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追梦太空 -------“518博物馆日”宇航科普展

发布日期:2014-07-16        浏览次数:2026

追 梦 太 空

               题记:一个民族有些关注天空的人,他们才有希望。

                        一个民族只是关心脚下的事情,那是没有未来的。

                ----------黑格尔

前言:

      星海浩瀚,苍穹广阔。每当人类凝视星空,必然对那个神秘、壮美的世界充满向往。人类对宇宙,对天空的关注可以叫“终极关怀”。曹操叹曰:“日月之行,若出其中。星汉灿烂,若出其里。”苏轼曾问:“不知天上宫阙,今夕是何年。”可以肯定的是,祖先也像我们一样,不会对茫茫的宇宙视而不见,而是作为梦想的基因代代传承。回眸以往,这种对天空的渴望,首先是化为一个个美妙动人的幻想,然后是不畏牺牲的尝试,最后是锲而不舍的努力,使一颗颗小小火种,点亮了人类的飞天之路。

一、探索宇宙

       我想那缥缈的空中,定然有美丽的街市。街市上陈列的一些物品,定然是世界上没有的珍奇。---《天上的街市》 

       (一)运载火箭 “天”的边界在哪里?国际航空联合会定义的大气层太空界线为“卡门线”,高度是100公里。此线以钱学森的老师、著名工程力学和航空技术学家西奥多.冯.卡门名字命名。遨游太空是人类自古以来的梦想,但突破“卡门线”,必须要研制出既能在大气层内飞行,又能在大气层外飞行的运载器。经人们艰苦卓绝的努力,破天利器----运载火箭终于问世。第一枚成功发射卫星的运载火箭是苏联用洲际导弹改装的“卫星号”运载火箭。到20世纪80年代,苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局已研制成功20多种大、中、小运载能力的火箭。主要的运载火箭有“大力神”号运载火箭、“德尔塔”号运载火箭、“土星”号运载火箭、“东方”号运载火箭、“宇宙”号运载火箭、“阿里安”号运载火箭、N号运载火箭、“长征”号运载火箭等。

      (二)宇宙飞船 宇宙飞船是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。虽然宇宙飞船是最简单的载人航天器,但它还是比无人航天器(例如卫星等)复杂得多。麻雀虽小,五脏俱全。宇宙飞船与返回式卫星有相似之处,但要载人,故增加了许多特设系统,例如,用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度和湿度控制等的环境控制和生命保障系统、报话通信系统、仪表和照明系统、航天服、载人机动装置和逃逸生系统等。53年来,前苏联、美国、中国、欧洲航天局相继发射了自己的航天飞船。较为出名的有前苏联的联盟号载人飞船和进步号货运飞船 、美国的“阿波罗”号飞船 、中国的神舟系列宇宙飞船和欧洲太空局宇宙飞船。

      (三)空间建站 人类并不满足于在太空作短暂的旅游,为了开发太空,需要建立长期生活和工作的基地。于是,随着航天技术的进步,在太空建立新居所的条件成熟了。空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成,较大型的可分批发射组件,在太空中组装成为整体。在空间站中要有人能够生活的一切设施,不再返回地球。 

       国际空间站设想是1983年由美国总统里根首先提出的,经过近十余年的探索和多次重新设计,直到苏联解体俄罗斯加盟,国际空间站才于1993年完成设计,开始实施。该空间站以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧空局共16个国家参与研制。

       天宫一号是我国首个目标飞行器和空间实验室,自主空间站的雏形。2011年11月,天宫一号与神舟八号飞船成功对接,中国也由此成为世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接,中国3位航天员首次进入在轨飞行器。2013年6月13日,神舟十号飞船与天宫一号顺利完成了自动交会对接。

