康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的五个太空预言

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康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的五个太空预言



来源: 透视俄罗斯       


  今年九月是宇宙航行学奠基人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovski)诞辰156周年纪念日。童年时罹患猩红热使齐奥尔科夫斯基几乎完全失聪并因此失去了上大学的机会。但智慧超群具有创新思维的他通过自学提出了在当时甚至超乎科幻小说的想法。我们在此列举一下这位科学家预言太空时代来临的五个最有意思的想法,其中部分如今已成为现实,其它设想则仍有待实现。

  折叠式飞行器和鸟状飞机

  齐奥尔科夫斯基最早的发明设计之一是特殊结构的飞艇,该设想尽管当时并未实现,却使这位自学成才的科学家受到了科学界重量级人物的关注。该发明的独特之处在于飞行器外壳的制造材料:用金属材料取代涂胶的布质材料,可以避免危险的化学反应,还能根据其构造改变飞行器的形状。通过计算和试验,齐奥尔科夫斯基得出结论:只有金属材料制造的飞行器才能不仅满足舒适性和安全性的要求,而且更节省成本。齐奥尔科夫斯基不断在此方向进行探索并发明出了早于飞机出现几十年的设计——带有厚厚的弧形机翼的全金属单翼飞机,他称之为“鸟状(航空)飞行器”。

  反作用飞行

  然而,让这位科学家名垂青史的设想并非是在地球上飞行,而是飞往太空。在1883年以日记形式创作的作品《自由空间》中,齐奥尔科夫斯基化身为一名置身于不受阻力和吸引力限制的空间讲解员。正是这部作品中首次提出了宇宙空间中反作用力是移动的唯一方法的理论。其随后的作品《利用反作用仪器进行太空探索》用最简单的力学定律对上述结论进行了论证。也是在这篇作品中,齐奥尔科夫斯基证实了火箭具有完成太空飞行的能力。

  “火箭列车”

  齐奥尔科夫斯基将“火箭列车”这一术语赋予了多级火箭的原型,即在地面启动后飞入空中并进入宇宙太空的火箭组合。每级火箭燃料用完后将自动脱落并坠入地球。根据其计算,每级火箭的长度应为30米,直径则为3米。按照齐奥尔科夫斯基的设想,建立此类“列车”不仅可以更快地实现人类进入太空的梦想,而且还能打开星际间交通的时代。

  太空“电梯”

  然而,对齐奥尔科夫斯基而言火箭并非离开地球的唯一方式。这位科学家首次提出使用一种无需火箭发射即可将货物送至宇宙空间的方法。这一构造理论上需要使用一根由飞船延伸至行星表面的钢索。如果这种方法未来得以实现,将可节省大量的资金,还能解决火箭发射带来的生态环境破坏问题。

  人在太空

  齐奥尔科夫斯基是人类太空探索的坚定支持者。太空之旅的想法在其关于未来的概念中与人类完善的理论密不可分。该理论主张通过在地球上实现一定的协调后开始开发其他行星,从而形成更先进的人类物种分支。齐奥尔科夫斯基特别关注漫长的星际飞行中的生物医学问题。正是他首次提出使用可保护人类免受外部因素影响的防护服即宇航服原型的概念。他还在科幻小说《在地球之外》中论证了太空移民的想法,提出人造重力旋转装置的规划。根据该设想,装置中将能容纳工业和农业生产,甚至能开发出整座移民城市。目前,该设想在环形太空移民计划(俗称“环形城市”)中得以体现,斯坦福大学的科学家正在开发该计划。康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的五个太空预言



来源: 透视俄罗斯       


  今年九月是宇宙航行学奠基人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovski)诞辰156周年纪念日。童年时罹患猩红热使齐奥尔科夫斯基几乎完全失聪并因此失去了上大学的机会。但智慧超群具有创新思维的他通过自学提出了在当时甚至超乎科幻小说的想法。我们在此列举一下这位科学家预言太空时代来临的五个最有意思的想法,其中部分如今已成为现实,其它设想则仍有待实现。

  折叠式飞行器和鸟状飞机

  齐奥尔科夫斯基最早的发明设计之一是特殊结构的飞艇,该设想尽管当时并未实现,却使这位自学成才的科学家受到了科学界重量级人物的关注。该发明的独特之处在于飞行器外壳的制造材料:用金属材料取代涂胶的布质材料,可以避免危险的化学反应,还能根据其构造改变飞行器的形状。通过计算和试验,齐奥尔科夫斯基得出结论:只有金属材料制造的飞行器才能不仅满足舒适性和安全性的要求,而且更节省成本。齐奥尔科夫斯基不断在此方向进行探索并发明出了早于飞机出现几十年的设计——带有厚厚的弧形机翼的全金属单翼飞机,他称之为“鸟状(航空)飞行器”。

  反作用飞行

  然而,让这位科学家名垂青史的设想并非是在地球上飞行,而是飞往太空。在1883年以日记形式创作的作品《自由空间》中,齐奥尔科夫斯基化身为一名置身于不受阻力和吸引力限制的空间讲解员。正是这部作品中首次提出了宇宙空间中反作用力是移动的唯一方法的理论。其随后的作品《利用反作用仪器进行太空探索》用最简单的力学定律对上述结论进行了论证。也是在这篇作品中,齐奥尔科夫斯基证实了火箭具有完成太空飞行的能力。

  “火箭列车”

  齐奥尔科夫斯基将“火箭列车”这一术语赋予了多级火箭的原型,即在地面启动后飞入空中并进入宇宙太空的火箭组合。每级火箭燃料用完后将自动脱落并坠入地球。根据其计算,每级火箭的长度应为30米,直径则为3米。按照齐奥尔科夫斯基的设想,建立此类“列车”不仅可以更快地实现人类进入太空的梦想,而且还能打开星际间交通的时代。

