控制技術(shù)。在著陸以前，宇宙飛船先要繞著地球轉(zhuǎn)圈子，再打開噴氣機，使速度逐漸降低，才會斜著朝地面飛來。宇宙飛船進(jìn)入空氣層，速度已經(jīng)降低到一定程度，再張開幾個大降落傘，進(jìn)一步使

39、速度降低，然后慢慢著陸。在降落過程中，制動噴氣機什么時候打開，噴氣的力量該多大，采取什么角度進(jìn)入空氣層，都是十分重要的問題。如果制動噴氣機早打開了或者遲打開了1秒鐘，宇宙飛船著陸的地點就會跟預(yù)定的相差8公里；如果飛行速度相差了每秒鐘1米，宇宙飛船著陸地點就可能跟預(yù)定的相差幾十公里。如果降落的角度差了一點兒，宇宙飛船的著陸地點又會偏得很遠(yuǎn)。美國在1962年5月24日發(fā)射的“曙光7號”宇宙飛船，就因為降落的角度跟預(yù)定的差了一點兒，著陸的地點竟跟預(yù)定的相差了400公里。為了使多級火箭能把宇宙飛船送到環(huán)繞地球飛行的軌道上，或者送到飛向別的星球的軌道上，為了使宇宙飛船能安全地回到地面上來，或者在別的星上

40、著陸，在發(fā)射之前，都得先給它們規(guī)定好飛行的路線。多級火箭和宇宙飛船的飛行路線是科學(xué)家計算出來的。多級火箭必須按照規(guī)定的時間發(fā)射，按照規(guī)定的速度沿著計算好的路線飛行，才能完成預(yù)定的任務(wù)；宇宙飛船也必須這樣，才能預(yù)定的目的地。如果在飛行中偏離了預(yù)先計算好的路線，多級火箭和宇宙飛船就得校正飛行的方向，改變飛行的速度。怎么才能知道多級火箭和宇宙飛船有沒有偏離預(yù)先計算好的路線呢？那就得知道它們正在向哪個方向飛行，已經(jīng)飛到了哪里。星際空間是茫無邊際的。多級火箭和宇宙飛船在飛行中，是怎么辨別方向和位置的呢？下面我們就來談?wù)勥@個問題?？刂骑w行輪船在海洋中航行，是依靠羅盤儀和天上的星星來辨別方向和位置的。羅盤儀

41、上有一磁針。磁針由于地磁的作用，總是一端指南，一端指北。跟磁針一對照，就知道輪船在向哪個方向航行了。多級火箭和宇宙飛船可不可以用羅盤儀來辨別方向呢？不能。因為離開了地球，地磁對磁針的作用消失了。羅盤就不能再指示方向。我們能不能制造另外一種儀器，它像羅盤一樣，永遠(yuǎn)指著一個方向呢？能夠。陀螺儀就是這樣的儀器。你玩過陀螺吧！把繩子繞在陀螺上，使勁一拉，陀螺就飛快地旋轉(zhuǎn)了起來。它中心的軸老是垂直地指著天。原來凡是飛快地旋轉(zhuǎn)的東西，它中心的軸老是指著一個方向。陀螺儀就是根據(jù)這個原理制造的。多級火箭和宇宙飛船在飛行的時候，除了依靠陀螺儀來辨別方向，還跟在海洋上航行的輪船一樣，利用星星來辨別自己在宇宙空間的

42、位置。對于星際飛行來說，星星也是最好的路標(biāo)。恒星離地球非常遙遠(yuǎn)，它們在天空的位置可以說基本上是不變的。多級火箭和宇宙飛船飛行的時候，只要認(rèn)定一兩顆恒星為基準(zhǔn)，隨時算出它們跟這一兩顆恒星所成的角度，就可以知道自己在什么位置上，是否按照預(yù)先計算好的路線在飛行。多級火箭和宇宙飛船還可以利用無線電波帶路。它們上面的無線電接收機，可以不斷接收從地球上發(fā)射的電波或者某些星球上自然發(fā)射的電波。根據(jù)這些電波傳來的不同方向和傳遞時間的長短，就可以確定飛行的路線是否正確。多級火箭和宇宙飛船如果偏離了預(yù)先計算好的路線，它們上面的自動控制系統(tǒng)就會進(jìn)行糾正。自動控制系統(tǒng)包括測量裝置、計算裝置和執(zhí)行機構(gòu)三個部分。測量隨時