二、征服太空 

       20世纪50年代,毛主席号召:我们也要搞人造卫星;70年代,邓小平明确:要把力量集中到实用的应用卫星上来;90年代,江泽民强调:发展我们自己的载人航天;2005年,胡锦涛指出;我们一定要在全社会大力弘扬载人航天精神;2013年,习近平提出,航天梦是强国梦的重要组成部分。2014年,习近平再次强调“加快建设一支空天一体、攻防兼备的强大人民空军,为实现中国梦、强军梦提供坚强力量支撑”。随着中国航天事业快速发展,中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远。中国航天事业的决策和运筹就像接力棒一样,在党和国家几代领导人手中传递。   

      (一)东风出世 1956年,中国第一个导弹研究机构--国防部第五研究院在北京成立,宣告了中国航天的正式起步。著名科学家钱学森出任院长,拉开了中国近代航天事业的序幕。1958年4月,中国开始对苏联提供的“P-2”教学导弹一边学习、一边仿制。1960年11月5日,第一枚“1059”(东风一号)近程导弹发射成功,成为中国新兴火箭事业的转折点。此后中国的火箭事业开始走上独立研制道路。

        1968年,中国空间技术研究院成立,钱学森被任命为院长,担任研制第一颗人造卫星的总指挥工作。经两年努力,由我国自行研制的“长征一号”火箭搭载我国第一颗人造卫星“东方红一号”于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心发射成功,歌曲《东方红》响彻环宇。第一颗人造卫星的成功发射,在中国航天史上具有划时代的意义,成为中国发展航天技术的一个良好开端。

      (二)长征腾空 

       在“长征一号”火箭的基础上,中国花了约40年的时间,研制出以“长征”命名的系列运载火箭,包括4大类的19个品种,成为名副其实的火箭大家族。截止2013年12月21日累计发射189次。其中,“长征二号”运载火箭是中国的航天运载器的基础型号,是中国最大的运载火箭家族,拥有“长征二号”、“长征二号丙”、“长征二号丁”、“长征二号(E)”、“长征二号F”等型号,承担近地轨道发射任务。长征二号F”运载火箭先后成功发射了神舟一号至神舟十号飞船,为我国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献,截至2013年6月11日共发射5次载人航天任务,成功率为100%。

      (三)神舟飞天  

       神舟飞船中国自行研制,具有完全自主知识产权,达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。 飞船采用三舱一段,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成,与国外第三代飞船相比,具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的征二号F火箭发射升空,射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的草原上。从1999年到2003年,升空的神州飞船共有10个型号,神州一号、二号为无人飞船,神州三号、四号、八号搭载模拟人升空,其余系列都是载人飞船。

      (四)嫦娥奔月“嫦娥工程”的标志以中国书法的笔触,抽象地勾勒出一轮圆月,一双脚印踏在其上,象征着月球探测的终极梦想,圆弧的起笔处自然形成龙头,象征中国航天如巨龙腾空而起,落笔的是一群自由飞翔的和平鸽构成,表达了中国和平利用空间的美好愿望。

       嫦娥一号是我国首颗绕月人造卫星。以古代神话人物嫦娥命名。寄托了中国人民探索月球的美好夙愿。2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。2007年10月24日,“嫦娥一号”成功发射升空,在圆满完成各项使命后,于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日“嫦娥二号”顺利发射,也已圆满并超额完成各项既定任务。2013年12月2日“嫦娥三号”探测器携“玉兔号”月球车在西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着落和月面巡视勘察,并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。

三、青史留名

       (一)玻璃与航天 近百年来,我国生产的玻璃产品逐步进入到人们日常生活与国民经济的各行各业。就航天工业而言,精密的航天飞船也离不开以玻璃制成的原件。

       1、超薄高强耐辐射太阳能电池用盖玻璃

        空间能源是空间平台的动力保障,没有可靠的能源供应,航天器将无法正常工作和运行。随着航天器种类和技术的快速发展,空间能源的技术要求也越来越高,质量轻、寿命长、功率大已成为空间能源的发展方向。因此,作为空间能源“心脏”的天阳能电池也必须在轻质、大面积、高转换率、长寿命等方面做出相应的改进和提高。此外,对于主要用于卫星、飞船、空间站等航天器的空间太阳能电池盖玻璃,由于空间高能粒子、光子等会造成玻璃在原子级上的损伤,长期使用会造成玻璃该片发黑,从而降低电池的效率,因此要求硅太阳能电池盖玻璃具有一定的抗曝光变色能力,以保护太阳能电池免受空间高能射线和高能粒子的辐射和轰击,延长太阳能电池的使用寿命,使航天器获得可靠的能源供应。简言之,超薄、大面积、高强度、高透过率、耐辐照将成为空间太阳能电池用该片的发展方向。