  太空“电梯”

  然而,对齐奥尔科夫斯基而言火箭并非离开地球的唯一方式。这位科学家首次提出使用一种无需火箭发射即可将货物送至宇宙空间的方法。这一构造理论上需要使用一根由飞船延伸至行星表面的钢索。如果这种方法未来得以实现,将可节省大量的资金,还能解决火箭发射带来的生态环境破坏问题。

  人在太空

  齐奥尔科夫斯基是人类太空探索的坚定支持者。太空之旅的想法在其关于未来的概念中与人类完善的理论密不可分。该理论主张通过在地球上实现一定的协调后开始开发其他行星,从而形成更先进的人类物种分支。齐奥尔科夫斯基特别关注漫长的星际飞行中的生物医学问题。正是他首次提出使用可保护人类免受外部因素影响的防护服即宇航服原型的概念。他还在科幻小说《在地球之外》中论证了太空移民的想法,提出人造重力旋转装置的规划。根据该设想,装置中将能容纳工业和农业生产,甚至能开发出整座移民城市。目前,该设想在环形太空移民计划(俗称“环形城市”)中得以体现,斯坦福大学的科学家正在开发该计划。
好多都不是神话,是事实
【星际航行概论】

钱学森 著

目录
第1章星际航行与宇宙航行1
1.1火箭技术的早期1
1.2现代的火箭技术4
1.3太阳系7
1.4地球的周围环境11
1.5第一、第二、第三宇宙速度15
1.6齐奥尔科夫斯基公式19
1.7恒星世界的宇宙航行20
1.8阿克莱公式22
第2章火箭发动机原理27
2.1星际航行的动力27
2.2固体推进剂火箭发动机工作原理28
2.3液体推进剂火箭发动机工作原理29
2.4推力的计算322.5喷气速度的计算34
2.6喷管的形状392.7推力系数43
2.8比冲45
2.9更准确的计算46
第3章火箭发动机的技术实现48
3.1液体推进剂的性能48
3.2液体推进剂的选择51
3.3几种液体火箭发动机52
3.4液体火箭发动机的设计过程61
3.5发动机试车台65
3.6固体推进剂及固体火箭发动机的发展67
3.7固体火箭发动机的设计问题69
3.8固体火箭发动机的发展前景72
3.9新型火箭发动机——固液型发动机74
3.10发动机推力方向的调节75
第4章运载火箭的技术实现81
4.1多级运载火箭的级数81
4.2运载火箭的实例84
4.3结构重量、结构比89
4.4运载火箭的设计过程92
4.5星际航行场95
第5章运载火箭从地面起飞的轨道问题102
5.1发射人造行星或月球火箭的轨道与发射人造卫星的轨道102
5.2邻近地面的起飞轨道103
5.3质点在向心引力场中的运动107
5.4椭圆轨道上卫星的周期111
5.5发射卫星的最佳轨道112
第6章星际航行的轨道117
6.1太阳的重力场117
6.2太阳系中的椭圆轨道1186.3实例122
6.4在中心力场中的低推力轨道123
6.5低推力星际轨道130
6.6光帆131
第7章原子能火箭发动机133
7.1原子能133
7.2原子火箭发动机134
7.3电火箭的设计原理138
7.4电火箭发动机的类型145
7.5原子火箭与电火箭的比较147
7.6氘火箭发动机149
第8章制导问题150
8.1制导150
8.2发射人造地球卫星的轨道所要求的精确度150
8.3星际飞行轨道所需要的精确度155
8.4控制的概率159
8.5星际航行的制导问题160
8.6运载火箭的制导系统——初制导系统163
8.7制导系统的设计165
第9章星际航行中的通讯问题168
9.1星际航行中通讯工作的重要意义168
9.2星际航行中通讯系统的有效功率170
9.3星际航行通讯中的噪声172
9.4信息率175
9.5量子效应178
9.6星际通讯的设备要求178
9.7地面接收天线181
9.8卫星式通讯中继站系统182
9.9电磁波传播问题183
9.10光波通讯186
第10章再入大气层188
10.1人造卫星或星际飞船的降落问题188
10.2再入大气层的轨道分析189
10.3两种再入轨道194
10.4防热设计197
10.5防热设计的原则204
10.6星际飞行轨道中的应用205
第11章防辐射207
11.1防辐射问题207
11.2光子对物质的作用207
11.3电子对物质的作用210
11.4α粒子、质子以及重原子核碳、氮、氧对物质的作用212
11.5中子对物质的作用213
11.6辐射对人体的作用214
11.7辐射剂量21511.8宇宙射线218
11.9地球辐射带及太阳耀斑爆发的辐射219
11.10中子的防护221
11.11辐射对器材的破坏作用221
第12章飞船的设计问题223
12.1超重和失重223
12.2超重对人的影响224
12.3失重对人的影响226
12.4飞船船舱的设计要求228
12.5星际航行中人的生活条件230
12.6氧气及水分的供应233
12.7长旅程星际飞船中的生态学系统235
12.8防微陨石及通过小行星带237
12.9飞船的定向系统237
第13章飞船中的电源241
13.1星际飞船中的能源241
13.2化学电池243
13.3太阳光电池245
13.4汽轮发电机250
13.5热电偶发电器252
13.6热电子发电机255
13.7电磁流体发电机258
第14章星际航行进一步发展的几个问题260
14.1卫星式星际航行站260
14.2运载火箭的海面发射262
14.3运载火箭的回收264
14.4飞机用作运载工具266
14.5运载飞机的动力系统268
出版说明271
人类的技术距离真正星际航行的要求实在是太远太远了