43、測出飛行的方向、速度和在空間的位置。計算裝置隨時算出飛行的情況和預(yù)定的有什么不同，應(yīng)當(dāng)如何糾正。執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)計算結(jié)果，隨時開動有關(guān)的機器，調(diào)節(jié)速度，糾正方向，使多數(shù)火箭或宇宙飛船回到預(yù)先計算好的路線上來。除了自動控制系統(tǒng)，載人的宇宙飛船還可以由宇宙飛行員操縱飛行。還有一種留在地球上的操縱多級火箭和宇宙飛船的裝置。這種裝置叫“遙遠(yuǎn)控制裝置”。遙遠(yuǎn)控制裝置根據(jù)多級火箭和宇宙飛船發(fā)回來的無線電信號，就能測量出它們的飛行情況，如果發(fā)現(xiàn)它們偏離了預(yù)先計算好的路線，立刻向它們發(fā)出無線電信號，開動它們上面的執(zhí)行機構(gòu)，糾正它們的飛行。遙遠(yuǎn)的信息宇宙飛船飛出地球后，地球上的人還需要經(jīng)常跟它們聯(lián)系。地球上的人需要

44、隨時了解它的飛行情況，控制它們的飛行。它在星際空間搜集到的各種科學(xué)資料，也需要隨時向地球上的人報告。如果它離開了地球，就不能和地球上的人聯(lián)系，那么發(fā)射宇宙飛船就沒有多大意義了。人們靠什么跟宇宙飛船聯(lián)系的呢？靠無線電波。無線電波是一位忠實的看不見的傳信人。但是，人們用無線電波跟宇宙飛船聯(lián)系，并不是件容易的事。因為第一，它和地面之間的距離太遠(yuǎn)了；第二，宇宙飛船的位置隨時在變化，它的速度很快。我們打開收音機，可以收聽到世界各地的廣播。電臺的廣播就是用無線電波傳遞的。我們收聽到的廣播，各個電臺的聲音是不一樣的，有的的清楚一些，有的不大清楚。原因很簡單，因為有的電臺電力強，有的電臺電力弱。如果兩個電臺一

45、樣遠(yuǎn)，電力強的電臺的廣播，我們聽得就清楚得多。如果兩個電臺的電力一樣強，離我們比較近的電臺的廣播，我們就聽得清楚得多。在地球上，離我們最遠(yuǎn)的廣播電臺有多遠(yuǎn)呢？我們知道，繞地球赤道一周大約是40000公里。這就是說，地球上任何一個地方和另一個地方的距離，最遠(yuǎn)不過20000公里左右。因此，我們的收音機所收到的電波，最遠(yuǎn)不過是20000公里以外的地方發(fā)出來的。實際上，20000公里以外的電臺的廣播，一般的收音機已經(jīng)很不容易收到了。而星球之間的距離比這還要遠(yuǎn)得多。月球離我們就有大約380000公里，金星和火星離地球最近的時候也有幾千萬公里，從那里傳來的電波，真是微弱得難以想象。打個譬喻說：一個40瓦的

46、無線電發(fā)射機，從幾千萬公里以外發(fā)回地球的訊號，電波微弱的程度，就像把一杯開水倒在太平洋里，海水溫度因而增高的程度一樣。你可以想象到，這樣微細(xì)的溫度差別，不但手摸不出來，就是最靈敏的儀器也很難測量出來。如果人們沒有接收這樣微弱電波的本領(lǐng)，宇宙飛船就沒法跟地球上的人互相傳遞信息。前面說過，如果無線電發(fā)射機的電力強一些，發(fā)出的電波也就強一些。那么是不是就可以在宇宙飛船上裝一個電力極其強大的無線電發(fā)射機呢？不能。電力強大的無線電發(fā)射機非常重。一般的廣播電臺，電力不過只有幾百瓦到幾百瓩，無線電發(fā)射機就要占整整一個房間，甚至整整一座大樓，還要幾十米高的天線。小小的宇宙飛船無論如何容不下如此巨大的設(shè)備的。所