       2、半导体玻璃

       在金属板上镀上一层硒玻璃,可以作为电视光导摄像管的靶面材料。宇宙飞船装有这种光导摄像管,能拍摄月球的清晰照片发回地面。有些半导体玻璃只要温度稍有变化,其电阻就会改变,利用这一特性可以制成热敏电阻,通过电阻值的变化来测知温度。有的半导体玻璃不吸收太阳光中的红外线,故称作红外玻璃,在军事上用作制作红外照相机镜头、侦查仪器或制造电子计算机的光存储器。

      3、二次电子发射玻璃

       利用二次电子发射玻璃制备的CEM以及MCP等电子倍增器件,不仅可用于一般的低能量粒子或X射线检测的测量仪器上,而且可用于火箭和人造卫星上的超小型测量仪器中,并且束状微通道板MCP,可应用于荷电粒子、短波长光量子等探测器件与系统中,还可广泛应用于摄像管和高速示波器等各种分析测量仪器上。

      4、航天器反射镜用抗辐射玻璃

       航天器在宇宙中航行会遭遇许多未知的危险,为保护航—天飞机和卫星不受空间太阳辐射热的影响,在其受光表面上安装一种被称为第二面反射镜的保护。该反射镜基板玻璃的抗辐射性能良好,太阳吸收率低,并保持对紫外线、可见光和近红外光的高透过率,膨胀系数低,化学稳定性良好。

      5、高硅氧玻璃

       宇宙飞船的玻璃窗对玻璃的硬度、耐热性都有着特殊的要求。特别是载人飞船的回归过程中,飞船与大气层剧烈摩擦会产生震荡与高温。为保证宇航员安全,宇宙飞船窗口大多采用高硅氧玻璃,高硅氧玻璃具有类似石英玻璃的性质,耐高温、热膨胀系数低、化学稳定性好、透紫外线,在高温1000℃的环境中仍能保持稳定。

      (二)秦皇岛制造  60年来,我国航天事业取得的辉煌成就离不开民族的复兴,离不开航天人的努力与牺牲,更离不开各级政府的支持,与扎根乡土、立志报国、默默有为的航天企业家。

        天开海岳,海岳开天。我市制造的玻璃产品能够“飞天”并非偶然。自上世纪二十年代,中国第一家机械法生产玻璃的企业耀华玻璃厂在此生产出第一块平板玻璃。近百年来,我市企业研制的防弹玻璃、超薄玻璃、钢化玻璃、LOW-E玻璃、汽车玻璃、石英玻璃等一系列凝聚着尖端科技的玻璃产品相继问世,在世界玻璃史上写下壮丽篇章。星箭特种玻璃有限公司,是中国航天科技集团抗辐照玻璃盖片的唯一合格供货方。它的成功可以说是秦皇岛市民族玻璃工业历史文脉的延续与传承。在其发展过程中,国家、省、市政府都曾提供资金支持。考虑到我国航天事业与民族企业的长远发展,2010年,地方政府优先提供企业用地15亩,保证了新厂区的建设施工。自2000年成立至今,公司生产的宇航玻璃从未出过任何质量问题。从神舟系列飞船,到天宫一号目标飞行器,再到嫦娥系列探月器,十几年来,星箭公司生产的产品,跟随卫星上百次飞向太空。“秦皇岛制造”也成为同行业最耀眼的新星。

    模型展品 

    实物模型:神舟五号、神舟六号、神州七号、神舟八号与天宫一号对接、神舟九号与天宫一号对接、神舟十号与天宫一号对接(模型实物文字后附)