47、以宇宙飛船上的無線電發(fā)射機，電力總是很弱的，往往只有一般廣播電臺的幾萬分之一，甚至幾十億分之一。蘇聯(lián)“東方三號”和“東方四號”宇宙飛船上的無線電發(fā)射機，電力小得還不足以使手電筒的燈泡發(fā)亮哩。那么，問題是怎樣解決的呢？首先，人們想辦法使宇宙飛船上的又小又輕的無線電發(fā)射機，盡可能發(fā)出強一些的電波。你們見過半導(dǎo)體收音機吧！半導(dǎo)體收音機比普通的真空管收音機小得多，輕得多，用的電力也小得多，可是發(fā)出的聲音并不小。真空管要發(fā)熱以后才能工作，使真空管發(fā)熱就要消耗大量的電。半導(dǎo)體不需要發(fā)熱就能工作，因此可以少用許多電?；鸺系臒o線電發(fā)射機都是用半導(dǎo)體裝起來的，因此盡管電力很小，發(fā)出來的電波還不算太弱。其次，人

48、們盡量提高地面上無線電接收機接收能力。你大概也知道，收音機里的真空管多些，就可以收聽到更遠(yuǎn)的地方的廣播。給收音機接上天線，收音的效果也會好得多。如果無線電接收機的性能很好，天線又架得很好，盡管宇宙飛船發(fā)回來的無線電訊號，傳到地球上已經(jīng)極其微弱，還是有接收得到的可能。蘇聯(lián)為了跟飛往金星和火星的自動行星際站（實際上是不載人的小型宇宙飛船）通信，建立了一個通訊中心。通訊中心的天線有12層樓那么高，包括8個直徑達(dá)16米的笊籬形的天線，整個天線的重量達(dá)到1000噸以上。通訊中心的接收機也非常復(fù)雜，占了好幾個大房間。至于環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船，它離地面雖然不算太遠(yuǎn)，可是位置時刻在變化，人們怎樣才能跟它很好

49、地保持聯(lián)系呢？科學(xué)家們想了一個很好的辦法，在地面上每隔一定距離就建造一個通訊站，各個通訊站經(jīng)常保持聯(lián)系，組成一個通訊網(wǎng)。宇宙飛船飛近某一個通訊站，這個站和它聯(lián)系上了，那么其他任何一個站都可以通過這個站和它建立聯(lián)系。用這個辦法，不論宇宙飛船飛到任何地點的上空，指揮部都可以很方便地和它直接通信?？床灰姷姆?wù)員前面講了飛出地球之前必須解決的一些極重要的問題，但并不是全部的問題。你要知道，一支多級火箭、一艘宇宙飛船，都有成萬的零件，這些零件就是許許多多科學(xué)家和工人勞動的結(jié)晶。還有一些科學(xué)家的勞動，雖然不體現(xiàn)在任何一個零件上，也是絕對不能缺少的。前面說過，多級火箭和宇宙飛船必須盡可能做得輕巧一些，這樣才

50、可以減少一些發(fā)射時候的困難。所以它們的每一個零件，都得鄭重考慮是不是必要的，能不能用更輕更耐用的材料來制造，甚至可不可以省掉。設(shè)計輕巧的零件，尋找合用的材料，都得花費無數(shù)人的勞動。多級火箭和宇宙飛船的飛行路線是預(yù)先計算好的。多級火箭什么時候發(fā)射，它的每一級在什么時候開始點火，什么時候把宇宙飛船送出地球去，也必須預(yù)先計算好。在計算的時候，不但要考慮火箭本身的力量，還要考慮地球的引力，考慮月球、太陽和其他行星的引力，一點也不能錯。而計算要準(zhǔn)確，必須依靠準(zhǔn)確的測量結(jié)果。在測量和計算上，又得花費無數(shù)人的勞動。多級火箭和宇宙飛船在飛行的時候，是依靠天上的星星來辨別自己的位置的。天空里布滿了星星，怎樣來辨

51、認(rèn)它們呢？選擇哪幾顆星星作為路標(biāo)最合適呢？為了回答這些問題，也得花費無數(shù)人的勞動。為了飛出地球去，必須解決的問題多得真是說也說不完。這一切需要物理學(xué)家、化學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和其他許多方面的科學(xué)技術(shù)人員一起來解決。他們不在多級火箭或宇宙飛船上，甚至在發(fā)射場上，也找不到他們的蹤跡。但是離開了他們，多級火箭和宇宙飛船就根本上不了天。他們是為星際飛行服務(wù)的看不見的服務(wù)員。人怎樣進(jìn)入星際空間陌生的旅程我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，多級火箭能把宇宙飛船送出地球去。那么，你敢不敢乘坐宇宙飛船，到星際空間去作一次旅行呢？“敢！”我想你一定這樣回答。但是且慢。光憑勇氣是不行的。人自從在地球上出現(xiàn)以來，一直生活在地球媽媽

52、的懷抱中。在飛出地球去的道路上，人會遇到些什么困難呢？到了陌生的星際空間里，人會遇到些什么困難呢？要是不預(yù)先想一想這些困難，不預(yù)先找出克服這些困難的辦法，光憑一股勇氣橫沖直撞，這不是太危險了嗎？要知道，這不是一次平常的旅行呢！好吧，現(xiàn)在我們就來談?wù)勥@些困難，談?wù)勥@些困難可能用什么辦法來克服。重得不好受多級火箭起飛的時候，乘在宇宙飛船里的人會一下子重好幾倍，好像地球在緊緊拉住他， 不讓他離開一樣。人的胳膊一下子會變成幾十斤重，眼皮老是往下垂，身體里的也重得像鐵一樣。宇宙飛船在降落的時候，也會出現(xiàn)這種情形。這是什么道理呢？你坐汽車的時候，一定有過這樣的經(jīng)驗：汽車猛一開動，你會往后一仰；汽車突然剎車

53、，你會往前一沖。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？原來任何東西都有慣性，它們?nèi)绻皇艿酵饨绲牧α康挠绊?，原來不動的就永遠(yuǎn)不動，原來在運動的就永遠(yuǎn)以相等的速度，筆直地向前運動。汽車停著的時候，你坐在汽車上，也停著不動。汽車猛一開動，沒有來得及把它的運動傳給你，你的身體由于慣性的作用，還保持著靜止?fàn)顟B(tài)，自然就往后一栽了。汽車行駛的時候，你坐在汽車上，也跟著向前運動。如果汽車猛地停下來，而你的身體由于慣性的作用，仍然在前進(jìn)，當(dāng)然就向前沖了。多級火箭起飛的時候和宇宙飛船降落的時候，速度的變化比汽車在開動和剎車的時候大得多。因此，人坐在宇宙飛船里，那種往后仰或者向前沖的力量，也就比在汽車上大得多了。就是這種力量使

54、人的身體一下子重了幾倍，甚至幾十倍。這種現(xiàn)象叫做“超重”。在超重的情況下，人的血液也重了好幾倍。如果你挺直了身體坐在宇宙飛船里，血液都流到你的腿部去了。這時候，你的心臟再用勁，也不能把血液壓到頭部去。大腦里沒有了血液，你就會昏迷過去。為了克服超重所造成的困難，科學(xué)家想了許多辦法。一個辦法是在多級火箭起飛和宇宙飛船降落的時候，讓宇宙飛行員臉朝著天躺著，把腳擱得高一點。人躺著的時候，在超重的情況下，血就不會集中到身體下部，大腦就不至于沒有血液。這樣雖然也不好受，可是比昏迷要好得多了。此外，科學(xué)家還給宇宙飛行員設(shè)計了“抗重力服”。這種衣服把人的身體捆得緊緊的，使血液不至于集中到身體的某一部分去。宇宙