    实物展品:高强度的超大超薄抗辐照玻璃盖片、卫星用掺铈的OSR玻璃基片等

    展品文字:一、飞船、卫星等航天器在太空运行过程中,主要依靠太阳能电池帆翼提供能源,太空中存在的电磁波和高能粒子都会对电池板构成威胁。

    我市星箭特种玻璃有限公司生产的特种玻璃盖片具有超大、超薄、可弯曲等特点,能有效地解决卫星在飞行过程中产生的振动和高低温冲击造成普通防辐照玻璃盖片碎裂和太阳能电池裸露等较多的难题,并能有效地抵挡太空强射线,保证太阳能电池板不受到射线的任何侵害。“神舟十号”飞船上使用这种玻璃盖片有1万多片,这种玻璃盖片已成功应用在“神舟八号”“神舟九号”飞船和“天宫一号”目标飞行器上。

    二、从“神舟”到“天宫”再到“嫦娥”卫星,星箭的用掺铈的OSR玻璃基片不仅翱翔于宇宙,还登上了月球。月球的昼夜温差有摄氏300多度,月球车内部的精密仪器也同样需要有特殊的保护,星箭公司研制的航天用掺铈的OSR玻璃基片,具有高反射、低吸收的特点,可以反射80%的热量,具有良好的温控作用,可以保护月球车内部仪器不受温度变化的影响,正常工作。

    神舟五号载人飞船 是“神舟”号系列飞船中的第五艘,是中国首次发射的载人航天飞行器,于2003年10月15日将航天员杨利伟送入太空,标志着中国成为继前苏联俄罗斯)和美国之后,第三个有能力自行将人送上太空的国家。

    神舟六号载人飞船 2005年10月12日于酒泉卫星发射中心发射升空。“神舟六号”与“神舟五号”在外形上没有太大的差别。它是中国第二艘搭载航天员的飞船,也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。搭载航天员为费俊龙聂海胜,这也是世界上人类的第243次太空飞行。

    神舟七号载人飞船 是中国第三个载人航天飞船。突破和掌握出舱活动相关技术。神舟七号载人飞船科研单位是中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和上海航天技术研究院。搭载航天员翟志刚刘伯明景海鹏,于2008年9月25日从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空。

    神舟九号载人飞船  神九是中国第一个宇宙实验室项目921-2计划的组成部分,天宫与神九载人交会对接为中国航天史上掀开极具突破性的一章。中国计划2020年中国将建成自己的太空家园,独立自主的中国空间站届时可能成为世界上唯一的空间站。2012年6月16日18时37分,搭载飞行员景海鹏、刘旺、刘洋的神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日14时与天宫一号实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。

    神舟十号载人飞船 神舟十号在酒泉卫星发射中心“921工位”,于2013年6月11日17时38分02.666秒,由长征二号F改进型运载火箭(遥十)“神箭”成功发射。在轨飞行15天,升空后再和目标飞行器天宫一号对接,打造太空实验室,首次开展中国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜张晓光和女航天员王亚平组成。6月26日,神舟十号载人飞船返回舱返回地面。

 

结束语:   

    为契合5.18博物馆日“博物馆藏品架起沟通的桥梁”节日主题,市玻璃博物馆与我市航天玻璃企业星箭特种玻璃有限公司共同策划了此次航天科普展。此次展出采用图文与展品相结合的方式拉近了藏品与观众、企业与文化、航天事业与人民大众的距离,使馆藏真正达到沟通桥梁的作用。在人类探索太空的漫长历史中,没有哪一段历史能像50年代到如今这样精彩,在这短短的60年中,我国航天事业经历了从卫星升空、载人航天到空间站的尝试再到探月工程的坎坷历程。在这宏大奔腾年代里,一大批相关企业在经历了一次次研制与尝试之后,与我国航天事业一同步入了辉煌发展时期。人们不能忘记:秦皇岛航天玻璃生产企业星箭特种玻璃有限公司为民族航天事业做出的不可磨灭的贡献,其光辉业绩将永留史册。

 

 

 

 

 

 

 
                 
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