55、飛行員也可以鍛煉忍受超重的能力。鍛煉的方法是讓他們坐在一種旋轉(zhuǎn)得非?？斓碾x心機里。這種離心機像兒童運動場上的轉(zhuǎn)椅。轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)得很快的時候，就有一股力量把人往外推。這股力量就是離心力。離心機轉(zhuǎn)得比轉(zhuǎn)椅快得多，它產(chǎn)生的離心力也比轉(zhuǎn)椅大得多，大到相當(dāng)于地球引力的好幾倍。這種離心力給人造成的感覺和超重是一樣的。經(jīng)過這樣的鍛煉，宇宙飛行員就能大大提高忍受超重的能力。如果能讓宇宙火箭的速度慢慢地加快，超生的情況就可以減輕一些，乘在宇宙飛船里的人也就好受一些。但是對于多級火箭來說，速度加快得越快越好，這樣才可以更快地擺脫空氣的阻力和地球的引力，節(jié)省一些燃料。當(dāng)然，這個矛盾并不是不能解決的。如果將來能找到更好的燃

56、料，可以使多級火箭的速度慢慢加快。到了那個時候，超重的情況就可以減輕很多，即使沒有經(jīng)過訓(xùn)練的人，也能夠乘坐宇宙飛船到星際空間去旅行了。輕得沒重量宇宙飛船被多級火箭送上了環(huán)繞地球飛行的軌道，或者送上了飛往其他星球去的航線，它的速度不再繼續(xù)加快的時候，宇宙飛船里又會出現(xiàn)另一種奇特的現(xiàn)象，就是一切東西都推動了重量。這種現(xiàn)象叫做“失重”。這又是什么道理呢？假如你在電梯里，吊住電梯的鋼纜突然斷了，電梯就從幾十層樓上直落下來。這時候你輕輕地一跳，就會懸在空中，不會落到電梯的地板上來。如果電梯里有一個磅秤，你站在磅秤上，就會發(fā)現(xiàn)磅秤的指針指著“0”，說明你沒有重量了。為什么你一跳起來就不會落到地板上來呢？因

57、為你和電梯同樣受到地球的引力，以同樣的速度在往下掉，所以你始終追不上電梯的地板，成了懸空的狀態(tài)。跟這個道理一樣，你站在磅秤上，磅秤和你也以同樣的速度在往下掉，它感覺不出你壓在它身上，因此指針仍然指著“0”。前面說過，一件東西在繞著地球轉(zhuǎn)的時候，實際上是在不停地往下掉，只是每時每刻，它掉下去的高度和地面向里彎的高度相等，因此它始終掉不到地面上來。宇宙飛船繞著地球飛行的時候正是這樣的情形，在它內(nèi)部的東西都跟它一樣，以相同的速度在往下掉，因此一切東西都推動了重量。宇宙飛船進(jìn)入飛向月球或者行星去的航線以后，地球的引力跟宇宙飛船本身的速度相抵銷了，太陽系內(nèi)各個星的引力又達(dá)到了某種平衡，因此飛船里面的一切

58、東西也就失去了重量。在失重的情況下，宇宙飛船里的一切東西都可以無依無靠地懸在空中，人也可以自由地在空中，人也可以自由地在空中游蕩，像水中的魚兒一樣。你也許會說：“哈，真好玩！”好玩嗎？乍一看是怪好玩的?？墒亲屑?xì)琢磨，麻煩真不少。比如說喝水。我們在地面上，只要拿起杯子往嘴里一倒，水由于本身有重量，就流進(jìn)我們的喉嚨里去了?？墒窃谑е氐那闆r下，你把杯子倒了過來，里面的水也不會流出來。在地面上，你一舉胳膊，一邁腿，都需要用一定的力量。在失重的情況下，你輕輕地一舉胳膊，胳膊就會打到你的頭上，輕輕地一邁腿，就會整個身子飛到半空中。失重會不會使人的生理機能受到影響呢？科學(xué)家為了解答這個問題，進(jìn)行許多實驗。他們讓在高空飛行中的飛機猛然下降，造成時間短暫的失策，觀察飛行員會有什么樣的感覺。他們還讓宇宙飛行員在跟人體比重一樣的液體中游泳，因為在這樣的液體中，人會感覺不到自己身體的重量?？茖W(xué)家又把狗、老鼠